基于线热源理论的岩土体现场热响应试验研究

为了准确获得地下岩土体热物性参数,基于线热原模型理论,详细分析了岩土体热物性现场热响应测试的理论模型及数据处理方法。以丹阳市滨江新城DYG084号100m深单U型垂直埋管试验孔恒热流散热试验为例,采集现场测试数据得到埋管供回水温度响应曲线,采用了基于线热源模型的数据拟合法对试验数据进行分析处理。数据分析表明,土壤的初始地层温度为19.23℃,夏季工况下,岩土体综合导热系数、容积比热容和钻孔内热阻分别为2.29W/(m·K)、2.33×106J/(m3·K)和0.143(m·℃)/W;试验表明,本文所建立的地下岩土体热物性测试数据分析模型是可行的,可应用于实际地源热泵工程地下岩土体热物性测试数据的处理分析。     

不同岩土热物性参数测试方法的比对试验研究

岩土热物性参数以及如何准确获得岩土体热物性参数的方法对整个地埋管地源热泵系统的设计至关重要。本文通过对一个实际应用的地源热泵系统的研究,采用两种测试方法进行测试分析对比;使用瞬时系统模拟软件TRNSYS建立理论分析模型,基于不同的热物性参数测试方法对地源热泵系统设计进行分析,指出两种测试方法的偏差和优缺点,为地埋管地源热泵工程设计及施工提供依据。     

地源热泵地埋管换热器热响应测试分析

通过对某地源热泵现场测试孔的热物性测试,由热响应测试仪器测得现场埋置岩土中U形换热器循环介质的进出水温度、流量等相关参数,并利用线热源模型计算了岩土综合导热系数、钻孔内热阻相关参数,为该地区地源热泵系统设计提供正确的设计参数。     

陕西西安幸福林带项目地源热泵工程开发利用

西安东郊幸福林带项目地源热泵工程开发利用研究工作,主要包括勘探孔钻探、岩土体热物性测试、现场热响应试验。在场地进行了勘探孔钻探,对地层岩性进行编录并取样。岩土热物性测试显示:中砂的导热系数最高为2.20 W/m·K,粉土的比热容最大为1.40 kJ/kg·K。进行了两种工况下的热响应试验,其中加热恒热流双U型(7 kW)试验工况下的效果较好,冬季单米换热量为37.29 W/m,夏季单米换热量为52.41 W/m。根据勘查和热响应试验结果,经过综合研究,认为研究区适宜进行浅层地热能开发,并对该区浅层地热能资源是否可以满足建筑换热需求做出了评价。最后提出该区浅层地热能开发的布孔方案。     

基于解析法的地下岩土热物性现场测试方法的探讨

本文在总结各种岩土热物性确定方法的基础上,详细分析了基于解析法的地下岩土热物性现场测试方法的测试装置与过程、理论基础及其算法,包括基于线热源模型的数据拟合法及基于线热源与柱热源模型的参数估计法.通过实例计算对3种方法的计算精度进行了分析与比较,探讨了测试时间对计算结果的影响,所得结论对土壤源热泵应用设计中地下岩土热物性的实际测试具有指导意义.     

岩土热响应测试计算软件的研发与应用

采用Visual C#语言,结合双参数估计法,基于线热源模型,开发了岩土热响应测试计算软件,实现了岩土热物性参数快速准确的输出。利用自行设计研发的岩土热响应测试装置,对重庆地区两个地源热泵工程的单U型地埋管进行了不同加热量的热响应测试,利用岩土热响应测试计算软件进行计算。     

基于线热源模型计算岩土热物性参数的研究

针对温州市某地埋管地源热泵项目,通过岩土热响应试验获取原始测试数据。基于线热源模型,分别采用斜率法与非线性曲线拟合法,计算得到土壤的导热系数与单位体积热容随测试时间变化的规律,并利用非线性曲线拟合法分析了初始测试数据对计算结果的影响。结果表明:斜率法与非线性曲线拟合法具有相同的稳定性,但斜率法的计算结果较大地偏离了推荐值;非线性曲线拟合法受初始测试数据的影响较小,计算结果较为接近推荐值;在地下水丰富地区,岩土热响应测试得到的土壤热物性参数与推荐范围存在偏差。     

合肥地区U型地埋管换热器热响应测试

对合肥市某地源热泵工程进行热响应测试,通过试验井获取该地区岩土层地质成分、岩土的导热系数以及其它物性参数,进而测定岩土夏季工况排热能力和冬季工况取热能力,为类似工程提供应用借鉴。     

土壤源热泵地下岩土热物性测试研究

采用自行设计开发的地源热泵地下岩土热物性测试平台,试验模拟了地源热泵地埋管换热器冬夏季取放热实际运行工况,以某具体地源热泵工程项目为例,推算出该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,分析了地埋管换热器与周围土壤之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量,为该地区地源热泵系统的设计施工提供了依据。     

地源热泵岩土随机热物性的统计方法研究

为科学、准确地测试地源热泵系统的岩土热物性参数,考虑了热物性的时空变异性、测试数据不确定性,采用随机分析理论和数值方法,在特定测度下,以初始值进行迭代和修正,计算了岩土随机热物性参数的统计特性,并对热响应的连续和离散随机过程进行分析。使用线性回归法统计出了离散数据的随机分布规律,并根据回归直线斜率、截距的物理意义来求解热物性参数,经工程应用检测方法可行。     

