孟欣 何偉 庾漢成 胡中停

1 合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院

2 青海建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

0 引言

土壤源熱泵節(jié)能、環(huán)保，發(fā)展前景廣闊，中國在土壤源熱泵技術(shù)方面經(jīng)歷了快速的發(fā)展，已成為全球最大的熱泵用能國家[1]。地下埋管換熱器作為整個(gè)熱泵系統(tǒng)進(jìn)行熱量交換的中心，其換熱效果與土壤的傳熱能力直接相關(guān)，決定了熱泵系統(tǒng)的效率。土壤源熱泵系統(tǒng)在長期不同模式的運(yùn)行過程中，由于土壤溫度的擾動(dòng)帶來土壤溫度場的變化，導(dǎo)致其換熱性能下降。

為提高土壤源熱泵換熱效率，保持地源熱泵機(jī)組長期穩(wěn)定運(yùn)行，需維持土壤的換熱能力，大量研究[2-4]表明間歇機(jī)制對于恢復(fù)地下土壤溫度，保持地埋管高效換熱是一種行之有效的途徑。此外，土壤作為一種復(fù)雜的多孔介質(zhì)，土壤孔隙間含水量對土壤熱擴(kuò)散率的影響至關(guān)重要。土壤熱擴(kuò)散率與土壤含水率的關(guān)系比較復(fù)雜，因?yàn)橥寥浪趾康淖兓瑫r(shí)對土壤熱導(dǎo)率和土壤熱容量產(chǎn)生影響，因此土壤熱擴(kuò)散率與土壤濕度并非簡單的線性關(guān)系[5]。研究發(fā)現(xiàn)[6]，在土壤含水率較小的情況下，隨著土壤濕度的增大土壤熱擴(kuò)散率增加，但當(dāng)土壤含水率超過一定數(shù)值以后，因熱導(dǎo)率的增加不顯著，而熱容量仍隨濕度線性增加，所以土壤熱擴(kuò)散率反而下降了，因此土壤濕度對傳熱效果影響重大。當(dāng)土壤源熱泵在夏季制冷運(yùn)行工況下，循環(huán)介質(zhì)通過埋管向土壤散熱，在垂直于埋管方向水分沿溫度梯度由地埋管向外遷移，使得熱源處土壤含水率下降，換熱器與土壤間換熱效果降低，同時(shí)，熱量在埋管附近累積。為加速熱量擴(kuò)散，恢復(fù)土壤傳熱能力，應(yīng)考慮調(diào)節(jié)土壤濕度。Arnold B.Platts[7]就設(shè)計(jì)了一種圍繞在水平埋管周圍的膜結(jié)構(gòu)，將飽和沙土填充在膜內(nèi)，膜結(jié)構(gòu)能夠阻礙水分的遷移。

本文針對低含水率土壤，設(shè)計(jì)并搭建一維土壤實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在間歇加熱模式下，通過調(diào)節(jié)在加熱階段初始時(shí)刻和恢復(fù)階段初始時(shí)刻熱源附近土壤濕度，最終獲得不同時(shí)刻增濕量下土壤的傳熱性能和溫度恢復(fù)相應(yīng)特性。

1 土壤溫度恢復(fù)特性

系統(tǒng)停機(jī)后土壤溫度的自然恢復(fù)過程稱為土壤溫度恢復(fù)過程。土壤的溫度恢復(fù)特性受眾多的因素影響，包括土壤熱物性參數(shù)（比熱容、密度、導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)）、熱泵運(yùn)行方式（連續(xù)運(yùn)行、間歇運(yùn)行）及換熱量等。

土壤溫度恢復(fù)程度可用土壤溫度恢復(fù)率[8]表示：

式中：t 為計(jì)算時(shí)刻土壤恢復(fù)到的溫度，℃；ts為系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)土壤溫度，℃；t0為土壤初始溫度，℃。

強(qiáng)化土壤傳熱要考慮到土壤溫度場所受的環(huán)境溫度變化影響，運(yùn)行時(shí)間影響，土壤深度影響以及土壤物性影響等，本文所設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)臺(tái)在一維層面進(jìn)行，忽略其他因素，只考慮增加熱源處濕度對土壤傳熱的影響。

