長期間使用されている地下鉄トンネルは、熱環境の継続的な悪化という問題に直面しており、その安全かつ効率的な運用に深刻な影響を与えています。エネルギートンネル技術は、上記の問題を解決する有効な技術の一つです。既存の研究は、毛細管熱交換器（CHE）に基づくシールドエネルギートンネルの浸透流条件下における熱伝達特性を十分に解明しておらず、この技術の工学的応用を制約しています。本研究は、実証プロジェクトに基づき、CHEを用いた地下鉄シールドエネルギートンネルの三次元熱－浸透流結合数値モデルを構築し、浸透流条件下での熱交換器の運転パラメーターがエネルギートンネルの熱伝達性能に与える影響を解析しました。結果は、浸透流がシールドエネルギートンネルの熱伝達性能を著しく向上させることを示し、浸透流速度が0 m/sから2.3×10⁻⁵ m/sに上昇すると、暖房期と冷房期の熱交換量がそれぞれ106.77％および276.00％増加しました。浸透流入口側に近いCHEループの熱交換能力は、入口から離れた側よりもわずかに高かったです。さらに、CHEの入口流速と温度は熱伝達性能に顕著な影響を与え、入口流速が0.06 m/sから0.12 m/sに増加すると、冷房期と暖房期の熱交換量がそれぞれ89.53％および72.66％向上しました。入口温度が冷房期に6℃上昇し、暖房期に6℃低下すると、熱交換量はそれぞれ58.80％および177.01％増加しました。CHE入口流速の向上および熱伝達温度差の増大は、セグメントの温度分布均一性の低下をもたらしました。本研究は、シールドエネルギートンネルの設計および応用に理論的な支援を提供することができます。

エネルギートンネル;浸透流;毛細管熱交換器;熱伝達性能;地下鉄