赵海丰 唐荣彬 桂树强 骆进 贾甲

摘 要：以信阳地区两根相邻的双U型埋管能源桩为研究对象，通过较长时间的TRT增温测试地温恢复TPT制冷测试模拟了能源桩的间歇性运行状态，在能源桩桩壁和岩土体中埋设传感器实测获得了能源桩运行过程中的桩周岩土体温度场分布。研究成果显示，能源桩运行过程中的传热表现为三维传热特征，桩端岩土体的温度变化滞后于桩体中间区域岩土体，建议能源桩设计时在桩端部位适当增加埋管量，以提高能源桩的换热效率；测试结果显示在经过172 h的TRT测试并进行约25 d的地温恢复后，桩周岩土体温度整体升高了约1 ℃，验证了岩土体温度扩散的缓慢性及其具有良好的热储性，同时也预示了地源热泵运行过程中存在冷热失衡的可能性。

关键词：能源桩；双U型埋管；温度场；分布特征

中图分类号：TU473.1

文献标志码：A文章编号：1674-4764（2016）05-0157-07

Abstract：Two double U-type buried tube energy piles in Xinyang region were investiguted. Long time TRT tests and temperature recovery-TPT test are conducted to simulate the operating state of energy piles under intermittent conditions. Sensors are prepared in the energy pile wall and soil， the distribution of temperature field during the operation of energy piles is measured.？The research results show energy piles in the operating process of heat transfer performs three-dimensional characteristics， the soil temperature in pile end position changes lag to the middle region of the pile body. It is hence suggested that the increace of the buried pipe in pile end position could increase energy pile heat exchange efficiency. The test results show the temperature of the soil around the pile is increased about 1 ℃ after temperature recovery about 25 days after the 172 h TRT， verifying the slow conduction and good heat storage of the rock and soil body. At the same time， the importance of the cold and heat imbalance of the ground source heat pump system is also predicted.

Keywords：energy piles； double-U type tubes； temperature field； distribution characteristics

能源桩利用桩基（建筑桩基、基坑围护桩、CFG桩等）进行热交换，在能源桩制热时，热量向四周传播而造成岩土体温度升高，制冷时则造成周边岩土体温度降低[1-3]。周期性运行时，能源桩向岩土体释放的热量与抽取的热量应保持平衡，以保证能源桩的持续高效运行，当能源桩的冷热负荷不平衡时，在周期性运行过程中就会造成岩土体温度的升高或下降，进而降低能源桩的运行效率[4-6]。因而，通过现场试验分析能源桩周边的温度场分布特征，对研究能源桩的布置及运行效率有重要意义。目前，针对能源桩传热过程中周边岩土体温度场的研究较多，但主要为根据考虑桩径和埋管型式的不同提出了各种传热模型，进而进行了大量的理论计算和数值模拟，并进行对比分析[6-14]。……