某地埋管地源热泵系统热响应测试及分析
地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析
３４．７２ ７．０４
２。井测试记录 进水温 进出口温 流量 差（℃） ：ｍ３／ｈ）
３．６９ ２．２２ Ｏ．８１３ ０．８１３
差（℃） ：ｍ３／ｈ） 度（℃）
４．０ｒ７ ２．３７ Ｏ．８２ｌ ０．８４２ ３４．５９ ７．０３
ｎｎ辩 Ｕ
ｕ
５。井
从表３可以看到，进水温度３５℃时，ｌ’井埋管
单位井深的传热量比２。井埋管高ｌｌ％。进水温
度为５℃时，ｌ。井单位井深传热量比２。高井５％， 两种工况均表明１。井的传热效果优于２４井，表明 回填材料黄沙＋膨润土的传热性能比水泥浆＋膨 润土的好。 ２’井埋管采用的ＰＥ管分隔夹具有减小热短 路、提高传热性能的功能。但是在本试验中２。井 埋管的传热能力反而低于没有支承的１。井埋管， 这主要是由回填材料造成的，这说明回填材料对 传热的影响比支承更显著。如果排除塑料夹的影 响，以黄沙＋硼润土作为回填材料的传热性能比 采用对比回填材料的传热性能提高幅度会更大。 ３地埋管换热器周围土壤温度场的测试与分析
表１ 采用不同回填材料的两个地埋管换热器数据
１。 ６０ １２０ ２’ ６０ １２０
目前国内对回填材料和地下土壤热平衡问题 的研究局限于计算机模拟或短期试验研究拉“Ｊ， 缺少可靠的试验测量数据。本文以夏热冬冷的华 东地区为对象，采用现场测试的方法，对比研究了 两种不同回填材料对地埋管换热器传热性能的影 响；在地源热泵地埋管区域的土壤中安装温度传 感器，根据对地源热泵运行期间地下温度场的数 据采集，分析了系统运行中埋管换热器周围不同 位置处土壤温度场的变化特性。
收稿日期：２００８—∞＿２６修稿日期：２００８一ｌｌ—０４
地源热泵热响应测试工程技术方案
测试工程技术方案鉴于南京工业大学科技开发中心暖通工程研究所对地源热泵管系统具有较深的理论研究和大量钻孔地热测试工程成功的案例，委托方本着高质量严要求确保成功的目标，委托南京工业大学科技开发中心承担宁南5#工程地源热泵系统地埋管的换热器地热响应埋管钻孔测试工程的技术服务工作。
现经委托方、受托方、受托方会同相关设计院设计人员共同商量，提出本钻孔测试工程技术方案如下：一、主要工作内容1、地热测试工程的钻孔施工；2、地热测试工程的埋管施工；3、地热测试工程的热响应测试；4、地热测试工程的测试报告撰写。
二、主要技术要求1、测试孔技术参数根据设计人员的要求能现场实际情况和热响应测试的相关要求，地源热泵地埋管换热器地热响应钻孔埋管测试：场区内钻空2个，具体位置由建设单位会同设计院和我方现场确定，为节省投资，孔的深度暂按如下原则确定，实际钻孔时视情况进行调整：①1#孔：双U DN32,孔径130-150MM，钻孔深度为自然地面以下92米，采用黄沙或水泥基料与膨润土混合物作回填材料回填。
②2#孔：双U DN32,孔径130-150MM，钻孔深度为自然地面以下92米，采用原浆与膨润土的混合物作回填材料回填。
2、热响应测试与测试报告撰写1）测试目的本测试方案针对的是地源热泵地埋管系统两个地热测试孔进行的。
测试的目的是获得在整个空调期内，现场地埋管结构与岩土的换热情况，如地埋管周围岩土温度的分布情况，地埋管内进出水温度，以及单位管长的热流量等。
通过这些测试，为设计的准确性提供良好的保证，同时验证设计模型的准确性。
测试的结果为地源热泵地埋系统的施工图设计提供所需的资料。
岩土体热物性可以通过现场测试，以扰动—响应方式获得，即在拟埋管区域安装同规格同深度的竖直埋管，通过水环路，将一定量稳态负荷（扰动）加给竖直埋管，记录热响应数据：不同工况下模拟运行时间、埋管进出水温、不同连接形式U 型管的流量及即时冷热量、岩土体初始温度及温度变化等。
地源热泵地埋管换热器换热量的测试
（ ｃ ｏｌｏ ｃａｉａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｈｎｈ ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｎｉｅｒ ｇＳ ｉ ｃ ，Ｓ ａｇ ａ ２ １２ ，Ｃ ｉａ Ｓｈ ｏ ｆ ｈｎｃｌ ｎ ｎｅ ｎ ，Ｓ ａ ｇａ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｇｎｅｉ ｃｅ ｅ ｈ ｎｈｉ ０ ６ ０ ｈｎ ） Ｍｅ ｉ ｉ ｔ Ｅ ｎ ｎ
埋 管 挟 热 器 换 热 量 的测 试 方 法 是 正 确 可行 的 。 关 键 词 ： 源 热 泵 ；地 埋 管换 热 器 ；换 热 量 ；测 试 地 文 献标 识码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１７ ４ ５ （０ ０ ０ ６ ２— ５ ０ ２ １ ）２—０３ ０ ０ ３— ３ 中 图 分 类 号 ：Ｔ ５ ６ ２ Ｋ ２ ．
