米維軍，趙永虎，楊曉明，屈耀輝，武小鵬

(1.中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州　730000；2.青海省凍土與環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 格爾木　816099)

自20世紀(jì)50年代起，我國(guó)已在青海、西藏、黑龍江等地的多年凍土區(qū)修建了大量的鐵路、公路、輸電線路、輸油管路等，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了巨大的支撐和推動(dòng)作用。

我國(guó)的多年凍土分布面積占國(guó)土面積的21.5%，占世界多年凍土分布面積的10%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，在這近1/4的國(guó)土面積上，在建和擬建的川藏鐵路和青藏高速公路等也在加速推進(jìn)，涉及凍土的實(shí)際問題也越來越多。

通過青藏公路、青藏鐵路等重大工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)科技工作者針對(duì)多年凍土路基、地基的穩(wěn)定性問題，逐步確立了“主動(dòng)降溫、冷卻地基、保護(hù)凍土”的先進(jìn)理念，實(shí)現(xiàn)了“三大轉(zhuǎn)變”，取得了諸多創(chuàng)新成果[1]。這些成果在凍土區(qū)基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、環(huán)保和科研等方面均取得了巨大的突破。

長(zhǎng)期以來，科研人員對(duì)相關(guān)凍土工程進(jìn)行了多層次的監(jiān)測(cè)、調(diào)查與研究。結(jié)果表明，凍土工程修筑完成后的2～3年內(nèi)，其地基、路基的熱學(xué)和力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)已基本形成，總體上達(dá)到了穩(wěn)定[2]，但個(gè)別高含冰量和高溫凍土區(qū)段依然出現(xiàn)大量的熱融下沉及開裂病害。

熱管作為主動(dòng)制冷的一種裝置，在凍土路基、地基的穩(wěn)定性維護(hù)和熱融下沉及開裂病害整治中被大量使用，盡管取得了一定的效果，但在最需要制冷的暖季，卻停止了制冷工作，制冷效果受季節(jié)變化的影響明顯[3]。

科研人員從常年維護(hù)凍土熱穩(wěn)定及增加制冷效果的角度出發(fā)，研發(fā)了維護(hù)凍土熱穩(wěn)定的太陽(yáng)能制冷技術(shù)。

本文在青藏高原風(fēng)火山多年凍土試驗(yàn)場(chǎng)，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，進(jìn)行太陽(yáng)能制冷與熱管制冷在維護(hù)多年凍土地基熱穩(wěn)定效果的對(duì)比研究。

1　工作原理對(duì)比

1.1　太陽(yáng)能制冷工作原理

太陽(yáng)能制冷是利用多年凍土區(qū)豐富的太陽(yáng)光照為熱源動(dòng)力，在制冷系統(tǒng)內(nèi)形成壓差與溫差，實(shí)現(xiàn)凍土環(huán)境與大氣環(huán)境的熱交換，從而實(shí)現(xiàn)維護(hù)凍土路基、地基熱穩(wěn)定的目的。

太陽(yáng)能制冷裝置主要由太陽(yáng)能發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)制冷器3部分組成，如圖1所示。

圖1　太陽(yáng)能制冷裝置基本組成示意圖

太陽(yáng)能制冷裝置的工作原理是，當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)生器溫度降低時(shí)，填充其內(nèi)的吸附介質(zhì)將制冷劑蒸汽分子源源不斷的吸附，從而降低系統(tǒng)壓強(qiáng)，促使蒸發(fā)制冷器中的制冷劑由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，發(fā)生潛熱變化，帶走地基中的熱量，從而降低地溫；發(fā)生器外表面安裝有太陽(yáng)能吸熱膜，當(dāng)吸收太陽(yáng)光照而升高溫度時(shí)，發(fā)生器內(nèi)被吸附介質(zhì)飽和吸附的制冷劑分子解吸出來，解吸的制冷劑氣體分子通過冷凝器冷凝，由汽態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，并順管道回流到蒸發(fā)制冷器中。因此，太陽(yáng)能發(fā)生器起到類似“制冷壓縮機(jī)”和“儲(chǔ)能器”的作用。

