岩土热响应测试报告.doc

XX省XX市学院片区地源热泵工程 岩土热响应测试报告 XX省XX大学地源热泵研究所 二〇一四年五月 岩土热响应测试报告 我所对地埋管场地进行了深层岩土层热物性测试。1个孔的测试。报告时间：5月10日～5月11日。 图1 FZL-C（Ⅲ）型岩土热物性测试仪 三、 测试结果与分析 1、测试孔基本参数 表1 为测试孔的基本参数。 表1 测试孔基本参数 项目 测试孔 项目 钻孔深度（m） 100钻孔直径（mm） 50 埋管形式 U型 埋管材质 PE管 埋管内径（mm） 埋管外径（mm） 钻孔回填材料 主要地质结构 测试结果6.2℃； 导热系数：1.66W/m℃； 容积比热容：2.1×106J/m3℃。 3、结果分析 钻孔结果表明：该地埋管区域地质构造以为主66W/m℃，数值中等；平均容积比热为2.1×106J/m3℃，数值较大；岩土体平均初始温度16.2℃，数值偏低，有利于夏季向地下放热。 图2 循环水平均温度测试结果与计算结果对比图 表2 测试区域岩土体地质构造 层号 层底深度（m) 变层厚度（m) 地质岩性描述 1 30 30 粘土 2 38 8 粗砂 3 45 7 粘土 4 49 4 中砂 5 58 9 粘土 6 100 42 玄武岩 1. 影3℃，夏季热泵运行最高温度宜采用37℃。 （2） 每年从地下取热量与向地下释放热量是否平衡。二者相差越大，对地热换热器换热效率的影响越大。宜考虑全年从地下提取热量与向地下放入热量的平衡问题。 （3）地埋管单位孔深的热交换量还与地埋管间距、地下水位的高低和岩土层含水量多少等因素有关。 2. 单位孔深换热6.2℃），冬、夏季地埋管循环液温度设定（冬季：7~3℃，夏季：32~37℃）45W/m计，夏季每米孔深向地下释放的热量按74W/m计。不同连续运行时段的U型地埋管换热估算值见表3。在连续运行8小时，地埋管循环液不同的最低与最高温度条件下地下换热量参考值见表4。 表3 地埋管不同连续运行时间地下换热量参考值（W/m） 连续运行时间（h） 8 12 24 夏季 74 69 64 冬季 45 42 39 表4 地埋管循环液最低与最高温度地下换热量参考值（W/m） 夏季 最高温度℃ 37 35 32 换热量 74 66 52 4 5 换热量 4 41 36 钻孔深度100m，竖直埋管材料应采用HDPE100；钻孔难度较大，地埋管宜采用双U型地埋管。 在地埋管空间充足条件下，为增大蓄热体、减弱地下冷热负荷不平衡的影响，应适当加大地埋管间距。 XX省XX大学 地源热泵研究所 2014.5.12 测试： 计算： 审核：审定附件1原始测试数据 1. 钻孔输入功率 2. 钻孔地下埋管进出口温度 3. 钻孔循环液每分钟流量 附件：用于现场测量深层岩土导热系数的原理与方法 1. 地下岩土热物性参数是设计地源热泵系统地热换热器的重要参数。地下岩土测试方法有很多：根据地质构成查有关手册、理论分析推导、取样进行测量、以及进行现场直接测量。前三类方法通常误差比较大，在实际的地源热泵工程中几乎无法应用。目前通常采用第四种方法。该方法是在需要埋设地热换热器的地下钻孔，钻孔中埋入埋管后回填。通过埋管施加一定热流，测量某点的温度响应与时间的变化关系，根据引入的传热模型，确定岩土的导热系数。我国《地源热泵系统工程技术规范》（GB 50366-2005）和美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）2007年手册均规定在地源热泵工程中采用此方法进行岩土热物性测量。 深层地下岩土导热系数通常用现场测量结合参数估计法来确定。目前测试应用的地热换热器与周围岩土换热模型一般较为复杂，需要确定的参数较多，导致出现误差的可能性增大，非常不利于工程上推广应用。已有模型在确定钻孔内热阻时，一般都需要较为详细地确定钻孔内埋管的布置与几何尺寸、导热系数以及回填材料的导热系数等。鉴于测量的困难和钻孔内埋管埋设的不确定性，这些参数的误差均较大，从而影响最终确定的物性结果的可靠性。本研究所提出一个传热模型用于现场测量并确定深层岩土的导热系数。并在此基础上研制出相应的岩土层热物性测试仪。因减少了测量参数带来的误差，应用于工程时得到的结果比其他方法更好。本研究所研制的岩土层热物性测试仪自2002年开始应用，并不断改进，目前投入使用的为第三型。 2. 测试模型与原理 地下岩土导热系数的测试涉及单钻孔的地热换热器。简化分析模型中引进如下假设：（1）钻孔周围岩土是均匀（设计所需是平均参数）；（2）埋管与周围岩土的换热可认为是钻孔中心的一根线热源与周围岩土进行换热，沿长度方向传热量忽略不计；（3）埋管与周围岩土的换热强度维持不变（可以通过控制加