加热过程间断的热响应试验数据处理方法研究

岩土热响应试验过程会由于断电或仪器故障而间断,一般需等待地温恢复后复测,增加成本且延误工期。应用线热源理论和叠加原理,把间断的加热过程分解为每次开始加热后加热功率为正和间断后加热功率为负但绝对值相等的连续加热过程进行叠加,可得到最后一次加热试验期间地埋管进出口平均水温与等效热响应试验时间之间的关系为线热源理论的解析解。给出等效热响应试验时间的计算方法并进行工程应用和方法验证。     

热响应测试在土壤热交换器设计中的应用

分析了土壤热交换器系统的影响因素以及设计与施工中存在的问题,介绍了自主研制的移动式地源热响应测试装置原理与构成。针对天津市某地源热泵项目,阐述了热响应测试的方法与步骤,得到了项目所在地的无干扰地温以及地埋管系统的供回水温度响应曲线。利用线源理论,得到了地埋管换热器钻孔的导热系数及热阻,分析了测试装置与环境的热损失和热增益、测试时间、供电稳定性、无干扰地温、不同深度土壤热导率的变化以及地下水流动对热响应测试造成的影响。测试结论对于指导土壤热交换器设计与施工具有一定的参考价值。     

热响应试验后的热恢复试验理论与应用研究

完成热响应试验后关闭加热器,维持循环泵和数据采集系统运转,即可进行热恢复试验。根据热流叠加原理和线热源理论,得出传热介质平均温度随开启加热器开始计时的时间与热恢复试验时间之比的自然对数呈近似线性关系。通过工程实例阐述热恢复试验现场试验方法和数据处理方法,验证用其确定岩土导热系数和钻孔热阻的准确性和实用性,为用热恢复试验确认或检验岩土热响应试验成果提供理论依据和实例。     

岩土层原位导热系数的多元线性回归分析方法

由于取样的扰动和室内试验方法的局限性,用岩土样品导热系数代表岩土层原位有效导热系数存在明显误差。基于"杭州市浅层地温能调查评价项目"中40个热响应试验孔的地层结构和现场热响应试验成果,用多元线性回归分析理论和行业数据统计SPSS软件(statistical product and service solutions)程序,以各岩土层厚度为自变量、原位有效导热系数为回归系数,热响应试验所确定的试验孔岩土的综合导热系数为因变量,确定各岩土层的原位有效导热系数,回归方程和回归系数显著可信,可用于计算统计区域内其他地埋管热交换工程孔岩土的综合导热系数。     

寒冷地区埋管式地源热泵系统热平衡分析

以黄土高原寒冷地区埋管式地源热泵系统工程为平台,进行了为期两年的供热、恢复、供冷长期试验。在间歇制冷工况下,对换热井内岩土体的温度响应进行了研究。研究结果显示,开机30 h后,岩土体温度趋于稳定,温度波动幅度为0.18~0.38℃;停机82 h后,岩土体温度基本恢复稳定,温度下降范围仅为0.06~0.19℃。通过对工程岩土体热平衡分析发现,单纯地以全年累计冷热负荷的差异来判断岩土体的热平衡是值得商榷的。建议从全年累计冷热负荷平衡和岩土体的温度响应特性两个角度进行综合分析,进而确定埋管式地源热泵的适用性,以保证埋管式地源热泵系统长期稳定可靠地运行。试验结果可为黄土高原寒冷地区埋管式地源热泵系统的推广应用提供参考。     

基于AHP探针法的土壤源热泵现场热响应试验研究

由于探针法和现场热响应试验法为测试岩土热物性参数的常用方法,因此文章基于邢台地区某土壤源热泵工程,将室内探针法和现场热响应试验法确定的热物性参数进行对比分析。首先,根据探针法和现场热响应试验法测试结果的差异,选取地层厚度、含水率、密度及渗透率作为影响土壤样品热物性参数的主要因素,并利用层次分析法来确定各影响因素的权重值;接着,利用各因素的权重值来修正探针法的测试结果;然后,将探针法和现场热响应试验所确定的岩土热物性参数进行比较,得出两个测量结果的相对误差小于10%;最后,对于土壤源热泵项目,文章利用修正后的探针法对现场热响应试验结果进行验证。     

