清华大学学报(自然科学版)

作者：崔宏志, 邹金平, 包小华, 亓学栋, 齐贺

单位：1. 深圳大学 土木与交通工程学院, 未来地下城市研究院, 深圳 518060;<br>2. 中建科技集团有限公司, 深圳 518000

关键词：相变材料,能源桩,制冷实验,温度热响应,换热性能

相变材料是一种通过改变材料物态来吸收或放出潜热的物质。将其用于能源地下结构中可以增加结构体的能量密度、提高换热量，从而减小热交换所需的地下空间资源。该文搭建了缩尺模型实验系统，其中模型圆桩为相变储能混凝土能源桩，桩直径0.2 m，桩长1.5 m，将桩埋入装有饱和砂土的尺寸为2.45 m&#215;2.45 m&#215;2 m的模型箱中。实验中控制换热流体温度恒定为5.5℃，分别进行了0.15、0.30和0.45 m3/h 3组不同流量的制冷工况，每种工况包括“制冷-回温”3次循环。研究了饱和砂土中相变能源桩的温度热响应和换热量，分析了桩与周围土体的温度随时间变化规律；比较了换热流体流量对能源桩换热量的影响。研究结果表明：制冷工况下，相变能源桩在饱和砂土中的热传递主要沿径向，在热交换过程中对于桩周土体的温度影响范围约为2倍桩径。换热流体流量增大，进出口温差减小，而热量增大。

来源：2020年第9期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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