ｍｅｈ ｆｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｃ ｐ ｃ ｔ ｒｔ ｅ ｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｓｃ ｒｅ ｔａ ｄ ｆ ａ ｉｌ ． ｔｏ ｏ ｅ ｔ ｃ ａ ｇ ａ ａｉ ｆ ｘｈ ｄ ｅ ｙｏ ｈ ｎ ｅ ｓ ｉ ｏ ｒ ｃ ｎ ｅ ｓｂ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ ｇ ｏ ｎ Ｏ ｌ ｅ ｈ ａ ｕ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｕ ｄ Ｓ Ｕ￣ ｅ ｔ ｍｐ； ｇ ｏ ｎ ｉ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｈ ａ ｘ ｈ ｇ ａ ａ ｉ ； ｔｓ ｐ ｒ ｕ ｄ ｐ ｐ ｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ； ｅ ｔ ｃ ａ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｅ ｅ ｎ ｙ ｅｔ
程 中地埋管换 热器 的换热 能力测试 都是 非 常重 要 的。
在地源热泵 系统 中地埋 管换 热器 的设 计 是重 要 的一
个 环节 。而 其关 键 在 于获 得 准确 的 当地 土 壤 取 、放 热 特性 。地埋 管 取放 热 特 性 目前 主要 依靠 土壤 热 响
应测 试方式 获 取 。 由于地 下情 况 多 变 ，往往 由 多个
地源热泵地埋管换热器热响应试验方法及影响因素研究
ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｓｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｔ ｉ ｒ ｅ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ｔ ａ ｔ ｈ ｅ ｄ ｕ ｒ ｔ ａ ｉ ｏ ｎ ｆｔ ｏ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｓｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ， ｒ ｏ ｃ ｋ － ｓ ｏ ｉ ｌ ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ｔｕ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｅ ｔ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ｔｕ ａ ｒ ｅ ｆ ｏ ｂ ｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｅｒ ｇ ｓ ａ ｌ ｌ ａ ｆｅ ｃ ｔ ｈｅ ｔ ｃｃ ａ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｆｔ ｏ ｈｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｓｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｕ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ， ｉｒ ｆ ｓ ｔ ｔ ｏ ｅ ｓｕ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｏ ｎ ｇ ｅ ｏｕ ｎ ｇ ｈ ｔ ｅ ｓ ｔ ｄ ｕ ｒ ｔｉ ａ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ
Ｚ ＨＵ ＡＮＧ Ｋｅ － ｐｅ ｎ ｇ ， ＬＩ Ｕ
（ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＩ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅｏ ｆ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ｎｇＭｉ ａ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙＡ ｒ ｅ ａ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ｎｇ１ ａ １ ０ １ ６ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要 ： 岩 土的综合导 为广泛的方法是现场岩 土热响应 测 试。 阐述 了热响应 试验 的理论基础 ， 介绍 了热响应试验的 两种方法 ， 并对影响热响应试验结果的 因素进行 了分析。 结果表明， 测
试时间 、 岩土初始温度及 流体进 口温度 都会影响热响应测试 结果的精度 ， 因此 ， 在进行 热响应 实验时 ， 首先要保 证足 够长的测
不同地质条件下地埋管热响应测试分析与比较