浅层地热能热响应测试仪检测台检测机理及试验研究

岩土导热系数是地埋管换热器设计的重要依据,获取导热系数的有效措施是现场热响应测试法。为检测国内大多数热响应测试仪器的性能,基于线热源理论设计了一套浅层地热能热响应测试仪性能检测平台。介绍了检测台的结构和功能,建立了检测台的控制系统。利用所开发的检测台对1台热响应测试仪进行测试,分别模拟不同参数的"标准孔"。该检测台的出水温度可按控制要求稳定输出,可以模拟可控的"标准孔",被检测的热响应测试仪流量和温度误差均符合要求,精度较高。通过热响应试验得到的导热系数误差的平均值为3.63%。     

饱和地层地埋管钻孔回填料的模拟与实验研究

基于饱和多孔介质热湿迁移模型,针对不同孔隙度、固体颗粒粒径的两种回填料-碎石和细砂与粘土混和物,对含水层中地埋管换热进行模拟和实验研究.结果表明,在地下水流速较高的砂砾型含水层中,热作用区域集中在来流下游;流速较低的粘土型含水层,不同回填料下的孔壁温差约24h可趋于稳定.据此,可将下游侧支管作为U型管入口以减少热响应测试期间两支管间的热短路,而采用对比实验,有利于在较短的测试时间内获得更准确的地层传热特性.无论是粘土型还是砂砾型含水层,采用孔隙度高、渗透性好的碎石进行回填,有利于钻孔内的对流换热.在饱和粘土层中,以碎石进行回填时,取热工况下单位井深换热量较细砂与粘土混和物回填提高5%～10%,排热工况下提高10%～15%.     

基于TRNSYS模拟的地埋管换热效果影响因素分析

通过原位热响应试验数据验证了TRNSYS软件中U型地埋管换热器模块Type557计算模型的可靠性,应用TRNSYS软件建立地埋管换热模型。基于正交试验的研究方法,综合分析了埋管壁、回填材料、埋管周围岩土的导热系数对埋管换热器换热效果的影响规律。得到影响地埋管换热过程的最主要因素是岩土导热系数,回填料导热系数对其影响程度略低于岩土导热系数,埋管壁导热系数对其影响不大的结论。     

同轴地埋管换热器岩土热响应试验研究

岩土热物理性质是影响地源热泵系统设计和运营的关键因素,对位于武汉市洪山区的2口不同深度的同轴地埋管换热孔分别进行48 h的热响应试验,并对同轴地埋管换热器内外管之间环形空间中的平均流体温度进行测试.根据同轴地埋管换热器的几何特性,以简便实用的方式测量同轴地埋管换热器环状空间传热流体的平均温度,结合同轴地埋管换热器钻孔热...     

西安地区某地源热泵室外换热器运行情况分析

本文旨在研究西安地区某地源热泵的长期运行状况。通过热响应试验、效率测试、热负荷能力测试及对运行参数的监控分析,说明机组能效比达到了设计水平;自投运至今,室外换热器进口水温长期持平,并与地温最高温度差在±13℃之间;室外换热器进口水温随负荷升高降低。研究表明,室外换热器冬季换热能力56 k W/m是可行的;西安适宜采用地源热泵,并且土壤承载负荷高,地温恢复快;该项目作为西安地区最早投入运行的建筑面积6 000 m2以上,设计制冷负荷500 k W以上以浅层土壤源地源热泵项目,可以为地质、气候情况相近地区采用土壤源地源热泵项目提供设计经验。     

浙江省某废采石场地块原地异位技术的实践应用

介绍了原地异位技术在某采石场污染地块修复工程中的应用。通过试验确定最优的技术参数,修复完成后的土壤铜、锌、镍、铬和镉的浸出浓度均达到修复目标值,后转运至具有防渗阻隔系统的回填区进行回填,改善了土壤及地下水环境。回填区顶部覆土有利于绿化植物的生长,促使区域内植被资源的恢复。场地内废水通过一体化水处理设备进行处理后达标排放。该技术的实践应用为后续同类型修复工程提供了参考价值。     

杭州市浅层地温资源温度场特征

通过在热响应试验孔内埋设温度传感器,并且在孔内的PE管上部40 m深度范围内逐点下放测温探头的机动测温,对42眼地埋管热响应试验孔进行每月一次,为期1 a的长期监测。初步查明杭州市平原区100 m深度范围内岩土初始平均温度为19.21~22.49℃;恒温层厚度范围为9~21 m,温度范围为18.2~20.0℃;地温梯度范围为1.22×10~(-2)~3.85×10~(-2)℃/m。平原区浅部大地热流值范围为30.10~75.02 m W/m~2。并研究地温场与地质构造之间的关系等。为杭州市开展浅层地温能资源评价、地源热泵系统设计提供重要的基础参数。     

