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℃,最低吸热温度可达-15℃;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2 h∶1 h,然后根据冻胀缓解程度逐步降低启停时间比。

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℃,最低吸热温度可达-15℃;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2 h∶1 h,然后根据冻胀缓解程度逐步降低启停时间比。

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℃,最低吸热温度可达-15℃;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2 h∶1 h,然后根据冻胀缓解程度逐步降低启停时间比。

路基冻胀是寒区铁路、公路运营的主要障碍之一,基于人工供热技术,提出一种更具实时性和有效性的主动供热防冻胀方法。结合寒区地热能利用的资源性和技术性优势,设计与制作一款路基专用直接膨胀式热泵装置,通过不间断运行试验和恒温运行试验(30℃、45℃、60℃、75℃),研究其供热性能和机组运行状态。试验表明:该系统在冬季供热温度最高达90℃以上,吸热温度可达-8℃以下。热泵日均理论制热系数(COP)为3.68～7.37,供热量损失率在30%以上,且随供热温度与运行时间的增大而减小。热泵运行初期在土体中的径向热扩散速率可达14.7 cm/h,热扩散速率和土体升温幅度均随着与热泵距离的增大而减小。研究成果可为寒区路基工程主动供热防冻胀应用提供参考。

路基冻胀是寒区铁路、公路运营的主要障碍之一,基于人工供热技术,提出一种更具实时性和有效性的主动供热防冻胀方法。结合寒区地热能利用的资源性和技术性优势,设计与制作一款路基专用直接膨胀式热泵装置,通过不间断运行试验和恒温运行试验(30℃、45℃、60℃、75℃),研究其供热性能和机组运行状态。试验表明:该系统在冬季供热温度最高达90℃以上,吸热温度可达-8℃以下。热泵日均理论制热系数(COP)为3.68～7.37,供热量损失率在30%以上,且随供热温度与运行时间的增大而减小。热泵运行初期在土体中的径向热扩散速率可达14.7 cm/h,热扩散速率和土体升温幅度均随着与热泵距离的增大而减小。研究成果可为寒区路基工程主动供热防冻胀应用提供参考。

路基冻胀是寒区铁路、公路运营的主要障碍之一,基于人工供热技术,提出一种更具实时性和有效性的主动供热防冻胀方法。结合寒区地热能利用的资源性和技术性优势,设计与制作一款路基专用直接膨胀式热泵装置,通过不间断运行试验和恒温运行试验(30℃、45℃、60℃、75℃),研究其供热性能和机组运行状态。试验表明:该系统在冬季供热温度最高达90℃以上,吸热温度可达-8℃以下。热泵日均理论制热系数(COP)为3.68～7.37,供热量损失率在30%以上,且随供热温度与运行时间的增大而减小。热泵运行初期在土体中的径向热扩散速率可达14.7 cm/h,热扩散速率和土体升温幅度均随着与热泵距离的增大而减小。研究成果可为寒区路基工程主动供热防冻胀应用提供参考。