2 實(shí)驗(yàn)裝置及測試方案

2.1 實(shí)驗(yàn)裝置

圖1 為一維土壤熱濕傳遞實(shí)驗(yàn)示意圖，系統(tǒng)由熱源（恒溫水浴箱連接鋼罐循環(huán)熱水），滲水增濕裝置，土柱體，及數(shù)據(jù)采集裝置等構(gòu)成，各裝置詳細(xì)參數(shù)見表1。該實(shí)驗(yàn)裝置被設(shè)計(jì)用來模擬垂直埋管傳熱，土壤中的水分水平遷移，熱量傳遞及滲水增濕過程，土柱固定在水平面上，忽略重力的影響。

圖1 一維土壤熱濕傳遞實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

表1 實(shí)驗(yàn)所需裝置及規(guī)格

可控微孔滲水加濕裝置設(shè)置在熱源壁面處，該裝置由200 ml 容量帶刻度針筒及直徑5 mm 的塑料管組成，在塑料管上均勻刺穿微孔，將塑料管緊貼加熱鋼罐埋入土壤中固定，通過人為加壓控制針管向土壤中以一定速率注入相應(yīng)水量，水分通過微孔不斷滲出，對周圍土壤滲透增濕。滲水增濕過程分別選擇在加熱初始時(shí)刻和恢復(fù)初始時(shí)刻進(jìn)行，即在對土壤加熱前或在關(guān)閉循環(huán)水箱系統(tǒng)開始恢復(fù)時(shí)在熱源壁面處滲水管注入相應(yīng)水量，每種實(shí)驗(yàn)工況僅在其中一個(gè)時(shí)刻增濕。

通過比較幾種土壤的熱濕特性，沙子的導(dǎo)熱率對含水率的改變更為敏感[9]，為使實(shí)驗(yàn)效果更為顯著，實(shí)驗(yàn)土壤采用黃沙填充土柱。盛土容器采用長度為1000 mm，內(nèi)徑為150 mm 的PVC 管。調(diào)節(jié)恒溫水浴裝置中水溫（精度為±0.1 ℃）并通過水管連接以恒定速率流入向不銹鋼桶中并循環(huán)熱水加熱，利用恒溫鋼桶作為土壤的熱源，通過鋼桶壁面?zhèn)鳠幔荏w和水管均包裹保溫材料以減小環(huán)境溫度對土體溫度的干擾。由于在靠近熱源處土壤區(qū)域溫度濕度變化較為顯著，選擇距 離 熱 源 壁 面30 mm，80 mm，130 mm，230 mm，380 mm，580 mm 不均勻放置六個(gè)溫濕度傳感器記錄土壤溫度濕度數(shù)據(jù)，此外距壁面每隔100 mm 均勻放置熱電偶接入數(shù)據(jù)采集儀，每間隔30 s 需要采集一次數(shù)據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)采取1:1 啟停比的運(yùn)行模式，以方便對比加熱與恢復(fù)階段運(yùn)行數(shù)據(jù)，即運(yùn)行12 小時(shí)后關(guān)閉循環(huán)水箱使土壤恢復(fù)12 小時(shí)，記錄各測點(diǎn)溫濕度數(shù)據(jù)。

2.2 測試方案

實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：將實(shí)驗(yàn)用黃沙置于恒溫烘干箱，以100 ℃高溫烘干12 小時(shí)以去除其水分，在室溫靜置待用，需配置特定含水率黃沙時(shí)，均勻噴灑純水并攪拌靜置。每次實(shí)驗(yàn)對黃沙重復(fù)烘干。

預(yù)實(shí)驗(yàn)：

①加熱烘干后，配置土壤初始含水率10%，設(shè)定熱源溫度45 ℃，室溫23 ℃，對土壤進(jìn)行間歇加熱，連續(xù)進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn)。圖2 為初始含水率10%土壤溫度變化曲線，測試發(fā)現(xiàn)在運(yùn)行24 h 后（24～48 h）各測點(diǎn)溫度峰值相較于前24 h 分別下降0.55 ℃、0.26 ℃、0.39 ℃、0.22 ℃、0.35 ℃、0.09 ℃。