基于T2WELL的单井闭循环地热系统供热性能评价北大核心CSCD

为提高单井闭循环系统采热效率,合理评估地热井供暖能力,文章以吉林省松原地区某厂区实际运行的地热井为研究对象,基于T2WELL模拟程序对该单井闭循环系统进行研究,对比分析短期和长期不同供暖方案下,地热能采热效率以及储层恢复情况,优化开发利用方案。储层恢复过程对地热井使用寿命有着重要影响,在对比40 a运行方案中,连续运行径向响应范围超过70 m,地温带变幅较大,而间歇运行影响范围相对较小。热储恢复能力是评估地热井供暖性能一个很重要的指标。     

塔背回填对混凝土进水塔结构静动力响应影响分析

为分析某枢纽工程中混凝土进水塔结构在塔背回填条件下的静动力响应,根据已知条件和合理计算假定建立三维有限元计算模型;对塔体在不同工况条件下采取振型分解反应谱法进行静力和动力计算,分析塔体混凝土结构变形与应力的大小和规律;并对塔体在塔背有无回填两种情况下进行静动力特性比较,以此来研究塔背回填对塔体静动力响应的影响程度。结果表明,良好的塔背回填可以对进水塔塔背形成有效的约束,对增加结构整体的稳定、减少变形和增强抗震性能有重要作用。     

基于动态热负荷的太阳能——地源热泵运行模式研究

建立了太阳能-地源热泵系统一体化模型,以大连地区气候条件为基础,计算了供暖季某天内房间热负荷的逐时值.在动态热负荷基础上,对联合供暖系统在不同串联运行模式和并联运行模式不同分流比的运行工况进行了模拟计算,将模拟结果与实脸数据对比,两者吻合较好.结果表明:房间热负荷的变化可影响热泵机组COP.联合运行模式在地温的恢复和系...     

基于恒温法与恒热流法的土壤热响应测试分析与比较

分别采用恒温法(取热工况:进水温度5℃,排热工况:进水温度33℃)和恒热流法(8kW,4kW)进行现场土壤热响应测试,热响应测试孔为2个(A孔92.5m、B孔92.8m),A孔采用恒温法,B孔分别采用恒温法和恒热流法。以单位孔深换热量为评价指标,对2种测试方法得到的地埋管换热性能进行分析比较,在排热工况和取热工况下,恒温法得到的B孔单位孔深换热量分别高于恒热流法5.5%和23.2%。其测试结果可为地源热泵优化设计提供直接参考。     

地埋管间断工作进出孔平均温度预测方法研究

按不改变每天总换热量的原则,将单位长度地埋管换热孔在制冷季或制热季中每天的实际释热或取热过程简化为一个矩形释热或取热脉冲,脉冲大小为单位长度地埋管换热孔的设计释热量或设计取热量,时间为每天的等效满负荷释热或取热小时数。采用线热源理论和热流叠加原理,推导若干个矩形脉冲负荷作用后地埋管换热器进出口温度平均值的计算公式,并通过长期现场岩土热响应试验对该公式进行了验证。在已知制冷季或制热季天数和地埋管换热器每天等效满负荷工作小时的基础上,通过设定地埋管在制冷季和制热季传热流体的最高或最低温度,可用该公式计算单位长度地埋管换热孔的设计释热量或取热量。     

地源热泵系统双U型埋管换热器的测试实验

建立双U型垂直埋管试验井测试实验装置,通过现场测试,采集当地的岩土热物性参数,从而确定土壤的原始地温、单位井深的散热量等参数,对地源热泵设计有一定的参考价值。结果表明,土壤的原始地温为19．2℃;夏季工况下,地下换热器的进、出口水温分别为35℃和31℃时,单位井深的散热量为62．55W／m。     

陕西渭南地区岩土热响应测试与分析

地层热物性参数的确定对浅层地热能地源热泵系统的设计至关重要。依托陕西渭南某地源热泵项目,应用恒流法进行了岩土热响应测试,测试共进行了58 h,根据线热源理论对测试数据进行分析计算,求得准确的地层热物性参数,得到工区地层导热系数为2.16 W/(m∙K),比热容为2.39 MJ/(m³∙K),单U地埋管每延米换热量45 W。该研究结果可为项目后期设计与施工提供了相关参考和依据。