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冷却塔制冷机组载冷液箱水管制冷系统示意。1地下温度分布规律单个地下换热器周围土体温度分布如所示（图中为初始温度），形成冻结墙后，换热器周围土体分为冻结区和降温区。冻结区内岩土被冻结，降温区内土体受换热器介质低温的影响，温度下降。
-10丈；/为冻土半径，1.0m；if为土体冻结温度，-.bookmark2降温区温度r，分布为：r，：3，为冻结影响系数。故r，2.2制冷置的计算制冷系统中，地下换热器周围形成冻土圆柱，相邻冻土圆柱相切时，即可形成地下冻土连续墙。
从初始温度（9.2）降低到设定的温度（-5t）时所需的冷量（，的计算：其中：c，为土体比热，2900/（kg <；化为土体颗粒密度，1633.3kg/m3；t，f为土体初始温度，9.为土体冻结后的温度，-50.土体中降至冰点需要的能量，0wl其中：为水的比热，IZOOAkg）；twf为土体中水的初始温度，与土体初始温度相同；‘为土体发生相变的温度值，假设为-2丈。
（2为土体中水相变时需要的能量，=7tPdi（W-其中：i为水的结晶或融化潜热，取334.56k/kg；%为土体中未冻结水的质量含水率，取10%.心3为土体中水冻结以后需要的能量，-、）其中：cf为水冻结后成为冰的比热容，ZlOOAkg-T）；为土体中水冻结后的温度，-5T.孔间距为2m，单孔冻土圆柱直径2m，土体中未冻结水含水量为10%，考虑冻结过程中的热量损失，给冷量增大1.2倍，则单位体积的土冻结需要的冷量为：单孔达到冷冻半径为l.m时，需要的冷量（为：3制冷系统的设计3.1利用冬季低温气源的制冷系统设计利用冬季低温气源的制冷系统包括两个制冷过程：强化制冷和维护制冷。
强化制冷即是完全利用冬季低温气源进行制冷，低温气源制冷系统原理―U形管；2―温度传感器；3―流量计；4一回水凤冷散热器；5―水箱进口开关阀；6―开关阀；7―水箱出口开关阀；8―冷却塔；9―注水口；10―注水风冷散热器；11―过滤阀；12―气阀；13―水泵；14一温度传感器其原理如所示。主要包括：地下换热器（U形管）、水泵、风冷散热器、水箱、温度传感器等，循环介质为50%的乙二醇水溶液。地下换热器安放在地下换热井中，用于循环介质与地下土体的热交换；水泵使循环介质进行循环；风冷散热器使循环介质与低温空气进行热交换。根据长春地区气象资料及现场数据记录，11月15日至次年2月28日的105天，长春地区的平均气温为-19. 4T.在此期间进行地下冷冻墙的制冷，单孔平均每小时给冷量为41973. 13k，即制冷系统的散热功率为11.66kW.以此条件计算散热器的工作参数为：循环介质在散热器中的流速lra/s，散热器的换热面积52.lm2.根据计算参数选择fnh系列风冷散热器，型号为BF-FN- 17.6/63，主要工作参数：散热面积63m2、名义换热量17.64kW、风量3400mVh、风机叶轮直径400mm、功率120wx2、进气管径25mm、出液管径19imn.整个制冷系统需要78个散热器。
根据散热器的流速要求，选用沈阳市第三水泵厂生产的KQL型立式离心水泵，其主要技术参数：流量150m3/h、扬程110m、电机功率75kW.维护制冷是地下冷冻墙建立后，停止冻土的继续发展，此时输人冷能大大降低。按照矿山竖井冷冻帷幕施工经验，维护制冷时制冷机组的功率约为强化制冷功率的50%. 3.2压缩机组制冷系统的设计按105天进行制冷形成地下冷冻连续墙，则单孔制冷给冷量为11.整个地下冷冻墙需要的冷量为909. 6计算，制冷机组的功率为197.7kW.以此选择全开螺杆低温盐水制冷机组，型号YSLGF200CH，电机额定功率200kW.该系统对散热器的要求与利用低温气源的制冷系统相同。
3.3制冷系统的比较对上述两种制冷系统在价格和运行成本上进行比较。表1为两种系统使用的主要设备价格及3年运行成本表。制冷系统的运行分强化制冷和维护制冷两种方式，强化制冷105天，维护制冷990天。低温气源制冷系统维护制冷中，其中有210天不使用压缩机组，以此条件计算两种制冷机组的运行成本。
设备低温气源制冷压缩机组制冷数量价格运行成本数量价格运行成本风冷换热器制冷机组离心水泵成本总成本表1两种系设备成本及运行成本表（单位：万元）从上表可看出，与常规压缩机组制冷系统相比，低温气源制冷系统的设备投入减小36. 6%，运行成本减小43.7%，地下冷冻墙的总投入减小42. 4.低温水泵强制乙二醇水溶液在管路中循环，风冷散热器利用低温气源进行强制散热，低温乙二醇水溶液进行入地下换热器，将地下的热量带出，最终将地下粘土冷冻。
通过流量传感器测量管路中的流量，温度传感器测量进出地下换热管的温度，由无纸记录仪定时（3min记录一次）记录数据。为冬季某一天的实验温度变化曲线（乙二醇水溶液的流量为18L/min）。由图看出，冬季室外温度在-14