第37卷,总第218期2019年11月,第6期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.37,Sum.No.218Nov.2019,No.6不同地质条件下地埋管热响应测试分析与比较常莉峰,陈帅(上海工程技术大学机械与汽车工程学院,上海201620)摘要:为获取不同地质条件下地埋管换热器换热特性,选取位于夏热冬冷地区的三个测试地点:浙江莫干山、上海浦江镇、江苏盐城。
分别对所在地的地源热泵系统地埋管换热器开展热响应试验,利用线热源模型进行计算分析。
得到莫干山、浦江、盐城的岩土导热系数分别为2.40W/(m·℃)、1.92W/(m·℃)、1.84W/(m·℃)。
岩石地质所具有的高热扩散性对地埋管换热器换热效果有促进作用;不能用“单位延米换热量”这个单一参数分析地埋管换热器换热效果。
关键词:地源热泵;地埋管换热器;热响应试验;热物性参数;线热源模型中图分类号:TK521文献标识码:A文章编号:1002-6339(2019)06-0561-05Analysis and Comparison of Thermal Response Test of BuriedPipes under Different Geological ConditionsCHANG Li-feng,CHEN Shuai(School of Mechanical and Automotive Engineering,Shanghai University of EngineeringScience,Shanghai201620,China)Abstract:In order to obtain the heat transfer characteristics of borehole heat exchangers under different geological conditions,three test sites located in the hot summer and cold winter regions were selected: Moganshan,Zhejiang,Pujiang Town,Shanghai,and Yancheng,Jiangsu.The thermal response test was carried out on the borehole heat exchanger system of the ground source heat pump system,and the lineal heat source model was used for calculation and analysis.The geothermal conductivity of Moganshan,Pu⁃jiang and Yancheng is2.40W/(m·℃),1.92W/(m·℃)and1.84W/(m·℃),respectively.The high thermal diffusivity of rock geology has a positive effect on the heat transfer effect of the borehole heat exchanger;the heat transfer effect of the borebole tube heat exchanger can not be analyzed by the single parameter of the unit heat exchange amount per unit length.Key words:ground-source heat pump;borehole heat exchanger;thermal response test;thermal proper⁃ties of the ground;lineal heat source model收稿日期2019-03-17修订稿日期2019-04-12作者简介:常莉峰(1993~),男,硕士研究生,从事建筑能源应用技术研究。
地源热泵热响应测试报告
图1
测试装置简图
由图 1 可知，地源热泵模拟工况条件的设备由可调功率加热器、循环水泵、流量 调节阀、涡轮流量计、玻璃管温度计、智能温度采集模块组成。本装置系统功率 大（最大可调至 13kW）且运行稳定：地埋管内流量、供水温度依据设计要求可
2
黑龙江某项目一期工程岩土热响应测试报告
手工调节设定。试验采用智能温度采集模块（内含微型计算机）进行数据采集， 每隔一分钟采集一次数据，自动存储数据，所测得的岩土体的导热系数 λ、钻孔 的热阻等测试精度高。 2）测试方案： 本测试孔基本数据及测试运行工况如表 1。
T T0
r , t 0
式中 T=T(r,t)—— t 时刻 r 处的岩土温度，℃； λs——岩土导热系数，W/(m· K)； T0 ——未受扰动的岩土原始温度，℃； ρs——岩土的密度，kg/m3 ； cs——岩土的比热，kJ/(kg· K)； ql——单位长度线热源热流强度，ql =Q/H W/m； rb——钻孔半径， m；
图5
实测平均温度与计算平均温度的对比
