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XXXXX地源热泵岩土热物性测试 技术报告 华中科技大学环境科学与工程学院地源热泵研究所 华中科技大学建筑节能技术中心 二O —年十月 地源热泵岩土热物性测试技术报告 项目名称：XXXXXX 地源热泵岩土热物性测试 测试单位： 华中科技大学环境科学与工程学院 地源热泵研究所 华中科技大学建筑节能技术中心 测试时间：2011-10-11 ?2011-10-13 目录 TOC \o "1-5" \h \z \o "Current Document" 1测试目的和测试依据 -1 - \o "Current Document" 1.1测试目的 -1 - \o "Current Document" 1.2测试参考标准 -1 - \o "Current Document" 2测试原理与方法 -2 - \o "Current Document" 2.1岩土热响应试验 -2 - \o "Current Document" 2.2现场测试方法 -5 - \o "Current Document" 3测试仪器和要求 -1 - \o "Current Document" 3.1规要求 -1 - \o "Current Document" 3.2测试单位测试用岩土热物性测试仪及其检定/校准证书 -1 - 3.3测试单位地源热泵岩土热物性测试技术研究成果 错误!未定义书签。 \o "Current Document" 4测试方案 -3 - \o "Current Document" 4.1项目概况 -3 - \o "Current Document" 4.2测试孔成孔条件 -3 - \o "Current Document" 4.3岩土热响应试验测试步骤 -3 - \o "Current Document" 5现场试验数据计算分析和测试结果 -4 - \o "Current Document" 5.1岩土综合热物性参数 -4 - \o "Current Document" 5.2钻孔单位延米（孔深）换热量参考值 -4 - \o "Current Document" 附录 现场测试部分原始数据曲线图 -6 - 1测试目的和测试依据 1.1测试目的 对于地埋管地源热泵系统工程设计而言，最为关心的是地埋管换热系统的换 热能力，这主要反映在地埋管换热器深度围的综合岩土导热系数和综合比热容两 个参数上，是一个反映了岩土、地下水流等因素影响的综合值。由于地质结构的 复杂性和差异性，因此必须通过现场试验得到岩土综合导热系数和综合比热容等 岩土热物性参数，供地埋管设计计算使用。 在试验测得岩土综合导热系数和岩土初始平均温度的基础上， 结合地埋管换 热器钻孔回填材料、钻孔直径、埋管类型（单/双 U）、埋管间距、运行份额、运 行工况下地埋管中传热介质设计平均温度、运行时间等条件，计算得出测试条件 下地埋管换热器单位孔深换热量参考值，指导地埋管地源热泵系统工程设计 1.2测试参考标准 《地源热泵系统工程技术规》（GB50366-2005） （2009年版） 2测试原理与方法 2.1岩土热响应试验 岩土热物性参数作为一种热物理性质， 无论对其进行放热或是取热试验，其 数据处理过程基本相同。因此本规中只要求采用向岩土施加一定加热功率的方 式，来进行热响应试验。 现有的主要计算方法，是利用反算法推导出岩土热物性参数。 其方法是：从 计算机中取出试验测试结果，将其与软件模拟的结果进行对比，使得方差和 NAal , N Aal ,i i 1 Texp,i取得最小值时，通过传热模型调整后的热物性参数即是所 求结果。其中，Tcal,i为第i时刻由模型计算出的埋管流体的平均温度； Texp,i为第 i时刻实际测量的埋管中流体的平均温度； N为试验测量的数据的组数。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， 通过计算分析得到当地 岩土的热物性参数。 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，以供参考。 地埋管换热器与周围岩土的换热可分为钻孔传热过程和钻孔外传热过程。 相 比钻孔外，钻孔的几何尺寸和热容量均很小，可以很快达到一个温度变化相对比 较平稳的阶段，因此埋管与钻孔的换热过程可近似为稳态换热过程。 埋管中循环 介质温度沿流程不断变化，循环介质平均温度可认为是埋管出入口温度的平均 值。钻孔外可视为无限大空间，地下岩土的初始温度均匀，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。在定加热功率的条件下： 2.1.1钻孔传热过程及热阻钻孔两根埋管单位长度的热流密度分别为T 2.1.1钻孔传热过程及热阻 钻孔两根埋管单位长度的热流密度分别为 Tf1 Tb