②加熱烘干后，配置土壤初始含水率5%，設(shè)定熱源溫度45 ℃，室溫23 ℃，對土壤進(jìn)行間歇加熱，在24 h 時(shí)刻對土壤注入100 ml 水。圖3 為實(shí)測土壤溫度變化曲線，對比前24 小時(shí)5%含水率土壤與10%含水率土壤溫度曲線，發(fā)現(xiàn)前者傳熱效果差。后24 h 各測點(diǎn)土壤溫度在熱源處增濕后迅速升高，且相應(yīng)測點(diǎn)溫度峰值相比于未加水前分別升高2.71 ℃，4.61 ℃，3.30 ℃，1.60 ℃，0.7 ℃，0.41 ℃。

圖2 初始體積含水率（VWC）10%土壤溫度曲線

圖3 初始體積含水率5%土壤溫度曲線

預(yù)實(shí)驗(yàn)證明熱源處土壤增濕對土壤傳熱有改善作用，為具體研究加熱階段和恢復(fù)階段不同增濕量對土壤傳熱的影響，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分為Ⅰ正常運(yùn)行、Ⅱ加熱階段增濕、Ⅲ恢復(fù)階段增濕三類共七組，控制滲水增濕量為單一變量。

土壤初始含水率越低，增濕對傳熱效果增強(qiáng)效果越明顯，經(jīng)烘干處理后的沙子自然含水率為4%，選擇其作為初始含水率。恒溫水箱溫度45 ℃，室內(nèi)環(huán)境溫度16～18 ℃，具體實(shí)驗(yàn)工況見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)工況

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加熱初始階段增濕50 ml、100 ml、150 ml 土壤溫度變化及含水率變化規(guī)律相似，下文僅僅展現(xiàn)在加熱初始時(shí)刻增濕100 ml 的工況下土壤溫度變化及含水率變化測試結(jié)果。同樣，實(shí)驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)對于恢復(fù)初始時(shí)刻增濕50 ml、100 ml、150 ml 土壤溫度變化曲線和含水率變化規(guī)律相似，下文僅給出恢復(fù)初始時(shí)刻增濕150 ml 的工況下土壤溫度變化及含水率變化測試結(jié)果。

圖4 為加熱初始時(shí)刻增濕100 ml 土壤溫度變化曲線。開始加熱后0 cm（熱源）處溫度迅速上升并到達(dá)最高溫度，12 h 后關(guān)閉熱源，溫度迅速降低，整個(gè)過程無溫升滯后，而距離熱源10 cm，20 cm 和30 cm 處溫度峰值較0 cm 處依次降低，隨著與熱源距離的增大，各測點(diǎn)溫升速率降低，達(dá)到峰值時(shí)間也相應(yīng)延遲，從圖4 中可以看出距離熱源30 cm 處土壤溫度測試過程溫度變化幅度最高僅為1.5 ℃，而距離熱源更遠(yuǎn)的測點(diǎn)溫度幾乎不變。

圖4 加熱初始時(shí)刻增濕100 ml 土壤溫度變化曲線

圖5 加熱初始時(shí)刻增濕100 ml 土壤體積含水率（VWC）變化曲線

圖5 為加熱階段初始時(shí)刻增濕100 ml 土壤體積含水率（VWC）變化曲線。距熱源3 cm 土壤初始含水率在注水后迅速達(dá)到24.1%，加熱過程中含水率在溫差和濕度差作用下向遠(yuǎn)端遷移不斷下降，恢復(fù)階段（12 h 后）由于溫差驅(qū)動(dòng)力減小，下降速率變緩。然而，8 cm 處含水率在加熱階段因?yàn)槭軣嵩刺幩謹(jǐn)U散影響不斷上升，恢復(fù)階段在濕度差作用下稍有下降，13 cm 處含水率略有上升并在恢復(fù)階段略有下降，但變化不明顯，水分幾乎不能擴(kuò)散至23 cm 之后的區(qū)域，23 cm 后測點(diǎn)的含濕量幾乎不受增濕影響。

圖6 為恢復(fù)階段初始時(shí)刻增濕150 ml 土壤溫度變化曲線。在12 h 時(shí)刻，熱源壁面處滲水管注入室溫的純水，熱電偶接觸到未被加熱的純水，0 cm 處（熱源）溫度出現(xiàn)陡降，但對總體溫度下降曲線趨勢的影響較小。距離熱源10 cm 處溫度在接近11 h 時(shí)達(dá)到溫度平衡峰值，但在注水0.8 h 后溫度開始上升，出現(xiàn)第二峰值。20 cm 處土壤溫度也出現(xiàn)小幅溫升和第二峰值。30 cm 后土壤溫度變化忽略不計(jì)。

