地铁冻结工程按需供冷运行模式研究

地铁人工冻结工程中存在冻结系统供冷模式单一、缺乏动态变化的问题,在施工中会造成极大的能量浪费。为此,基于单管冻结吸冷量计算模型,通过引入冻结器内盐水换热效率计算方法和群孔等效计算模型,建立适用于群孔冻结的按需供冷运行模式,实现对冻结系统制冷能力的定量求解,并通过模型试验对按需供冷运行模式进行验证。结果表明:按需供冷计算方法可有效反映冻结制冷系统运转需求的动态变化过程,且计算精度满足工程需求;冻结壁形态、土体导热系数、盐水温度等参数是影响地层吸冷量和冻结制冷系统制冷量的关键,而对于某一具体工程,冻结壁形态则是决定地层吸冷量和冻结制冷系统制冷量的关键;不同冻结孔所形成的冻结壁并不一致,如精准、合理计算整个冻结系统的按需制冷量,则应利用纵向温度求解方法或纵向测温技术对各冻结器或其各层位进行精准求解,进而利用等效代换方式进行所需制冷量的求解,试验结果显示计算误差为1.7%,满足工程精度需求。相关研究成果将为各类地铁冻结工程的冻结系统高效、低碳运转提供技术依据。