制冷工况相变能源桩热交换规律

• 作者: 亓学栋 包小华 崔宏志 邹金平 齐贺
• 来源期刊: 清华大学学报（自然科学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: 相变材料 能源桩 制冷实验 温度热响应 换热性能
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 专题 能源地下结构与工程
• 页码范围: 715-725
• 页数: 11页
• 分类号: O319.56
• 语种: 中文
• DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.26.016

摘要

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0.2m,桩长1.5m,将桩埋入装有饱和砂土的尺寸为2.45m×2.45m×2m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.