圖6 恢復(fù)初始時(shí)刻增濕150 ml 土壤溫度變化曲線

圖7 恢復(fù)階段初始增濕150 ml 土壤體積含水率（VWC）變化曲線

圖7 為恢復(fù)階段初始時(shí)刻增濕150 ml 土壤體積含水率（VWC）變化曲線，從圖中可以得出，受熱源加熱的影響，在未加濕前土壤各測點(diǎn)含水率隨傳熱擴(kuò)散而略有上升，并在溫度恢復(fù)階段前達(dá)到穩(wěn)定。在恢復(fù)階段初始時(shí)刻注水后（12 h 后），距離熱源3 cm 含水率迅速達(dá)到最高值，然后水分在溫差和濕度差作用下向外遷移，含水率下降在14.1 h 達(dá)到穩(wěn)定。8 cm 處含水率在注水后開始上升并在14.3 h 達(dá)到峰值，隨后下降，呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。13 cm 處含水率略有上升并很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。距離超過23 cm 后的測點(diǎn)溫度幾乎不受水分變化影響。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.2.1 土壤水分遷移規(guī)律

選取距熱源3 cm，8 cm，13 cm 測點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步討論分析，圖8 為間歇儲(chǔ)熱模式下各測點(diǎn)在加熱階段初始時(shí)刻增濕、恢復(fù)階段初始時(shí)刻增濕及未增濕工況下土壤體積含水率隨時(shí)間變化曲線。圖8（a）得出，對于在加熱階段初始增濕工況，距熱源3 cm 處土壤初始含水率隨增濕量增加而增加，加熱后水分向外遷移，含水率不斷下降，恢復(fù)階段含水率下降變緩。整個(gè)過程各工況土壤含水率下降10.1%，11.6%，7.5%（對應(yīng)于增濕50 ml，100 ml，150 ml，下同）。對于在恢復(fù)階段初始增濕工況，在加熱階段結(jié)束后，3 cm 處土壤濕度增加0.8%，恢復(fù)階段初始含水率隨增濕量增加而增加。由于無熱源加熱，水分遷移不明顯，達(dá)到穩(wěn)定后各工況含水率僅分別下降3.3%，4.4%，2.5%。圖8（b）為距熱源8 cm 處土壤含水率變化曲線。加熱初始增濕時(shí)，遠(yuǎn)端土壤得濕，增濕量越大，含水率增長速度越快，增幅越大，恢復(fù)階段含水率略有下降，分別下降0.67%，0.55%，0.28%，增濕150 ml 時(shí)下降幅度最小?；謴?fù)階段初始時(shí)刻增濕時(shí)，8 cm 處土壤恢復(fù)階段含水率略有升高，各增濕量工況差異很小，分別升高0.25%，0.26%，0.47%。說明溫度是驅(qū)動(dòng)水分遷移的主要?jiǎng)恿Γ寥篮瘦^高而溫差驅(qū)動(dòng)勢較小時(shí)，土壤能夠更好的將水分保持在孔隙中。圖8（c）為13 cm 處土壤溫度變化曲線，顯示出與圖8（b）相似規(guī)律，變化幅度更小。

圖8 土壤各測點(diǎn)不同工況下體積含水率（VWC）變化曲線

3.2.2 加熱階段初始時(shí)刻增濕土壤溫度變化規(guī)律

圖9 為距熱源3 cm，8 cm，13 cm，23 cm 處土壤在加熱階段初始不同增濕量下溫度變化和溫度變化率曲線。以未增濕工況（0 ml）為基準(zhǔn)，在增濕后，加熱階段各測點(diǎn)溫度峰值均升高，溫度增幅隨增濕量的增加而增加，溫度恢復(fù)階段溫度恢復(fù)速率隨增濕量增加而增大。

圖9 加熱階段初始時(shí)刻增濕各測點(diǎn)溫度變化及溫度變化率曲線

由圖9（a），加熱階段，由于靠近熱源，加熱后3 cm處溫度迅速上升，溫升速率及溫度峰值隨增濕量的增加而升高。增濕50 ml、100 ml、150 ml 工況下，加熱12 h 后土壤溫度分別比未增濕工況高4.30 ℃、6.10 ℃、6.28 ℃。增濕50 ml 時(shí)，提升效果最為顯著?；謴?fù)階段，增濕工況下恢復(fù)速率遠(yuǎn)大于未增濕工況，且隨增濕量增加而增大，但差距不明顯?；謴?fù)終了，增濕工況分別比未增濕工況溫度低4.09 ℃、0.53 ℃、2.52 ℃。3 cm 后的測點(diǎn)由于與熱源距離增加，溫度響應(yīng)時(shí)間隨距離增加而增加，隨著增濕量增加，各測點(diǎn)響應(yīng)時(shí)間縮短。見表3。

