基于点热源模型的地下岩土热物性参数测试

目前现场热物性测试广泛采用热响应试验方法测得岩土综合热物性参数,而获取各层岩土热物性参数值可以减少地源热泵系统地埋管的设计偏差,满足工程需要。本文提出基于点热源模型进行各层岩土热物性参数测试的方法,并通过模拟验证的方式可以准确得到热物性参数值,可靠性较高,但点热源模型测试方法应用于实际工程是否准确可靠尚须进一步验证。     

地源热泵岩土热响应测试影响因素分析

建立了地源热泵岩土热物性现场测试系统的三维数值模型,基于所建数值模型分析了测试时间、舍弃初始小时数、钻孔半径、岩土体初始温度、加热器输入功率等因素对岩土热响应测试结果的影响。研究结果表明:对于柱热源模型,随着钻孔尺寸的增大,辨识得到的热导率越小;采用参数估计法作为辨识方法时,岩土初始温度的测试精度对辨识结果有较大影响。测试得到的热导率有6%~18%的偏差。     

地源热泵岩土导热系数测试影响因素分析

建立了地源热泵岩土导热系数现场测试系统的三维数值模型,基于所建数值模型分析了测试时间、舍弃初始小时数、钻孔半径、岩土体初始温度、加热器输入功率等因素对岩土导热系数测试结果的影响。研究结果表明:热响应测试时间应大于70h;对于柱热源模型,随着钻孔尺寸的增大,辨识得到的导热系数逐渐减小;岩土初始温度对岩土导热系数辨识结果没有影响,但采用参数估计法作为辨识方法时,岩土初始温度的测试精度对辨识结果有较大影响;对于纯导热模型,加热器输入功率对岩土导热系数辨识结果没有影响。     

岩土热响应测试仪的开发与应用

开发一套岩土热响应测试仪,介绍其原理与组成,以及配套开发的控制软件、数据采集软件、数据处理软件的功能和使用方法。使用所开发的仪器进行现场实测,测试结果表明,该设备及配套软件完全达到预期性能指标,能够在今后对外开展岩土热响应试验的工作。     

岩土热响应测试及应用中的问题探讨

岩土热物性参数是地源热泵系统设计的重要基础依据,其准确程度决定着地源热泵系统运行的可靠性和经济性。本文介绍了岩土热物性测试设备构成及数据处理模型,并对热响应测试的某些问题进行了讨论。热响应测试是地源热泵工程应用的基础工作,具有重要意义。目前仍需要对其计算模型、测试方法及装置进行研究。     

两种地埋管换热器热响应实验方法的比较

目前国内对于岩土热物性热响应实验的测试方法主要有"恒热流法"和"恒温法"两种,这二种试验方法应用都较为广泛,但也是目前争论最多的问题。结合实际工程,对同一口测试井进行两种测试方法的比对。对两种测试方法在测试过程中出现的问题进行分析,指出对于大中型的地埋管换热器项目应当现场进行岩土热物性测试,并进行地埋管的换热器的设计计算。     

岩土热响应试验在土壤源热泵系统设计中的应用

结合南京某土壤源热泵项目,分析了岩土热响应试验中的关键问题,对岩土热响应测试的方法与步骤进行了规范的阐述.针对某一实际项目建立了100m深双U型垂直埋管试验井测试装置进行热响应试验,并采集了岩土热物性参数,得到了土壤原始地温以及地埋管系统的供回水温度响应曲线,进而确定了每延米井深的换热量等参数.数据分析表明,土壤的原始地温为17.95℃,夏季工况(35℃)和冬季工况(5℃),每延米井深的换热量分别为69.6W/m和51.2W/m.该工程区域内综合地质条件比较适宜采用土壤源热泵空调系统.     

地下水渗流对岩土热响应试验结果的影响

通过原位试验验证建立考虑地下水渗流及岩土分层的岩土热响应试验数值计算模型;针对不同渗流速度进行热响应试验的仿真,得到岩土综合导热系数等热物性参数随渗流速度的变化规律,为土壤源热泵系统的科学设计和运行提供参考依据。     

基于线热源模型结合参数估计计算岩土热物性方法探讨

介绍了地源热泵空调系统中基于线热源模型结合参数估计法下的4种岩土热物性计算方法,结合工程实例对比分析了这4种方法的计算结果。建议在实际工程中采用三参数估计法来计算岩土导热系数、钻孔内热阻和岩土容积比热容为妥。     

采用Hot Disk测量岩土热物性的实验研究

分析比较当前几种材料热物性参数测试方法的优缺点,阐述了基于瞬态平面热源法的Hot Disk热常数分析仪的测试原理,并利用参考物质对仪器准确性及重复性进行了验证,同时探究了岩土样品含水率和密度对试验测试结果的影响.结果表明:Hot Disk热常数分析仪具有很好的准确性和重复性,适用于岩土热物性参数的测试;含水率对岩土热物性具有显著且规律性影响;密度对测试结果有影响,但影响有限.最后给出了适合该仪器的测试条件和建议.     

