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。     

石家庄某商场土壤热响应实验

以自制的热响应测试装置现场测试了石家庄某商场的岩土热物性。在线热源理论的基础上,通过曲线拟合的方法进行了计算。通过现场实验及相关文献得到了石家庄地区在100m深度范围内的原始地温和体积热容,并结合自定的办公软件程序得到了该地区的土壤导热系数、平均温度的拟合曲线及钻井壁面温度随时间的变化。数据表明,该地区的岩土热物性为1.71 W/(m.K),钻井的壁面温度随时间逐渐变大并趋于平稳。通过实验,再次证明了利用线热源理论的现场热响应实验法是可行的,为以后地源热泵在石家庄地区的发展提供了参考依据。     

基于圆柱热源模型的现场测量地下岩土热物性方法

在埋地换热器圆柱热源模型的基础上采用参数估计法建立了一套可用于现场确定土壤热物性的方法。结合地源热泵系统单井热响应测试实验,计算了地下岩土热物性参数,模拟了管内流体平均温度随时间变化规律,与实验值比较,发现该方法较线热源法更加接近实际。     

地源热泵岩土热物性测试简介与分析

地源热泵系统作为利用可再生能源的暖通空调技术,具有节能、环保等优点,在世界范围内被广泛使用。土壤作为地源热泵系统的冷热源,对整个系统有着至关重要的影响。不同建筑负荷特性要求系统对土壤的取放热量不同,二者的不平衡会使土壤的温度发生变化,影响整个系统的运行。对特定建筑地源热泵系统土壤的热物性测试是设计地埋管系统的重要依据。本文对热物性测试的理论依据进行了简单介绍,并对具体事例进行了分析计算,得出岩土体的导热系数等具体热物性参数,为地源热泵系统的精确设计提供了依据。     

现场测试地下岩土平均热物性参数方法

平均热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响,进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的平均热物性参数,利用一套现场测量设备测量了对地下埋管回路施加的热流与回路中循环水温度随时间的变化,使用自行开发的软件,采用参数估计方法,计算并确定了地下岩土的平均热物性参数。     

不同气候区岩土热物性测试分析

获得准确的岩土热物性是进行地源热泵系统设计的前提,不同的建筑热工气候区岩土热物性不尽相同。依据多年来进行的全国各地区岩土热物性测试,选取严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区典型城市的测试数据进行对比,阐述测试原理和各地岩土热物性的特点,分析测试结果,得出相关结论,对地源热泵的发展具有一定的指导意义。     

地源热泵地埋管岩土热响应测试方法与应用

地源热泵地埋管热响应测试是研究土壤热物性参数及地埋管换热器性能最有效的方法之一。文中结合南京某办公楼一个地源热泵测试工程实例,探讨了地源热泵热响应测试的测试步骤、测试方法和数据处理。通过对地埋管进出口水温、流量和加热功率的实时采集,分析研究了土壤的热物性以及地埋管热响应的放热和取热量。     

岩土热响应测试系统的研究与开发

现场热响应测试是实施地源热泵工程的关键环节。本文自主研发了岩土热响应测试系统,既能进行放热试验又能进行吸热试验。用VB语言开发了基于EXCEL的热响应分析软件。该系统及软件在绵阳烟厂得到成功应用,获得了现场土壤原始温度、导热系数以及体积比热、单U管和双u管每延米孔深的吸放热量参考值。测试数据为工程设计提供了依据。     

地源热泵岩土热响应测试方法及数据分析

土壤导热系数的大小直接对土壤源热泵系统中埋地换热器的面积和初投资有显著影响.现场测试法是研究土壤热物性参数最有效的方法之一,结合邢台市沙河收费站地源热泵测试工程实例,介绍了地源热泵热响应测试的测试步骤、测试方法和数据分析.实测结果与传统查手册的结果相比更为准确可靠,为当地地源热泵系统的准确设计提供了依据.     

北方地区岩土导热系数及换热量的测试研究

岩土导热系数是地源热泵地埋管换热器的重要设计参数;测井单位深度换热量是地埋管换热器系统的设计依据。掌握工程区域岩土的热物性及换热性能,是保证地源热泵系统高效、稳定运行的关键。文章建立了现场测试岩土导热系数及换热量的方法,并结合沈阳浑南高新技术产业开发区某地源热泵工程,测试分析了岩土导热系数和测井单位深度换热量。结果表明,该区域的岩土具有较好的导热能力,适合采用地埋管地源热泵系统;在特殊地理条件下设计地源热泵系统方案前,应对拟建区域的地质条件进行全面勘探,以优选工程区域,为岩土热响应测试结果的可靠性提供保障。     

某小区地源热泵地埋管换热器的测试与计算

地源热泵系统的关键部分在于地下换热系统,由于地下岩土热物性参数的不同,使得地埋管换热器的换热能力有较大差异,这将直接影响到整个系统的使用效果和工程造价。文章以线热源理论为依据,对某实际工程项目进行岩土热响应测试,并计算相关的热物性参数,同时提出了一种工程简化算法,该算法综合考虑了岩土热物性测试结果与建筑物的负荷特点,其计算结果可以作为工程设计的依据。     