表3 土壤溫升響應(yīng)時(shí)間與增濕量關(guān)系

由圖9（b），8 cm 處測點(diǎn)增濕對土壤含水率依然有較大影響，加熱12 h 后土壤溫度分別比未增濕工況高溫度高5.92 ℃，8.00 ℃，8.66 ℃?；謴?fù)階段溫度恢復(fù)速率均大于未增濕工況，隨增濕量增加無顯著差異，隨時(shí)間逐漸變緩。未增濕工況溫度恢復(fù)率50.26%，各增濕工況下溫度恢復(fù)率均增強(qiáng)，分別達(dá)到69.11%，66.70%，63.51%。但由于熱源向遠(yuǎn)端傳熱顯著增強(qiáng)，此處溫度恢復(fù)12 h 后溫度高于未增濕工況。

對于測點(diǎn)13 cm（圖9（c））和23 cm（圖9（d））處，總體趨勢和8 cm 處測點(diǎn)變化規(guī)律相似。加熱階段，溫度峰值和溫度變化率峰值均呈現(xiàn)梯度變化且梯度更為明顯，峰值出現(xiàn)時(shí)間隨著與熱源距離的增加往后推移，溫度變化率的峰值隨著與熱源距離的增加更加趨于平緩，值得注意的是未增濕工況下23 cm 測點(diǎn)溫度持續(xù)上升，沒有出現(xiàn)峰值，推測峰值在24 h 以后?；謴?fù)階段，溫度恢復(fù)速率平穩(wěn)，僅增濕150ml 工況下13 cm處出現(xiàn)明顯峰值。8 cm 和13 cm 處溫度變化呈梯度是由于測點(diǎn)處含水率隨增濕量增加而增加，傳熱能力呈梯度變化，含水率越高溫升更為顯著，在土壤溫度梯度的疊加作用下，遠(yuǎn)端測點(diǎn)呈現(xiàn)更高的溫度梯度。對于23 cm 處的測點(diǎn)，由于該處土壤含水率幾乎不受增濕影響，因此其溫度變化主要受前端溫度傳遞影響，和13 cm 處有十分相似的溫度梯度。

3.2.3 恢復(fù)階段初始時(shí)刻增濕土壤溫度變化規(guī)律

圖10 為距熱源3 cm，8 cm，13 cm，23 cm 處土壤在恢復(fù)初始時(shí)刻增濕工況下土壤溫度變化和溫度變化率曲線。前12 h 均為相同未增濕工況曲線，選取12 h 后曲線進(jìn)行分析。

由圖10（a），距熱源3 cm 處溫度恢復(fù)速率隨增濕量增加略有增大，但無明顯差別，最終溫度分別比未增濕最終溫度降低2.75 ℃，3.11 ℃，3.26 ℃。土壤經(jīng)過12 h 溫度恢復(fù)后，未增濕工況溫度恢復(fù)率為62.7%，增濕50 ml，100 ml，150 ml 后溫度恢復(fù)率顯著提升，分別達(dá)到78.9%，81.9%，81.1%。3 cm 后的測點(diǎn)，由于受熱端傳熱影響和土壤傳熱滯后，未增濕工況下存在停止加熱后溫升延續(xù)和溫度恢復(fù)滯后的現(xiàn)象，在增濕后熱源處熱擴(kuò)散顯著增強(qiáng)，后續(xù)測點(diǎn)溫升更加明顯。

由圖10（b），恢復(fù)初始距熱源8 cm 處土壤溫度出現(xiàn)明顯上升，溫度峰值、溫升率峰值隨增濕量的增加呈梯度增加，未增濕工況無溫度峰值和溫度變化率峰值。溫度開始下降后，溫度下降速率均大于未增濕工況，在增濕150 ml 時(shí)溫度變化率更為顯著?；謴?fù)終了，分別比未增濕工況低1.31 ℃，1.01 ℃，1.57 ℃。未增濕工況溫度恢復(fù)率為50.6%，增濕50 ml，100 ml，150 ml后溫度恢復(fù)率顯著提升，分別達(dá)到63.9%，61.4%，67.4%。