冷凝器主要由散熱片組成，其作用為將解吸的制冷劑氣體分子所攜帶的熱量通過散熱片散失到大氣中，同時(shí)發(fā)生相變，由汽態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，并將潛熱熱量通過散熱片散失到大氣中。當(dāng)冷凝器的溫度小于蒸發(fā)制冷器的溫度時(shí)，還能起到內(nèi)循環(huán)的作用，加大制冷裝置的工作效率。

蒸發(fā)制冷器是制冷裝置內(nèi)制冷劑的汽、液通道，并通過管壁與地基土發(fā)生熱交換。因此，蒸發(fā)制冷器的結(jié)構(gòu)形式直接影響土體的換熱效率。

1.2　熱管制冷工作原理

熱管制冷是利用其制冷裝置蒸發(fā)段與冷凝段的溫差而使系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑發(fā)生液汽兩相對(duì)流循環(huán)進(jìn)行熱傳輸制冷的。

熱管制冷裝置——熱棒主要由蒸發(fā)器、冷凝器2部分組成，如圖2所示。

熱管制冷裝置——熱棒的工作原理是，受環(huán)境溫度的影響，當(dāng)冷凝器的溫度小于蒸發(fā)器的溫度且二者溫差值大于啟動(dòng)溫差時(shí)，充注于蒸發(fā)器內(nèi)的液態(tài)制冷工質(zhì)吸收汽化潛熱，發(fā)生相變而蒸發(fā)成汽態(tài)。在此過程中，因液態(tài)制冷工質(zhì)汽化吸收熱量，使制冷器的溫度降低。

圖2　熱管制冷裝置基本組成示意圖

當(dāng)汽化制冷工質(zhì)在壓差作用下，沿管內(nèi)空腔上升至冷凝段與溫度相對(duì)較低的冷凝器接觸時(shí)，放出液化潛熱，降低溫度，從而發(fā)生相變又冷凝成液態(tài)，并在重力作用下，液態(tài)工質(zhì)沿管壁回流至蒸發(fā)器再吸收汽化潛熱，降低溫度，如此往復(fù)循環(huán)。只要冷凝器和蒸發(fā)器之間存在負(fù)溫差，這種循環(huán)便可自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行。

但當(dāng)冷凝器溫度大于蒸發(fā)器的溫度時(shí)，液態(tài)工質(zhì)蒸發(fā)后形成的汽態(tài)工質(zhì)到達(dá)冷凝器后不能被冷卻，蒸發(fā)器中液態(tài)工質(zhì)停止汽化相變，熱管制冷裝置便停止工作。

2　制冷效果對(duì)比試驗(yàn)

太陽(yáng)能制冷與熱管制冷在凍土熱穩(wěn)定維護(hù)中的應(yīng)用效果對(duì)比試驗(yàn)場(chǎng)地選擇在青藏高原風(fēng)火山地區(qū)，其空間位置約為東經(jīng)91°20′—94°15′，北緯34°10′—35°20′，海拔高度約在4 700～5 010 m[4]，地層以砂巖、泥巖、砂礫土、角礫土、黏砂土和砂黏土為主[5-7]。圖3為風(fēng)火山試驗(yàn)場(chǎng)地地質(zhì)斷面圖。

試驗(yàn)場(chǎng)地位于風(fēng)火山觀測(cè)站后山，地勢(shì)平緩，植被覆蓋率達(dá)90%以上，多年凍土層的天然上限埋深為2 m，多年凍土層的體積含冰量為10%～25%。風(fēng)火山試驗(yàn)場(chǎng)地的各地層物理參數(shù)見表1[8]。

在凍土地基熱穩(wěn)定維護(hù)應(yīng)用效果的對(duì)比試驗(yàn)中，共采用了4組太陽(yáng)能制冷裝置、2組熱管制冷裝置和1組天然地溫監(jiān)測(cè)元器件，如圖3所示。

