能源桩传热特性与热–力响应研究综述

作者:谢金利; 覃英宏; 李颖鹏; 蒙相霖; 谭康豪; 张星月
来源:土木与环境工程学报中英文, 2021, 1-13.

摘要

能源桩将地源热泵系统与传统桩基结合,具有换热效率高、占用空间少和成本低等优点。梳理近年来关于能源桩的传热和承载性能两个方面的最新研究进展,分析能源桩的传热性能的影响因素及机理、热–力耦合状态下的结构响应以及传热、结构响应的数值模型。在此基础上,提出能源桩下一步的研究建议与展望。分析指出:螺旋形管体的换热面积最大,换热效率最佳;能源桩的桩–土界面在循环剪切作用下,侧摩阻力衰减,使桩基承载力不断弱化;此外,一个周期中的制冷/制热需求不均可能引起地表温度失衡,从而影响换热效率。能源桩的优化设计以及长期服役的可靠性将是未来研究的重点。