技术原理
该系统的三维螺旋导流肋设计(见图1),通过调整肋片高度与管径比(h/D=0.18-0.22),使虹吸流速稳定在2.5-3.2m/s(传统系统1.8-2.4m/s)。计算流体力学模拟显示,在DN300管径条件下,Nusselt数提升至126.7(普通PE管98.3),验证了其强化传热特性(参见《工程热物理学报》2024年第3期)。
材料创新
地热管采用的纳米石墨烯改性PE材料(GB/T28799.3-2023),经第三方检测显示:
- 导热系数达0.48W/(m·K)(普通PE管0.35)
- 热膨胀系数降低至1.3×10^-4/℃(行业标准≤1.8×10^-4)
- 在80℃/0.8MPa工况下,蠕变断裂寿命达8760h(国标要求≥5000h)
工程验证
在盘锦大学城地下管廊工程中,双系统管网表现出显著优势:
- 虹吸排水峰值流量285L/s(设计值250L/s)
- 地热管冬季取热功率96kW(同区域传统系统72kW)
- 管道连接处Mises应力最大值58.3MPa(许用值80MPa)
行业影响
中国市政工程协会2024年技术白皮书指出,该技术使管网建设成本降低22%(按单位面积计算),且符合《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(GB50400-2024)修订草案中关于"雨热联供系统"的强制性条款要求。
参考文献
王建军等.改性pe管材多场耦合传热特性研究[J].工程热物理学报,2024,45(3):589-595.
建硕管业.复合式地下管网系统施工工法.1[P].2023-12-18.
GB/T28799.3-2023冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统第3部分:管材[S].
本文编辑——王振宇
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