地源热泵岩土体导热系数确定方法的实例分析

以3个地源热泵工程为例,对用查表法确定的岩土体平均导热系数和现场岩土热响应试验确定的导热系数进行了比较,结果显示,两者相对误差小于10%。建议对于小型竖直地埋管地源热泵工程,利用查表法获得埋管深度范围内岩土体的平均导热系数;对于大、中型地埋管地源热泵项目,采用取芯钻探方法对地埋管岩土热响应试验孔进行施工,用查表法对现场热响应试验结果进行验证。     

浅层地热能勘察测试技术在地源热泵建设中的应用

地源热泵系统是一种利用浅层地热能资源的高效节能空调系统.为使地源热泵系统的设计更经济、合理、安全、适用,按相关规范要求,须对拟建地埋管换热系统的场地进行浅层地热能勘察测试.为此,结合上海浦东某地源热泵工程案例对地源热泵系统浅层地热能勘查测试进行分析总结,以对绿色建筑节能技术的发展提供经验和借鉴.     

武汉都市发展区浅层地热能应用潜力评价与研究

根据武汉市工程地质、水文地质特点及地源热泵系统的适用性,综合考虑各种影响因子下,利用模糊综合评判方法对武汉都市发展区浅层地热能开发利用适宜性进行了区划,在区划的基础上对武汉都市发展区浅层地热能容量进行了计算.同时,以地埋管地源热泵系统为例,对武汉都市发展区地埋管地源热泵系统可开发利用资源量进行分析,并分别对地埋管地源热泵系统制冷和供暖潜力进行了评价,为合理开发武汉都市发展区浅层地热能提供科学依据.     

《地源热泵系统工程技术规范》修订

岩土热物性参数作为指导地埋管地源热泵系统设计和应用的关键性参数,一直以来都未能引起人们的重视。然而,随着我国地埋管地源热泵系统研究的不断深入,应用规模的不断扩大,岩土热物性参数的重要性日益凸显出来。如何正确获得岩土热物性参数,并以此指导地埋管地源热泵系统的设计,原《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)中并没有系统的规范和约束。2009年,在原有《规范》的基础上,增加补充了岩土热响应试验方法和相关内容,明确指出应采用动态耦合计算的方法指导系统设计,并在此基础上,对相关条文进行了修订。此次修订对正确指导地埋管地源热泵系统的设计和应用具有重要意义。     

安徽地源热泵应用区域的地温变化预测

通过建立浅层地温预测模型,对安徽地源热泵系统开发利用浅层地热能进行了区域性浅层地温变化模拟预测;分别预测评价了在不同的岩土体、不同的冷热负荷不平衡率、不同的地埋管深度、不同的管间距及不同管群布置方式等条件下,地源热泵系统运行时的浅层地温变化情况;提出了开发利用条件下的地温热平衡措施。     

不同类型地埋管钻孔换热能力对比分析

为完成浅层地热能调查项目,进一步推广其开发利用,天津市建立了土壤源地源热泵试验基地,开凿了80m、120m垂直钻孔以及120m的斜钻孔,回填不同类型的材料,并使用地层热物性测试仪进行现场热响应试验。本文通过对比分析各地埋管钻孔的换热能力,得出深度120m、垂直、双U型以原浆加中粗砂作为回填材料的地埋管钻孔换热效率最高,并对地埋管斜钻孔的合理利用提出建议,为以后的土壤源热泵工程设计提供经验。     

南通市浅层地热能地埋管地源热泵开发适宜性分区与资源评价

为了定量研究南通市浅层地热能开发利用的可行性,加快实现南通市节能减排的目标,基于南通市的地质情况和现场热响应试验结果,运用层次分析法完成了研究区地埋管地源热泵系统开发利用的适宜性分区,并对研究区100m深度范围内浅层地热能的热容量和地源热泵换热功率进行了计算。结果表明,地埋管地源热泵系统经济性好区面积约765.69km²,占研究区面积的95.57%,主要分布在三角洲平原区;较好区面积约32.77km²,占研究区面积的4.10%,主要分布在西南部。地埋管地源热泵系统夏季总换热功率5.25×10⁶k W,冬季总换热功率4.46×10⁶kW,研究区不同区域的单位面积的换热功率有较大差异。南通市主城区在100m深度范围内单位温差的浅层地热能容量为2.20×10¹⁴kJ/℃。浅层地热能在南通市具有十分广阔的开发利用空间。     

滨海新区浅层地热能利用方式适宜性分区评价

针对天津市滨海新区,对浅层地热能利用方式(地下水地源热泵、地埋管地源热泵)适宜性分区评价进行探讨,获得了两种浅层地热能利用方式的分区范围和面积。该地区只有极少数区域适宜采用地下水地源热泵,绝大部分区域适宜或较适宜采用地埋管地源热泵。     