太陽(yáng)能制冷裝置編號(hào)依次為TNY-2，TNY-3，TNY-4和TNY-5，水平間距均為5 m，埋設(shè)深度均為6 m。每組太陽(yáng)能制冷裝置的側(cè)壁安裝有溫度測(cè)試元器件，每組測(cè)試元器件共計(jì)布設(shè)13個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)的豎向間距為0.5 m，總長(zhǎng)度為6.0 m。

圖3　風(fēng)火山試驗(yàn)場(chǎng)地地質(zhì)斷面圖

埋深/m巖層名稱容重/(kg·m-3)含水率/%導(dǎo)熱系數(shù)/[W·(m·℃)-1]熱容量/[kJ·(m3·℃)-1]導(dǎo)溫系數(shù)/(m2·h-1) 0～0.3黏砂土900300.381171.06800.3～2.0砂礫石1600131.102208.118002.0～6.5砂礫石1800171.932107.732806.5以下砂黏土1400181.861551.54310

熱管制冷裝置的編號(hào)分別為RB-7和RB-8，水平間距為5 m，埋設(shè)深度均為6 m，RB-7與TNY-5的水平間距為10 m。天然地溫監(jiān)測(cè)孔編號(hào)為TRDW，距離RB-8的水平距離為10 m，測(cè)溫孔深度為6.0 m。RB-7側(cè)壁、RB-8側(cè)壁和TRDW孔內(nèi)的溫度測(cè)試元器件測(cè)點(diǎn)的豎向間距為0.5 m，共計(jì)布設(shè)13個(gè)測(cè)點(diǎn)。

溫度測(cè)試元器件各測(cè)點(diǎn)的工作頻率為每月測(cè)試6天，每天溫度采集頻率為1次·h-1，共24組。24組的均值作為當(dāng)天的測(cè)試值，以6天測(cè)試值的平均值進(jìn)行效果分析。

3　制冷效果對(duì)比分析

太陽(yáng)能制冷裝置與熱管制冷裝置的實(shí)際應(yīng)用效果體現(xiàn)在對(duì)土體溫度的降低程度上，具體表現(xiàn)在對(duì)年均地溫、有效影響半徑、制冷量的影響上。

3.1　年均地溫降低效果對(duì)比

為準(zhǔn)確地對(duì)比分析各制冷裝置的制冷效果，研究中將地層劃分為3段：①地表附近環(huán)境溫度影響較大段(0～0.3 m)；②多年凍土上限附近環(huán)境溫度影響較小段(0.3～2.0 m)；③多年凍土穩(wěn)定段(2.0～6.0 m)。圖4和圖5分別為2015年6月至2016年5月的12個(gè)月時(shí)間內(nèi)，試驗(yàn)場(chǎng)地天然年均地溫、太陽(yáng)能制冷裝置側(cè)壁年均地溫、熱管制冷裝置側(cè)壁年均地溫的柱狀圖及等溫線圖。

圖4　2015年6月—2016年5月年均地溫柱狀圖

0～0.3 m地層的天然年均地溫為-0.8～-1.6 ℃，而太陽(yáng)能制冷裝置側(cè)壁的年均地溫為-1.7～-3.4 ℃，相對(duì)降低了0.9～1.8 ℃；熱管制冷裝置側(cè)壁的年均地溫為-1.3～-3.1 ℃，相對(duì)降低了0.5～1.5 ℃。從制冷裝置側(cè)壁的年均地溫降低幅度來看，太陽(yáng)能制冷裝置較熱管制冷裝置的降溫幅度大0.3～0.4 ℃。

0.3～2.0 m地層的天然年均地溫為-1.4～-1.5 ℃，而太陽(yáng)能制冷裝置側(cè)壁的年均地溫為-3.9～-5.3 ℃，相對(duì)降低了2.5～3.8 ℃；熱管制冷裝置側(cè)壁的年均地為-3.0～-4.6 ℃，相對(duì)降低了1.6～3.1 ℃，太陽(yáng)能制冷裝置較熱管制冷裝置的降溫幅度大0.7～0.9 ℃。