对岩土热响应试验的回顾与展望

地埋管换热器的设计直接决定地源热泵系统的合理性及其经济效益,对地埋管换热器进行合理设计的基础是获得准确的岩土体热物性参数,常用的方法是进行现场热响应试验。介绍了热响应试验的发展及热响应试验仪的工作原理;综述了在进行热响应试验时涉及到的几个重要参数:岩土体初始平均温度、加热功率、循环工质流速和热响应时长;总结了热响应试验的换热模型:线热源模型、柱热源模型和数值模型。在此基础上提出了相关的研究建议。     

慈溪智慧谷项目热响应测试

地源热泵热响应测试是一种野外原位测试手段,用以获取地下岩土体的热物性参数等作为地源热泵设计的重要依据,是实施地源热泵工程的关键环节。慈溪智慧谷项目作为慈溪市最早采用地源热泵技术的科技园区,为确保工程顺利实施,进行了严谨的现场热响应测试。     

深层岩土热物性的现场测定

地下岩土热物性的确定一直是地源热泵技术领域的难点之一.利用自主研发的现场测定岩土热物性方法和仪器,对待建地源热泵工地岩土层热物性进行了现场测试.测试结果表明:测得的岩土热物性,能够满足地源热泵工程设计的精度要求.     

浅层岩土热物性参数测试与分析

介绍了浅层岩土热物性参数测试的计算模型、测试方法等。以线热源模型为基础,采用斜率法计算导热系数,按照室内试验及工程经验选取容积比热容,从而求得热阻,通过实例验证了该方法的准确性。现场实测表明热干扰距离的研究难以通过单孔热响应测试获得,可按已有研究成果选取。     

岩土热物性参数测试方法及传热模型研究进展

对岩土热物性参数测试方法及传热模型研究进展进行综述。岩土热响应测试法作为GB 50366—2005《地源热泵系统工程技术规范(2009年版)》推荐的岩土热物性参数测试方法,测试结果准确可靠,简便可行。岩土热响应测试法包括现场测量、岩土热物性参数估算两个环节,岩土热物性参数的估算可采用线性推导法、参数估计法,线性推导法基于线热源模型,参数估计法可分别基于线热源模型、柱面热源模型。线热源模型、柱面热源模型计算简单,能满足工程需要,被广泛使用,但在建立时进行了适当简化设定。数值模型可以弥补这两种传热模型的缺陷,理论上更为精确,但计算复杂,目前应用范围有限。     

绍兴某山地现场热响应试验研究

热物性参数是地源热泵系统地埋管换热器设计的关键参数。采用自行研制的岩土热物性参数测试仪,于地处夏热冬冷地区的绍兴某山地开展单U和双U测试井现场热响应试验,使用线热源模型对数据进行分析,获得工程所在山地单U测试井的岩土导热系数为2. 27 W/(m·K),钻井热阻为0. 123 (m·K)/W,排热工况下单位延米换热量为86. 39 W/m,双U测试井的岩土导热系数为3. 31 W/(m·K),钻井热阻为0. 119 (m·K)/W,单位延米换热量为106. 72 W/m,为该地区地源热泵系统的设计及施工提供了依据。     

浅层地埋管热交换器换热能力分析

采用自主研发的浅层地下岩土热物性测试平台,通过模拟冬夏季取放热实际运行工况,对不同工况下地源热泵地埋管热交换器的换热能力进行了实际测试,分析了地埋管换热器与周围地下岩土之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量。同时,根据测试数据推算出了该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,为该地区地源热泵系统的模拟分析以及设计施工提供了依据。     

现场岩土热响应试验结合探针法的热物性分析

通过对邢台南宫市某个地源热泵测试工程实例进行现场热响应试验,论述了试验的测试原理、测试流程和数据处理过程,获得工程所在地秋末冬初时分岩土原始温度为17.2~17.6℃;工程所在地的岩土导热系数为2.491~2.526 W/(m·K),容积比热容为2.706~2.991 MJ/(m3·K)。根据恒热流测试法求出岩土的综合导热系数和容积比热容,并与在实验室里同步进行的用探针法求得的岩土样品的综合导热系数和容积比热容进行权衡比较,判断出现场热响应试验比较稳定。对于该地的热响应试验,热响应测试时间可以选取55~70 h左右,这样既可以确保现场热响应试验求出的导热系数足够精确,又可以避免测试时间过长。     

地源热泵岩土热物性现场测试方法评价

在总结地下岩土热物性现场测试方法的理论模型和算法的基础上,通过建立地源热泵系统的三维数值模型,构建了一个虚拟的标准地质孔,模拟得到了热响应曲线.采用常用的3种岩土热物性测试方法对标准地质孔的热物性参数进行了辨识,结果表明,与柱热源模型相比,基于线热源模型的2种测试方法具有较高的计算精度.     

分析地源热泵岩土热物性参数影响因素与不确定性

地源热泵岩土热物性测试是一种三维的数学模型,这种数学模型的建立能够分析进行测试的时间,钻孔半径、岩体的温度、加热器的功率等都会影响到热物性参数。本文主要研究影响地源热泵岩土热物性参数的因素,供读者参考。