地源热泵技术在贵州碳酸盐岩地区的应用与研究

本文针对贵州碳酸盐地区开展地源热泵技术应用研究,介绍了贵州地质环境条件、浅层地热能资源状况、地源热泵技术应用发展历程与前景以及研究应用成果。重点对贵州碳酸盐地区开展地源热泵技术的热响应试验中和地埋管施工中的关键环节进行阐述,分析总结了贵州实施地源热泵技术的优势和经验。同时,根据贵州地源热泵产业发展实际提出客观建议,为贵州做大做强地热能产业提供科学依据,对实现“双碳”国际承诺及节能减排等方面具有十分重要的现实意义。     

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。     

岩土热响应试验的合理应用

结合相关规范,指出地源热泵设计前的地埋管岩土热响应试验应获得4个关键参数,并就试验数据处理方法、地埋管设计计算方法和设计参数匹配等进行分析,以典型热响应试验为例对所述关键问题加以阐述。     

地源热泵水平埋管方式换热能力试验研究

现行的《地源热泵系统工程技术规范(GB 50366—2005)》(2009版)中,仅给出竖直U形管岩土热响应试验数据处理模型及换热量预测方法,而对于水平埋管式换热器未见述及,导致地源热泵水平埋管系统的岩土热响应试验数据缺乏科学理论分析方法和换热能力预测模型,无法正确指导工程实践。今在对水平埋管换热器传热模型分析基础上,总结了一套数据处理方法并建立预测模型,根据该处理方法和预测模型对3个典型水平埋管形式的试验数据进行了分析比较,最后采用理论计算和实测结果比较的方法进行了模型和方法的准确性验证,认为该方法可有效地指导工程实践。     

地埋管地源热泵换热区岩土体热承载能力评价

为了准确量化岩土体热承载限度问题,针对埋管式地源热泵系统提出一套换热区热承载能力综合评估方法,并将之应用到上海某地下埋管换热试验场,建立地下岩土体与地埋管耦合传热数值模型,并根据试验结果对模型进行校验,基于模拟计算得到5年末场地岩土体允许热承载能力冬、夏季分别为5. 06 k W、7. 80 kW,相应的延米换热功率分别为42. 19 W、64. 97 W,评价方法对浅层地热能的合理开发利用具有积极意义。     

大型地源热泵埋管系统设计与施工技术研究

依托基于热响应实验实现设计预评估、深层地埋管时空转换施工、防拔式地源热泵垂直地埋管管端头、区域式地源热泵分集水器和管群热响应实效测试五大核心技术,本文在上海中冶医院项目中成功实践了地源热泵埋管系统的设计与施工技术,为可行性研究、咨询、设计、材料采购及检验、施工管理、效果验证,直至后期运行维护的所有技术环节提供了全过程一揽子解决方案。     

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。     

地源热泵在苏州地区适应性应用技术

通过对苏州地区地源热泵应用情况的调查,并对岩土热物性及土壤热平衡进行系统分析,针对设计、施工及运行管理存在的问题,提出改进的技术措施和建议,包括适当增大埋管间距、冷却塔调节、生活热水供应、土壤换热优化分组、监测系统设置、施工质量、运营管理。为苏州地区浅层地能应用和地区可持续发展提供技术参考。     

地源热泵系统岩土热响应试验

文章以天津填海造陆地区某项目4种冷热源比选方案为基础,进行了能源利用合理性评价与冷热源形式经济性评价。确定冷热源方案为垂直埋管地源热泵系统后,完成岩土热响应试验,通过对地质情况分析、原始温度测试、地埋管换热孔进出水温度变化情况分析,计算出岩土导热系数。     

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。     

严寒地区岩土热响应试验与地埋管地源热泵系统应用

结合严寒地区某工程,建立了两口120m深U形竖直埋管试验井并进行热响应试验,利用Kelvin无限长线热源理论模型计算了岩土层热物性参数及地埋管换热器的换热能力,分析了地埋管换热器的热阻特性,得出了夏季直接取冷条件下的单井取冷量与冷水温度的关系,并给出空调方案。依据土壤热平衡、初始土壤温度、地埋管换热器的换热能力及全年负荷等因素,确定了太阳能结合土壤蓄热的地埋管地源热泵系统供热供冷方案。     

地埋管地源热泵发展中的关键问题

介绍了地埋管地源热泵系统的优点,针对地埋管地源热泵出现的问题,重点探讨了地埋管地源热泵系统在岩土体热物性勘察、岩土体热平衡、地埋管换热器的设计与施工等方面应采取的措施。加上其他环节的紧密配合,以期为地源热泵系统健康发展提供参考。