季节性冻土区路基专用地源热泵供热装置研究

摘要

为满足季节性冻土区路基冻胀应急抢险需求,设计1款路基专用直接膨胀式地源热泵供热装置,并通过连续运行供热和间歇运行供热试验研究装置的供热性能.结果 表明:地源热泵供热装置最高供热温度可达90°C,最低吸热温度可达-15°C;间歇供热条件下,供热段平均供热温度随启停时间比的增大而升高,吸热段平均吸热温度随启停时间比的增大呈先降后升的规律;土体传热效率随着时间延长和与热泵距离的增大而降低,热泵运行第1天的热作用半径为0.87 m;热泵制热系数随启停时间比的减小而增大,最高达3.0以上,启停时间比过高时热泵能效性和地热能收集效果较差,而启停时间比过低时供热防冻效果较差.针对单线铁路路基冻害快速抢险需求,建议装置供热功率定为1.0～2.0 kW,布设间距取1.5～3.0 m,启停时间比先设为2h∶1h,然后根据冻胀缓解程度逐步降低启停时间比.