由参数估计法计算结果可知， 与通过线性拟合的斜率法得到的岩土导热系数 （分别 2.0 和 1.73W/(m·K)） 、钻孔总热阻（分别为 0.030 和 0.0274(m· K )/ W） ， 差别不大。从图 5 也可看出对应计算得到的进出水平均温度非常接近，而且与实 测得到的进出水平均温度变化趋势基本一致，反映了计算的准确性。
T 0 0 . 0274 ql
( m K ) /W
b） 基于圆柱面热源模型的校核与参数估计法计算 （1）圆柱面热源下参数估计法的计算 编写软件,利用圆柱面热源模型计算不同参数条件下的方差,取测试稳定后 48 小时的整点数据。从表 2、3 可以看出当岩土导热系数 λs=2.0W/(m· K)，钻孔 总热阻 R0 =0.030(m· K )/ W 时，方差最小，此时对应的导热系数和钻孔总热阻即 为参数估计法所求参数。 表 2
tcecs 730-2020 地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程
tcecs 730-2020 地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程[tcecs 730-2020 地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程]序地源热泵技术作为一种清洁、高效的能源利用方式，日益受到人们的关注和推崇。
而地埋管地源热泵系统的性能评价与试验技术规程则是确保其高效运行的重要保障。
本文将从多个角度深入探讨tcecs 730-2020 地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程，为您带来全面的了解和深度的认识。
一、概述1. tcecs 730-2020 是什么？在开始深入探讨tcecs 730-2020 地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程之前，让我们先了解一下tcecs 730-2020的基本概况。
tcecs 730-2020 是地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程的正式名称，它是一项标准化的技术规范，用于指导地源热泵系统的试验和性能评价。
2. tcecs 730-2020 的重要性地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程的制定对于地源热泵系统的设计、建设和运行具有至关重要的意义。
这项技术规范的制定，旨在保证地源热泵系统在实际运行中能够真正实现高效、环保的能源利用，同时也为相关行业提供了统一的测试标准和依据。
二、技术规程的内容1. 试验范围tcecs 730-2020 地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程所涉及的试验范围包括哪些内容？这是我们需要了解的第一个问题。
在这一部分中，规范明确了地源热泵系统试验的对象、试验方法、试验装置、试验步骤等内容，为后续的实际操作提供了清晰的指导。
2. 试验方法地源热泵系统的试验方法对于其性能评价至关重要。
tcecs 730-2020 对于地埋管地源热泵岩土热响应试验的方法做了哪些详细规定？试验中需要注意哪些关键环节？这些内容将在本章节中进行详细探讨。
3. 试验装置试验装置的设计和使用直接影响着试验的可靠性和准确性。
tcecs730-2020 对于试验装置有哪些具体要求？在试验过程中需要如何进行装置的校准和验证？这是决定试验结果可信度的重要因素。
地源热泵热响应实验技术要点
地源热泵热响应实验技术要点●实验目的测试埋管岩土对埋管换热的影响。
1)从埋管岩土内取热时，埋管岩土的温度变化曲线。
2)向埋管岩土内放热时，埋管岩土的温度变化曲线。
●实验准备1)管材：选用HDPE管材，管径为De32×3.0。
2)测试孔：孔深120m，孔径为180mm。
3)单U管测试。
4)水平接管3m，30mm橡塑保温。
5)其他：30℃热水制备，4℃冷水制备。
●实验步骤1)土壤原始地温测试钻孔下管后静置10天，作为岩土体扰动的恢复期，然后测量120m内地层的平均原始温度。
测试方法：在岩土热响应实验前，使系统水泵启动循环25min，每隔1 min记录一次地埋管进出口水温。
观察流体进出口温度的变化曲线，当温度达到稳定时的出口温度即可认为是地下土壤的无干扰温度。
2)取热实验制备4℃冷水，连接测试孔与实验仪器，通过泵向地埋管内通入冷水，管内水流速度为0.45m/s，测试U管出口处水温，待水温稳定后，继续运行12个小时。
整个实验过程不小于3天（72h）。
测试过程应符合下列要求1、实验过程应保持冷水稳定恒定。
2、进出口水温、管内流速测试间隔为10,min。
3、对测试设备进行外部连接时，应遵循先水后电的原则。
3)取热实验制备30℃热水，连接测试孔与实验仪器，通过泵向地埋管内通入热水，管内水流速度为0.45m/s，测试U管出口处水温，待水温稳定后，继续运行12个小时。
整个实验过程不小于3天（72h）。
测试过程应符合下列要求1、实验过程应保持冷水稳定恒定。
2、进出口水温、管内流速测试间隔为10,min。