圖5　2015年6月—2016年5月年均地溫等溫線圖(單位：℃)

在2.0～6.0 m范圍內(nèi)的天然年均地溫均為-1.5 ℃，而太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置側(cè)壁的年均地溫與上一地層基本接近，分別為-3.9～-5.6 ℃和-3.7～-4.7 ℃，較天然年均地溫的降低幅度分別為2.4～4.1和2.2～3.2 ℃，太陽(yáng)能制冷裝置較熱管制冷裝置的降溫幅度大0.2～0.9 ℃。

綜合分析圖4中的年均地溫柱狀圖、圖5中的年均地溫等溫線圖及年均地溫降低規(guī)律，可以看出天然年均地溫在0.0～6.0 m深度范圍內(nèi)的變化較小，基本在-1.2～-1.5 ℃；安裝太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置后，各地層的年均地溫均明顯低于天然年均地溫，尤其在0.3～6.0 m深度范圍內(nèi)，分別低于天然年均地溫2.97～3.90和2.40～2.94 ℃，說明采用制冷裝置后，改變了地溫場(chǎng)的分布規(guī)律，抵制了環(huán)境溫度對(duì)多年凍土層的熱侵蝕；太陽(yáng)能制冷裝置的制冷降溫效果明顯優(yōu)于熱管制冷裝置的制冷效果，前者的年均地溫低于后者年均地溫0.57～0.96 ℃。

3.2　制冷影響范圍對(duì)比分析

凍土層中制冷的影響范圍是評(píng)價(jià)制冷裝置性能及制冷效果的重要指標(biāo)，通常確定制冷影響范圍的方法主要有實(shí)測(cè)法和計(jì)算法2種[8-9]。根據(jù)傅里葉第一定律，在均質(zhì)土層中，熱源的溫度波振幅在一定范圍內(nèi)隨距離的增大呈指數(shù)規(guī)律衰減[10-12]，其衰減公式為

(1)

式中：r為距熱源(制冷裝置)的水平距離，即制冷影響半徑，m；Ar為距熱源r處的地溫波振幅，在太陽(yáng)能制冷裝置影響半徑計(jì)算中，取同一地層的天然地溫波振幅，℃；A0為熱源溫度波振幅，計(jì)算中取制冷裝置側(cè)壁實(shí)測(cè)地溫波振幅，℃；α為土層的導(dǎo)溫系數(shù)，m2·h-1，參見表1；t為溫度波動(dòng)周期，h，計(jì)算中取8 760 h。

因此，當(dāng)測(cè)得Ar,A0，即可由式(1)計(jì)算得到制冷裝置的制冷影響半徑。

表2給出了風(fēng)火山試驗(yàn)場(chǎng)地2015年6月—2016年5月天然地溫波振幅Ar和太陽(yáng)能制冷裝置及熱管制冷裝置側(cè)壁的溫度波振幅A0。

表2　天然地溫與各制冷裝置側(cè)壁溫度波振幅

將表1中土層的導(dǎo)溫系數(shù)α、表2中的地溫波振幅Ar和A0及地溫波動(dòng)周期t=8 760 h代入式(1)，可得到太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置在各土層中的制冷影響半徑。圖6為2016年5月太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置的制冷影響半徑曲線，表3給出了2016年5月制冷裝置在不同深度范圍內(nèi)的制冷影響半徑。

圖6　2016年5月各制冷裝置的制冷影響半徑曲線

從表3和圖6可以看出：在地表附近受環(huán)境溫度影響較大段(0.0～0.3 m)，太陽(yáng)能制冷裝置的制冷影響半徑為0.13～0.37 m，熱管制冷裝置的制冷影響半徑為0～0.14 m。在上限附近受環(huán)境溫度影響較小段(0.3～2.0 m)，太陽(yáng)能制冷裝置的制冷影響半徑為0.91～2.89 m，熱管制冷裝置的制冷影響半徑為0.29～2.35 m；在多年凍土穩(wěn)定區(qū)段(2.0～6.0 m)，太陽(yáng)能制冷裝置的制冷影響半徑為2.94～4.14 m，熱管制冷裝置的制冷影響半徑為2.50～3.27 m。

