能源樁技術(shù)是將建筑物的樁基變成地源熱泵系統(tǒng)的一部分,在基樁內(nèi)埋設(shè)換熱管,把樁作為換熱井,并通過集分水器和換熱管相連使得能源樁和周圍巖土體相互傳遞熱量。這樣不僅省去了地源熱泵系統(tǒng)的打井與灌漿回填環(huán)節(jié),又解決了占地面積較大的問題,同時可并行施工縮短施工周期。目前,能源樁的研究工作主要圍繞單一樁體換熱效率問題和結(jié)構(gòu)響應(yīng)問題開展了大量的熱響應(yīng)測試與相應(yīng)的試驗研究,而針對能源樁群換熱機理及熱力學(xué)響應(yīng)研究工作較少。在換熱過程中,多樁的溫度場變化有別于單樁,同時其結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)也不盡相同,可能會對上部結(jié)構(gòu)造成未知的影響。本文通過對能源樁試驗基地的多樁開展換熱試驗,結(jié)合仿真計算,進行能源樁群的傳熱特性與熱力學(xué)響應(yīng)分析,明確樁群的換熱機理以及熱力響應(yīng)規(guī)律。通過對能源樁試驗基地的樁群開展換熱試驗并結(jié)合仿真計算,進行能源樁群的傳熱特性與熱力學(xué)響應(yīng)分析,明確樁群的換熱機理,對比分析在不同埋管形式及樁群布置情況下的單樁及多樁熱力學(xué)特性,得到以下結(jié)論:對比分析能源樁換熱過程的試驗和仿真結(jié)果,實測得出的樁體沿深度方向溫度分布規(guī)律與數(shù)值模擬得出的結(jié)果基本一致。樁身溫度沿深度方向分布相對穩(wěn)定且不同截面的溫度差異較小。整體... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文9第2章能源樁基礎(chǔ)理論及試驗方案2.1能源樁換熱機理能源樁與地源熱泵的換熱機理類似，二者均是通過熱傳遞與熱對流的方式完成熱量的遷移。通過比較能源樁與傳統(tǒng)地源熱泵的換熱機理可知，能源樁的換熱機理更為復(fù)雜。換熱管在水平截面的傳熱示意如圖2.1所示。能源樁與地源熱泵這兩者的不同之處在能源樁在熱交換過程中熱量需要經(jīng)過樁體混凝土隨后才能到達樁周土體。所以能源樁的換熱截面比傳統(tǒng)地源熱泵大的多,且能源植回填材料的導(dǎo)熱系數(shù)更為優(yōu)越，由于能源樁省去了埋管施工與注漿回填過程且其回填料的導(dǎo)熱性能更好，所以能源樁具有更好的經(jīng)濟性。圖2.1能源樁水平方向傳熱示意圖在換熱管傳熱計算過程中，需考慮換熱管長細的特點，將其傳熱分為管外和管內(nèi)兩部分。在考慮換熱管的傳熱過程時，可將其簡化成無限長或半無限長的線熱源；而考慮換熱液的換熱時，由于其管徑較小，一般將換熱管內(nèi)的傳熱過程假定為穩(wěn)態(tài)傳熱[49]。而對樁身與換熱管在結(jié)構(gòu)尺寸上有著的巨大差異，樁體與樁周土體的之間的傳熱不能簡單地理解為線熱源傳熱。同時，樁體換熱至穩(wěn)態(tài)時，整個過程較長，故不能將其傳熱簡單的理解為穩(wěn)態(tài)傳熱。綜上所述，雖然能源樁與傳統(tǒng)地源熱泵的換熱機理相似。但由于二者的尺寸結(jié)構(gòu)有較大差異，故在能源樁換熱計算中不能簡單套用傳統(tǒng)地源熱泵的換熱模型。

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文102.2試驗條件與方案2.2.1現(xiàn)場原位試驗基本情況本試驗依托湖北省能源樁試驗示范基地，本次試驗為現(xiàn)場原位試驗，試驗基地位于湖北工業(yè)大學(xué)大禮堂旁。其中有3根孔灌注型能源樁，其中1號樁長度為23m、2號樁長度為25m、3號樁長度為18m，樁徑為800mm，采用C30混凝土成樁。三根樁均采用5u串聯(lián)埋管，分為有一個支管間距為700mm的大U與四個支管間距220mm為的小u將所有換熱管集中于集分水器上控制管路的連接，如圖2.2所示，可通過集分水器上閥門開關(guān)設(shè)置換熱管間的串并聯(lián)連接。圖2.2能源樁換熱管集分水器


本文編號：2950597