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地下混凝土储热桩热能存储试验与研究

李守圣  
【摘要】: 本文介绍了目前国内外显热储热、潜热储热和化学反应储热等储热方法,针对地下土壤储热效率低的问题提出用高温储热混凝土进行储热。在参考大量国内外文献的基础上,选择合适的混凝土储热材料,建立混凝土储热试验台,建立地下混凝土储热桩内部储热的数学和物理模型。 本文重点介绍了储热结构试验和储热试验,通过对试验数据的采集分析,得到试验实际流量值、热流密度值和储热桩内部和外部土壤温度场温度变化规律。通过试验与ANSYS软件分析相结合,在70℃以上的高温阶段,保温层的厚度增加到一定数值后,再增加保温层厚度,对于储热效果影响较小;对于45℃以下的低温阶段,则是保温层越厚,储热效果越好。间断加热试验表明,间断加热模式中的地下混凝土储热桩内部热量均匀度高于连续加热模式;导热系数的增加会有效提高储热桩内部换热速率,但同时也提高了热量散失速率,分析比较得导热系数在1 W/(mk)~1.5 W/(mk)比较适合储热;在吸收相同的热量条件下,储热桩直径的大小对总体储热的时间没有影响,但对45℃以下的低温热能存储时间影响较大。结合实际的储热试验,得到了比较合理的储热结构模型。 本文的研究为提高地下显热储热效率,降低地下高温储热成本,提供了新的思路,并为地下混凝土储热的设计提供理论和实际数据的支持。


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