表3　2016年5月制冷裝置影響半徑

從圖6還可看出：各制冷裝置在3.5～4.0 m深度處的制冷影響半徑最大，其中太陽(yáng)能制冷裝置的最大制冷影響半徑為4.14 m，熱管制冷裝置的最大制冷影響半徑為3.23 m。

圖7太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置分別在3.5和4.0 m深度地層中的制冷影響范圍。

圖7　深3.5和4.0 m地層中制冷裝置的制冷影響范圍(單位：℃)

分析圖6、圖7及表3還可得出：太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置均體現(xiàn)出了較好的工作效能。在0.0～0.3 m深土層中，制冷影響半徑受外界環(huán)境溫度的影響較大；在1.5 m處，因受環(huán)境溫度的影響較小，制冷裝置的制冷影響半徑出現(xiàn)了突增現(xiàn)象，而在1.5～4.0 m多年凍土層中，制冷影響半徑出現(xiàn)遞增現(xiàn)象，其下的4.5～6.0 m范圍內(nèi)，受制冷裝置結(jié)構(gòu)形式的影響，制冷影響半徑出現(xiàn)遞減現(xiàn)象?？傮w上，太陽(yáng)能制冷裝置與熱管制冷裝置的制冷影響半徑相比，前者大于后者0.13～0.87 m。

3.3　制冷量對(duì)比分析

試驗(yàn)結(jié)果表明，在風(fēng)火山試驗(yàn)場(chǎng)地采用太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置維護(hù)多年凍土地基熱穩(wěn)定時(shí)，前者的實(shí)際制冷效果優(yōu)于后者。以TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置為例，建立計(jì)算模型，進(jìn)行制冷量對(duì)比分析。為便于對(duì)比，天然上限抬升量均取0.5 m，即上限埋深均由2.0 m抬升到1.5 m。

2016年5月，TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置在深1.5～6.0 m范圍內(nèi)各土層中的制冷影響半徑及地溫分別見表4和表5。

3.3.1減小季節(jié)活動(dòng)層厚度時(shí)產(chǎn)生的制冷量對(duì)比

減小季節(jié)活動(dòng)層厚度時(shí)產(chǎn)生的制冷量分為2部分，第1部分為活動(dòng)層溫度降低至0℃時(shí)產(chǎn)生的制冷量，第2部分為活動(dòng)層由融化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閮鼋Y(jié)狀態(tài)且降低至一定負(fù)溫時(shí)產(chǎn)生的制冷量。

表4　TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置制冷影響半徑及地溫

表5　RB-8號(hào)熱管制冷裝置制冷影響半徑及地溫

在季節(jié)活動(dòng)層中由太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置降溫而形成凍土核，其體積VS和VR呈圓錐臺(tái)型，計(jì)算公式分別為

(2)

(3)

式中：rS1和rR1分別為TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置在1.5 m深度處的制冷影響半徑，分別取2.51和1.90 m；rS2和rR2分別為TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置在2.0 m深度處的制冷影響半徑，分別取2.89和2.13 m；h為深度差值，取0.5 m。

由式(2)和式(3)計(jì)算得到的TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置在季節(jié)活動(dòng)層中產(chǎn)生的凍土核體積分別為11.5和6.4 m3。

利用TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置減小季節(jié)活動(dòng)層厚度并形成凍土核時(shí)產(chǎn)生的制冷量QSI和QRI的計(jì)算公式分別為

QSI=CuVSΔtS1+θρd(ω-ωu)VS+CfVSΔtS2

(4)

QRI=CuVRΔtR1+θρd(ω-ωu)VR+CfVRΔtR2

(5)