岩土热物性测试若干问题探讨

针对目前在地源热泵岩土热物性测试领域存在的不规范现象,在研究与实践基础上,对测试参数、数据处理、功率、单位延米换热量的获得方法、测试工况等问题进行讨论,并提出相关建议。     

地源热泵能效比试验与研究

采用对比试验,对不同型号井埋管的散热能力、传热能力进行研究,从而得出不同井埋管对地源热泵的不同影响。对地源热泵能效比研究前景作简单介绍,在试验部分,通过对传感器进行校正与误差分析,保证试验中数据的精确性,使散热试验和取热试验一样。应用传热模型,根据散热和取热中管内水流的流量和温度,就可以计算出水平管在各种工况下的平均散热和取热能力,鉴于在地源热泵系统应用中,地埋管换热器的设计是最关键的部分,而地源热泵的能效比又与其有密切联系,可以由此知道不同型号井埋管对地源热泵能效比的影响。     

地埋管热泵在湘东地区某图书馆应用的可行性分析

地埋管热泵系统具有可再生、节能、环保及寿命周期长的巨大优势,但也同时具有占地面积大、初投资高及适用自然条件相对较为苛刻等劣势。通过对地埋管热泵在湘东地区某图书馆的应用进行可行性分析,阐述了工程建设前进行可行性分析的必要性,并从场地情况、岩土体热物性测试结果、节能效果、经济效益及环保效益五个方面分析了该工程应用地埋管热泵的可行性。在此基础上对地埋管热泵在湘东地区的推广前景进行了简要分析,从而为本地区的类似工程提供参考。     

某培训中心带辅助热源的地埋管地源热泵-太阳能耦合系统设计分析

基于寒冷地区实际工程的负荷特点,设计带辅助热源的地埋管地源热泵-太阳能耦合系统。采用费用年值法对系统进行经济性分析,获得2种热源冬季联合供热的最佳分配比例;对土壤全年热平衡情况进行计算,以土壤热平衡为目标,计算太阳能集热器面积。项目运行数据表明,系统运行稳定,土壤保持热平衡状态,且节能效益显著。     

热电比拟法测定土壤热物性的实验研究

基于热电比拟分析的理论,建立了地源热泵土壤热物性热电比拟的测试模型,并搭建了地源热泵土壤热物性测试实验台;对实验数据进行分析后,得出了西安地区土壤热物性参数的数据,验证了热电比拟模型测试土壤热物性参数的准确性。文中提出的热电比拟模型为土壤热物性测试提供了一个新的途径,对地源热泵的推广有积极的意义。     

纳米氧化铜/辛酸-肉豆蔻酸相变储能材料的制备及热物性

辛酸(OA)-肉豆蔻酸(MA)是一种极有发展潜力的相变材料,但是因过低的导热系数限制了其进一步大规模推广。通过添加纳米氧化铜(CuONP)改善其导热性,制备了一种融化温度在7~9℃的可用于空调蓄冷系统的新型相变储能材料。利用理论模型预测OA-MA二元共熔体系的融化温度与相变潜热,发现计算结果与实验不符。对比不同分散剂对CuONP的分散效果,发现白猫洗洁精分散效果最好。通过步冷试验、差示扫描量热法(DSC)、瞬态平面热源法(Hotdisk)及加速热循环实验,对比不同质量比CuONP对OA-MA在宏观热表现、融化温度、相变潜热、导热系数与热扩散率等方面的影响来研究纳米流体的传热传质机理,并提出了热扩散率与相变潜热的拟合曲线;根据材料300次与600次循环后的融化温度与相变潜热,发现该材料循环热稳定性较好。     

点热源热脉冲法测算生物流体的热物性参数

采用微珠状热敏电阻作为点热源和测温元件，在一维点源脉冲传热模型的基础上建立一种同时测量生物流体热扩散系数、导热系数和热容的瞬态方法。运用非线性参数拟合，直接从感温热敏电阻对热脉冲温度响应中同时获取待测的热物性参数。实验中设计了一个高灵敏度的温度测量电路，测试结果表明，本方法测量误差小于4％。此外，还讨论了测量数据的处理和影响测量的因素。     

Inverse identification of constitutive parameters from heat source fields: A local approach applied to hyperelasticity

In this paper, a new inverse identification method of constitutive parameters is developed from full kinematic and thermal field measurements. It consists in reconstructing the heat source field from two different approaches by using the heat diffusion equation. The first one requires the temperature field measurement and the value of the thermophysical parameters. The second one is based on the kinematic field measurement and the choice of a thermo-hyperelastic model that contains the parameters to be identified. The identification is carried out at the local scale, ie, at any point of the heat source field, without using the boundary conditions. In the present work, the method is applied to the challenging case of hyperelasticity from a heterogeneous test. Due to large deformations undergone by the rubber specimen tested, a motion compensation technique is developed to plot the kinematic and the thermal fields at the same points before reconstructing the heterogeneous heat source field. In the present case, the constitutive parameter of the Neo-Hookean model has been identified, and its distribution has been characterized with respect to the strain state at the surface of a cross-shaped specimen.