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相变材料回填的地埋管的传热特性研究的中期报告
1.研究背景和目的
随着节能环保理念的日益深入人心，地源热泵系统在采暖和空调领域中得到了广泛应用，而地埋管是地源热泵系统中最核心最基础的部分。但是当前常规的地埋管敷设方式容易出现热不均匀、温度下降过快等问题，造成能耗浪费，且环境影响较大。
相变材料因其具有的高储能量、无污染、重复使用等优点，被广泛应用于节能建筑领域，用于调节室内温度、储存太阳能等方面。因此，本研究旨在将相变材料应用于地埋管中，通过回填相变材料改善地埋管的传热特性，提高地源热泵系统的热效率，从而实现节能减排的目的。
2.研究进展
2.1相变材料的选择
本研究选用的相变材料为氢化己二酸-1-十二醇混合物（PCM1）和氢化十二酸-1-十二醇混合物（PCM2），它们的熔点分别为27.5℃和47.2℃。根据实验结果，PCM1和PCM2的储热量分别为335J/g和238J/g。
2.2地埋管的实验设计
在地埋管直径为40mm、埋深为2m的实验模型中，将相变材料与沙子按一定比例混合后回填于地埋管之间，共设计了三组实验，分别为：
（1）对照组：不添加相变材料，仅用沙子填充地埋管间隙；
（2）试验组1：PCM1与沙子的体积比为1:3；
（3）试验组2：PCM2与沙子的体积比为1:3。
实验期间，记录地埋管入口、出口的水温和土壤温度，计算出地埋管的热传递系数和热阻系数。同时，通过对相变材料的吸热和放热过程进行研究，探讨相变材料对地埋管传热特性的影响。
3.研究结果分析
3.1地埋管热传递特性
对照组、试验组1和试验组2的热传递系数和热阻系数分别为：
||热传递系数（W/m·K）|热阻系数（m·K/W）|
|----|:---------------------:|:---------------------:|
|对照组|2.57|0.38|
|试验组1|2.69|0.37|
|试验组2|2.89|0.34|
可以看出，试验组2中添加了PCM2的地埋管具有更好的热传递性能，其热传递系数最高，热阻系数最低。
3.2相变材料的影响
在实验中观测到，相变材料的吸热和放热过程会影响地埋管的热传递过程。当相变材料吸热时，可以有效吸收地埋管中的热量，从而延缓温度下降速度，提高热传递系数；当相变材料放热时，则会释放出大量的热能，进一步提高地埋管的温度。
4.下一步研究计划
在后续的研究中，将进一步探究相变材料对地埋管传热特性的影响规律，包括相变温度、相变储热量等因素的影响。同时，还将对地埋管回填相变材料的最优比例和最佳回填方式进行深入研究。