由圖10（c），由于未增濕工況下也存在土壤中水分遷移，恢復(fù)初期也出現(xiàn)溫度峰值。增濕工況下，隨增濕量增加，溫度峰值越高，溫度恢復(fù)開始時(shí)間越滯后。溫度恢復(fù)時(shí)各增濕工況溫度下降速率相近，均比未增濕工況高，恢復(fù)終了溫度分別比未增濕工況低0.84 ℃，0.42 ℃，0.31 ℃。未增濕工況溫度恢復(fù)率為26.39%，增濕50 ml，100 ml，150 ml 后溫度恢復(fù)率有所提升，分別達(dá)到41.93%，35.99%，38.86%。處溫度保持微小上升，推測未增濕工況23 cm 處溫度開始恢復(fù)的時(shí)間會(huì)更加滯后，于24 h 以后。

4 結(jié)論

圖10 恢復(fù)階段初始時(shí)刻增濕各測點(diǎn)溫度變化及溫度變化率曲線

由圖10（d），23 cm 測點(diǎn)由于距離熱端的距離遠(yuǎn)，受水分?jǐn)U散影響小，含水率無明顯變化，不同增濕量工況結(jié)果無明顯差異，溫度變化主要受熱端傳熱影響，溫度峰值更加滯后。而未增濕工況下，23 cm 前的測點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)后期（20 h 以后）溫度下降速率較小，23 cm

1）在運(yùn)行12 h 后恢復(fù)12 h 的間歇加熱模式下，實(shí)驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)熱源對含水率為4%的土壤溫度的擾動(dòng)范圍約在距離熱源30 cm 的范圍內(nèi)，在加熱和恢復(fù)初始時(shí)刻增濕后水分?jǐn)U散范圍均在23 cm 測點(diǎn)以內(nèi)，23 cm測點(diǎn)后土壤含水率幾乎不受增濕影響。

2）對于加熱初始時(shí)刻增濕工況，在增濕50 ml、100 ml、150 ml 時(shí)土壤溫度平均響應(yīng)時(shí)間分別縮短28.7%，37.3%和43.2%，增濕量越大土壤溫升速率越大、升幅越顯著，土壤整體熱擴(kuò)散明顯增強(qiáng)。在溫度恢復(fù)階段，土壤溫度恢復(fù)速率增大，熱源處土壤恢復(fù)終溫低于未增濕工況，熱源與土壤間可利用傳熱溫差增大。

3）對于恢復(fù)初始時(shí)刻增濕工況，在增濕50 ml、100 ml、150 ml 時(shí)土壤平均溫度恢復(fù)率較未增濕工況增加13%～16%，隨增濕量增加無顯著差異，增濕后熱源處土壤溫度持續(xù)下降，恢復(fù)終溫分別比未增濕時(shí)低2.75 ℃，3.11 ℃，3.26 ℃。熱源后測點(diǎn)出現(xiàn)第二峰值，峰值隨增濕量增加而升高，且恢復(fù)終溫均比未增濕工況低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于停止加熱后溫差驅(qū)動(dòng)勢較小，水分?jǐn)U散程度較小，對于初始含水率很低的土壤，少量增濕即可以達(dá)到加速土壤溫度恢復(fù)的目的。

4）加熱初始時(shí)刻與恢復(fù)初始時(shí)刻增濕均能增強(qiáng)土壤溫度恢復(fù)過程，降低熱源處土壤溫度，增濕后熱源處熱量擴(kuò)散更強(qiáng)、范圍更廣，可緩解熱源處熱量堆積、溫度過高。此外，加熱初始時(shí)刻增濕還可以增強(qiáng)加熱階段熱量擴(kuò)散，且恢復(fù)階段能夠使土壤整體溫度降低至更低水平，效果更好。

5）本實(shí)驗(yàn)僅在一維土柱中進(jìn)行，且運(yùn)行周期短，為繼續(xù)研究熱源處增濕對傳熱改善的規(guī)律，后續(xù)實(shí)驗(yàn)應(yīng)在更大尺度，更長運(yùn)行周期條件下進(jìn)行。