青岛蓝色硅谷土壤热物性测试与分析

青岛蓝色硅谷区域地质构造特殊,地热资源丰富。目前该区域地热资源的勘查程度较低,地热资源利用形式单一,优质地热资源浪费严重。本文采用岩土热响应测试法对蓝色硅谷区域内的地埋管测试孔的岩土热物性进行了现场测试,利用48 h的测试数据,采用线热源模型进行数据分析,得到土壤导热系数为2.278 W/(m∙K)。同时,采用柱热源模型模拟夏季工况,得到的流体温度变化趋势与实验工况相同,且进、出水温度分别为35.1℃和30.4℃,与实验工况下的35.1℃及30.8℃吻合较好。该研究可用于指导土壤源热泵的热物性分析以及青岛蓝色硅谷地热资源综合开发。     

地源热泵地下岩土热物性的测定方法

提出了可用于现场测量计算地下岩土综合热物性参数的方法。垂直埋设在地下的换热器与周围岩土换热过程可以近似地看作半无限大介质中常热流边界条件下的非稳态导热过程来处理。这种方法克服了其他常用研究模型对钻孔中埋管的具体位置、上升管及下降管之间的距离、换热器材料和回填材料的物性参数的要求,相应地消除了上述各个参数所带来的误差。通过测量地埋换热器的循环水流量、进出水口温度,加热器的加热功率等数据确定地下岩土综合的热物性参数。     

一种现场测定土壤源热泵岩土热物性的新方法

利用现有土壤源热泵实验台测定了岩土热物性参数,采用传热学反问题的方法对实验数据进行分析。测试过程中从岩土取热,U型地埋管换热器形成一个线热汇,使其在测试过程中与热泵实际运行时的工作状态相接近,测试更准确,节省测量过程的耗电量。以每个采样时刻作为计算节点,取平均值作为计算结果。测定结果显示岩土导热系数为3.2W/(m·K),回填材料导热系数为2.0W/(m·K),岩土热扩散率为0.85×10~(-6)m~2/s。可靠性分析表明:其标准误差分别为0.08W/(m·K),0.04W/(m·K)和0.039×10~(-6) m~2/s。     

地源热泵系统中竖井深度的确定方法

应用半无限大物体的热传导方程，求得了土壤日平均温度随时间和空间的变化规律。基于对地源热泵系统中竖井现场的地质勘探数据，计算出不同土层的热物性参数。最后根据对竖井现场地表温度连续一年的观测数据，得到了地表日平均温度的年波幅，并计算得出不同深度处土壤日平均温度的年波幅，据此确定了地源热泵系统中竖井的合理深度。     

基于钻孔内多极模型的岩土热物性参数评估方法

为准确评估地埋管换热器设计中岩土热物性参数,该文基于钻孔内解析传热模型和钻孔外数值传热模型,提出一种岩土热物性参数评估方法。该方法通过钻孔壁面温度耦合钻孔内外换热,求解流体平均温度,在此基础之上采用单纯形法寻优求解岩土导热系数、热扩散系数及钻孔热阻。并结合实际工程的地源热泵系统热响应测试实验,验证该方法的准确性。相比于纯二维数值模型和p(t)-liner纯解析模型,该方法计算所得的流体出口温度更加接近实测值,其均方根误差分别为0.115、0.252和0.193℃。同时,相比于常用的二维模型,当钻孔内热阻采用多级模型计算时,能够提高计算精度,钻孔热阻误差减少3.9%。     

基于线热源理论的岩土热响应测试研究现状

地源热泵是可再生能源在建筑物空调中的重要利用形式。岩土热物性是地源热泵地埋管换热器长度设计的主要因素,对于大型埋管系统需要进行热响应测试。回顾了热响应测试的基本原理,介绍了常用的线热源模型及相应的数据处理方法,总结了热响应测试存在的主要问题,并对热响应测试的未来进行了展望。     

竖直埋管换热器热响应半径简化计算方法

基于半无限空间均匀介质线热源传热模型,在大量数值计算分析基础上,提出竖直埋管换热器热响应半径的简化计算方法。计算方法考虑了土壤热物性、系统运行时间和钻孔布置方式等因素。计算结果表明,对于钻孔单排、双排和多排布置情况下,本文方法的计算结果与理论解之间最大相对误差分别为3.51%、2.96%和2.76%,满足工程要求。针对实际地源热泵系统运行时常根据需要采用昼夜和季节间歇运行工况的情况,给出系统运行时间的计算方法。为便于工程应用,分别计算单排、双排和多排(三排以上)钻孔布置方式下不同岩土介质竖直埋管换热器热响应半径随时间的变化曲线,绘制出计算图表,为工程应用提供理论依据和方法。     

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。     

两种深层岩土热物性测试方法的比较

通过对现场热物性测试和现场冷热量测试两种测试方法的对比,说明了各自在深层岩土热物性测试的优缺点。结合实际工程,对两种方法在测试中出现的问题进行分析,指出了现场热物性测试是一种适用范围更广的测试方法。