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。     

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。     

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。     

岩土地质结构热物性对地下蓄能影响分析

为了提升地下蓄热能力,探讨不同岩土地质结构材料对地下蓄能效果的影响。采用地下换热器群的多热源传热数值计算方法,分析了地下岩土地质结构热物性参数对地下蓄能岩土温变性和温度分布状态变化的影响,明确有关因素的影响程度和敏感度。结果表明地下岩土蓄能体的导热系数和体积比热对地下蓄能效果具有显著的敏感性,分别决定了蓄入周期内能量的扩散能力和存储能力。研究结果还表明,热物性对蓄能的能量品位具有显著的影响作用;而且,由于其明显的影响程度,导致热物性参数偏差将对地下换热器系统设计产生直接的影响。     

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。     

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。     

加热功率波动对岩土热物性参数辨识影响研究

用实际测试数据对变热流模型进行验证,并应用变热流模型进行数值模拟,研究加热功率波动方向、波动发生时刻、波动幅度、波动持续时间等因素对采用恒热流模型辨识岩土热物性参数的影响。结果表明:1)在采用恒热流模型辨识岩土导热系数时,短时间的加热功率上下波动对岩土热物性参数辨识结果影响较小;2)持续较长时间的单方向加热热流波动对结果影响较大,且与波动发生的时刻密切相关——发生在初始时刻时,岩土导热系数的偏差值最大,测试后期波动造成的偏差值也较大,波动出现在中间时段对辨识结果影响较小。     

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。     

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。     

岩土热响应测试条件对测试结果影响的研究

为确定岩土热响应测试条件对测试结果的影响,本文从线热源的简化过程出发,分析了热响应测试时间因素,并结合规范确定了实际测试过程中的测试时间以72 h为宜。同时从地下埋管传热的角度分析了管内流体与岩土的传热温差、循环流体物性、流速和埋管的管径等测试条件对测试结果的影响,得到了岩土综合导热系数与各影响因素间的关系式,并利用这一关系式对测试结果进行了修正。研究结果可为工程技术人员的计算交流提供参考依据。     

兰州新区地源热泵岩土热物性现场热响应试验研究

针对兰州新区某一写字楼地源热泵工程,为了得到现场岩土热物性,进行现场热响应试验测试。通过研究传热模型及热物性计算方法,对试验数据进行科学处理,获得工程所在地土壤原始平均温度、土壤综合导热系数、容积比热容、钻孔综合热阻。经过查证本建筑场地《岩土工程勘察报告》中的土壤密度、含水率及孔隙率,分析对比认为试验数据是可靠的,计算的岩土热物性数据可用于地源热泵工程设计的基础参数。     

大石桥地区地源热泵地埋管换热器测试与计算研究

地埋管热泵运行效果的关键是地埋管换热效率,由于在不同地区的地下土壤与岩石的热物性的不同,使得地埋管换热器的换热效率在不同地区有较大差别,会直接影响地埋管热泵的实际运行效果和大幅度增加工程的造价。以线热源理论作为理论依据来对大石桥公安局业务技术用房项目进行岩土热响应测试并计算土壤的热物性参数。与此同时,改进了一种工程简化计算公式,公式综合考虑了岩土热物性和建筑冷热负荷以及地埋管铺设形式,用该简化的公式得出的地埋管换热器的长度与原有的计算公式得出的结果基本一致,该公式可以作为工程运用的依据。     

北方某公建地源热泵工程深化设计

结合对北方地区某公建地源热泵系统的工程设计,介绍岩土热物性测试的原理及测试方法;根据建筑逐时冷热负荷的动态模拟计算结果进行地下换热器的冷热平衡模拟与分析,并根据模拟结果对空调方案进行优化;详细分析钻孔间距、钻孔管径、钻孔长度及钻孔深度设计计算的原理。为今后地源热泵技术的应用提供指导和优化建议。     

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。     

基于MgO砖非定值物理特性的蓄热体热分析

以工程中常用的MgO砖蓄热体结构为研究对象,通过热物性参数的非定值特性,拟合出相关参数曲线,并对热物性参数的定值和非定值进行对比分析,通过实验验证非定值分析方法的正确性。以非定值分析方法对蓄热体进行不同蓄热功率分析,得到对应的蓄热时间和蓄热容量的变化趋势,并从蓄热体整体和局部的角度出发,分析蓄热体不同位置的温度分布情况。结果表明,定值、非定值分析结果差异较大,通过实验方法验证非定值分析方法的可靠性。蓄热体整体温度分布由中心向四周呈递减趋势,其局部分析中热源之间的温度呈凹抛物分布。蓄热容量随蓄热功率增加而减小,在该结构下达到理论蓄热容量的80%时,蓄热功率需低于110 kW。     

厚壁焊件热影响区韧性沿厚度分布研究(上)

采用夏比冲击实验和小冲杆实验对2.25Cr-1Mo-0.25V钢厚壁焊接接头热影响区韧性沿焊缝深度方向的分布进行了测试,并使用体视显微镜和扫描电镜对冲击断口进行观察,对裂纹扩展路径进行金相观察。结果表明,热影响区的冲击韧性和断裂韧性沿焊缝深度方向都表现出了"中部区域韧性优于两侧"的特征,冲击裂纹主要沿粗晶区扩展,推测韧性分布的差异有可能是由于不同位置的塑性应变不同造成的,即塑性损伤沿厚度方向的分布差异是导致韧性分布差异的原因。相关结果对评估厚壁焊接构件接头性能和改进制造工艺具有一定参考意义。     

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。     

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。     

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。