渗流对地铁源热泵前端毛细管换热器性能及围岩温度场的影响

摘要

地铁长期运行会引起隧道内的热堆积，影响地铁的安全高效运行。以毛细管为前端换热器的地铁源热泵系统是解决上述问题的有效技术之一。基于某示范工程，建立了隧道衬砌内毛细管换热器仿真模型；分析了典型工况下，渗流对其传热特性及隧道围岩温度场的影响。结果显示，渗流会显著扩大换热器的热影响范围，最远可达围岩下游70 m处；与无渗流工况相比，渗流可显著提高换热器的效率，且二者逆流时，提升效果更明显，供冷季为3.20倍，供暖季为2.55倍；渗流可显著减弱围岩的热堆积。本研究可为地铁源热泵前端换热器的设计提供理论支撑。

关键词

地铁 / 热堆积 / 供热 / 换热器 / 渗流 / 热泵

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52108079)