以下给出一种适用于单U形竖直地埋管换热器的分析方法 因此有 T 平整测试孔周边场地 2 同时减少水平连接管段的长度以及连接过程中的弯头 因此埋管与钻孔内的换热过程可近似为稳态换热过程 其公式非常复杂 其方法是 ——钻孔壁温度(℃) 取得最小值时 分析计算得出岩土综合热物性参数 通过计算分析得到当地岩土的热物性参数 1 测试试验完成后 应使换热流体与岩土保持有一定的温差 但对于采用水泥基料作为回填材料的 从计算机中取出试验测试结果 ——分别为两根埋管内流体温度(℃) 对流量进行合理化设置 R f 水电等外部设备连接完毕后 应搭设防护措施 12 T——孔周围岩土温度(℃) 7 随着岩土深度以及岩土性质的不同 不利于计算导出岩土热物性参数 因此本规范中只要求采用向岩土施加一定加热功率的方式 式(14)和式(20)构成了埋管内循环介质与周围岩土的换热方程 需要采取近似计算 现有的主要计算方法 加热功率大小的设定 K——循环介质与U形管内壁的对流换热系数[W／(m 地埋管换热器与周围岩土的换热可分为钻孔内传热过程和钻孔外传热过程 其中 钻孔内的几何尺寸和热容量均很小 启动电加热 两模型计算结果的相对误差逐渐减小 以各测点实测温度的算术平均值作为岩土初始平均温度 5 试验过程就会变得缓慢 对于采用加热功率的测试 在测试现场 2 地埋管换热器内流速应能保证流体始终处于紊流状态 3 i ——无穷远处土壤温度(℃) 但不应低于0.2m／s 造成测试元件的损坏 线热源模型的钻孔壁温度为 8 钻孔内岩土温度恢复至岩土初始温度后 周围岩土导热系数λ 2 水泵等试验设备 制作测试孔 为有效测定项目所在地岩土热物性参数 ff 地埋管换热器的出口温度稳定后 τ——时间(s) 求值十分困难 影响试验结果 无论对其进行放热还是取热试验 和管壁与循环介质对流换热热阻R 提取试验数据 和容积比热容ρ N为试验测量的数据的组数 待钻孔结束 钻孔内两根埋管单位长度的热流密度分别为q 分别为 ——埋管管壁导热系数[W／(m·K)] 岩土热响应试验过程中 加热功率应保持恒定 9 式(20)有两个未知参数 测试孔成孔完毕后 待测试孔内温度恢复至与岩土的初始平均温度一致时 则需要停止试验 T d 一般国内外通过实验推导钻孔传热性能及热物性所采用的普遍模型是线热源模型的结论 b 为第i时刻由模型计算出的埋管内流体的平均温度 C.3.2 如果测试孔与实际的用孔相差过大 3 ·K)] 利用该式可以求得上述两个未知参数 R b 测试现场情况进行设定 C.3.6 ——埋管外径(m) R 地下岩土的初始温度均匀 s 因此对于使用水泥基料作回填材料的测试孔 其中心距为D 减少传热损失 如果不能保持一定的温差 i C.3 摆放地点应平整 也是为了使回填料在钻孔内充分地沉淀密实 f2 应做好对试验设备的保护工作 其中埋管管壁的导热热阻R 1 提供水电接驳点 λ 2 岩土初始平均温度的测试应采用布置温度传感器的方法 测试孔的深度应与实际的用孔相一致 才能再进行岩土热响应试验 d d 钻孔内传热过程及热阻 λ 和q 岩土热响应试验测试过程应符合下列要求 应在测试开始前 试验数据读取和记录的时间间隔不应大于10min s 1 其温度宜高于岩土初始平均温度5℃以上 岩土热响应试验方法 对测试孔应做好防护工作 使得方差和 由于水泥在失水的过程中会出现缓慢的放热 s 岩土热响应试验应连续不间断 以供参考 C.3.5 b 在地埋管换热器的出口温度稳定后 由上述方程可求得τ时刻钻孔周围土壤的温度分布 T 应对测试设备本身以及外部设备的连接再次进行检查 而当加热时间较长时 持续时间不宜少于48h 插入温度传感器的方法获得岩土初始的温度分布 通常在48h后测试埋管的状态基本稳定 exp C.3.5 T p 因此需要有足够的时间来保证这一过程的充分进行 测试孔应放置足够的时间(宜为10d以上) 以保证测试孔内岩土温度恢复至与周围岩土初始平均温度一致 C.3.2 测试岩土初始温度 C.3.1 是利用反算法推导出岩土热物性参数 式中 柱热源和线热源模型的计算结果有显著差别 要求将测试孔放置48h以上 ——钻孔回填材料导热系数[W／(m·K)] c C.3 测试孔的深度相比实际的用孔过大或过小都不足以反映真实的岩土热物性参数 如果要改变加热功率 在试验过程中 ——埋管内径(m) 影响测试结果 测点的布置宜在地埋管换热器埋设深度范围内 变径 测试仪器与测试孔的管道连接 为第i时刻实际测量的埋管中流体的平均温度 测试仪器的摆放应尽可能地靠近测试孔 深度不一 而且时间越长差别越小 C.3.6 C.3.1 C.3.3 来进行热响应试验 2 可采用在钻孔内不同深度分别埋设温度传感器(如铂电阻温度探头)或向测试孔内注满水的PE管中 C.3.3 岩土热物性参数作为一种热物理性质 6 岩土热响应试验是一个对岩土缓慢加热直至达到传热平衡的测试过程 o ——钻孔直径(m) s 便于有关人员进行操作 4 ——分别看作是两根管子独立存在时与钻孔壁之间的热阻(m·K／W) C.3.4 且间隔不宜大于10m 式中 地埋管换热器出口温度稳定 此外 cal 3 岩土热响应试验方法 T ——岩土周围岩土的平均密度(kg／m ——埋管周围岩土的平均比热容[J／(kg·℃)] 或将制成的实际用孔作为测试孔进行测试 可以很快达到一个温度变化相对比较平稳的阶段 埋管中循环介质温度沿流程不断变化 也可将试验数据直接输入专业的地源热泵岩土热物性测试软件 各个深度的岩土初始温度也会有所不同 ) s 在定加热功率的条件下 其温度的波动小于1℃ c 应当按照实际用孔的要求 p ρ 式中 测试孔恢复至岩土初始温度时所需时间也不一致 根据线性叠加原理有 试验期间 1 在工程中可以近似认为两根管子是对称分布在钻孔内部的 ——埋管周围岩土的导热系数[W／(m·K)] 循环介质平均温度可认为是埋管出入口温度的平均值 f1 当时间较长时 s 相比钻孔外 岩土热响应试验应在测试孔完成并放置至少48h以后进行 T 通过传热模型调整后的热物性参数即是所求结果 其传热过程可认为是线热源或柱热源在无限大介质中的非稳态传热过程 待设备运转稳定后开始读取记录试验数据 应遵循下列步骤 制作测试孔 钻孔外可视为无限大空间 当加热时间较短时 是指在不少于12h的时间内 λ 将其与软件模拟的结果进行对比 i 地埋管换热器内流速不应低于0.2m／s 由于地质条件的差异性以及测试孔的成孔工艺不同 防止测试设备受日晒雨淋的影响 ——两根管子之间的热阻(m·K／W) C.3.7 流速的大小可视管径 其数据处理过程基本相同 通过近年来对多个岩土热响应试验的总结 C.3.4 其温度宜高于岩土初始平均温度5℃以上且维持时间不应少于12h 1 岩土热响应试验的测试过程