式中：Cu為融土熱容量，試驗(yàn)場(chǎng)地砂礫石土層融化狀態(tài)下的熱容量為2 208.1 kJ·(m3·℃)-1 [10-11]；θ為水的結(jié)晶潛熱，一般熱工計(jì)算中取334.56 kJ·kg-1 [11]；ρd為土的干密度，取1 415.9 kg·m-3；ω為土的天然含水率，取13%；ωu為凍土中未凍水含量，取1.95%；Cf為凍土熱容量，試驗(yàn)場(chǎng)地砂礫石土層凍結(jié)狀態(tài)下的熱容量為2 107.7 kJ·(m3·℃)-1 [10-11]；ΔtS1和ΔtR1分別為季節(jié)活動(dòng)層由太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置從0.39 ℃的地溫降至0 ℃時(shí)的溫度絕對(duì)差；ΔtS2和ΔtR2分別為季節(jié)活動(dòng)層由太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置從0 ℃的地溫分別降至-1.83和-1.54 ℃時(shí)的溫度絕對(duì)差。

由式(4)和式(5)計(jì)算得到的TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置在減小季節(jié)活動(dòng)層厚度時(shí)產(chǎn)生的制冷量分別為656 218.6和361 288.1 kJ。

3.3.2降低多年凍土層地溫時(shí)產(chǎn)生的制冷量對(duì)比

在2～6 m深度范圍內(nèi)，TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置的制冷影響半徑隨地層的不同而有所變化。TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置的實(shí)際制冷影響半徑在2.89～3.87 m，RB-8號(hào)熱管制冷裝置的實(shí)際制冷影響半徑在2.13～3.05 m。TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置對(duì)多年凍土地溫的平均降低幅度為1.56～1.86 ℃，RB-8號(hào)熱管制冷裝置對(duì)多年凍土地溫的平均降低幅度為1.08～1.60 ℃。

降低多年凍土層地溫時(shí)產(chǎn)生的制冷量QSII和QRII的計(jì)算公式為

(6)

(7)

式中：VSi和VRi分別為制冷裝置在各土層中的影響體積，m3；ΔtSi和ΔtRi分別為制冷裝置在各土層中的絕對(duì)降溫，℃；Cf為凍土熱容量，試驗(yàn)場(chǎng)地砂礫石土層凍結(jié)狀態(tài)下的熱容量為2 107.7 kJ·(m3·℃)-1 [10-11]。

由式(6)和式(7)計(jì)算得到在2.0～6.0 m深度范圍內(nèi)TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置降低多年凍土層溫度時(shí)產(chǎn)生的制冷量分別為732 771.1和343 025.2 kJ。

3.3.3總制冷量對(duì)比

TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置在凍土層中的總制冷量QS和QR包括減小季節(jié)活動(dòng)層厚度時(shí)的制冷量和降低多年凍土層地溫時(shí)的制冷量，即

QS=QSI+QSII

(8)

QR=QSI+QSII

(9)

由式(8)和式(9)計(jì)算得到的TYN-5號(hào)太陽(yáng)能制冷裝置和RB-8號(hào)熱管制冷裝置產(chǎn)生的總制冷量分別為1 388 989.7和704 313.3 kJ，太陽(yáng)能制冷裝置的實(shí)際制冷量為熱管制冷裝置實(shí)際制冷量的1.97倍。

4　結(jié)　論

(1)在維護(hù)多年凍土地基的熱穩(wěn)定試驗(yàn)中，太陽(yáng)能制冷裝置和熱管制冷裝置均能很好地起到主動(dòng)制冷的目的。但太陽(yáng)能制冷裝置在具有熱管制冷裝置功能的同時(shí)，還具有以太陽(yáng)光照為熱源動(dòng)力，可在暖季也工作的功能。

(2)太陽(yáng)能制冷裝置與熱管制冷裝置相比，前者的年均地溫降低幅度、制冷影響半徑、實(shí)際制冷量分別大于后者0.57～0.96 ℃，0.13～0.87 m和684 676.4 kJ(1.97倍)，體現(xiàn)出了太陽(yáng)能制冷裝置較強(qiáng)的工作性能和制冷維護(hù)效果。

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