3、对测试设备进行外部连接时，应遵循先水后电的原则。
●测试完成后，应对测试孔做好防护工作。
地埋管内水流速对地源热泵系统热响应测试的影响
３ １ 地埋 管 内循 环水 流速 的设定 ．
管 内循环水 流 速 改 变 ， 影 响 管 内 流体 与 管 会
壁之 间 的对流 换 热 ， 响埋 地 换 热 管 与 土壤 的传 影
热 量 ， 而 影 响埋 地 管 周 围 土 壤 的 温 度 ， 响 导 热 进 影
系数 的大小 。调 节 热 响 应装 置 的输 出功 率 ， 上 在 位机 Ｐ Ｃ与 Ｐ Ｃ实 现 通信 之 后 ， 上 位 机 ＷｉＣ Ｌ 在 ｎＣ 图 １ 地 源热泵 土壤 导热 系数 测 定 系统 图形 界面 上设 定 水泵 频 率 ， 变 频 水泵 调 节 埋 地 将 换热 管 内介质流 速 分别 设 定 为 ０ ３ 、 ． ５ ０ ４ 、 ． ０ ０ ３ 、 ． ５
土壤 导 热 系数 测 定 产 生的 影 响 ， 工程 上 准确 测 定地 源 热 泵 系统 土 壤 导 热 系数 提 供 地 埋 管 中 水 流 速 的 为
参考依据 。
关 键 词 变频 技 术 地源热泵 ＰＬ Ｃ
中 图分 类 号
Ｔ ３ Ｈ８
文 献 标 识 码 Ａ
文 章 编 号 １０ —９ ２ ２ １ ）４０ ７ － ０ ０３３ （ ０２ ０ －４ ｌ ４ ０
ｋ ： Ｑ＝ｍ 。 ｔ ～ ｃ （ ） ｍ＝ ｐ Ｑ （） ３ （） ４ （） ５
ｑ Ｑ ＝百
（） ６
ｔ： ＾ ｆ 一
＼ （） ， ７
能规 模过 大 ， 而增 加 了不必 要 的初 投 资 。现 场 从 土 壤导热 系数 的测 定 不仅 与 测 试 时 间 、 埋 管 进 地 出水 口温 度 和地 埋 管 埋孔 深 度 有 关 ， 还受 管 内循
地 源热 泵技术 是指 利用 存在 于地下 岩层 中 可 再生 的地 表热 能 ， 土壤 、 下 水 、 表 水 或 污 水 如 地 地
×××××××××公司地埋管地源热泵系统岩土热响应试验及评价报告2
xxxxxxX公司地埋管地源热泵岩土热响应试验及评价报告XXXXXXXXXXXXXX X年X月X X日目录1. 工程概况....................................................... 2 .2. 试验测试目的 .................................................. 2...3. 场地气象条件、测试孔及地层条件简介 ............................. 3..4. 现场使用的岩土热物性测试仪器及测试方法简介 ..................... 4.4.1 岩土热物性测试仪简介................................................................... 4.. .4.2 测试过程简介................................................................... 6.. .4.3 测试理论 .................................................... 7 .5. 土壤的初始平均温度T 的测定..................................... 9..6．岩土比热容计算................................................................... 1.. 0.7. 测试孔测试结果分析................................................................... 1.. 07.1 供电电压、循环液流流量、压力损失与加热时间的关系曲线 (10)7.2 载热流体温度与加热时间的关系曲线 ............................ 1. 17.3 测试孔土壤平均热传导系数的确定 .............................. 1.27.4 测试孔钻孔热阻的计算................................................................... 1.. 3.8. 场地浅层地热能换热量预测................................................................... 1..39. 结论和建议................................................................... 1.. 5.10. 勘察资质证书和仪器校正证书................................................................... 1.. 6XXXXXXX公司地埋管地源热泵岩土热响应试验及评价报告1. 工程概况拟建项目位于XXXXXXXXXXXXXX，主要由加工车间和办公楼组成，总建筑面积XXX平方米，拟采用节能环保的地埋管地源热泵供热与制冷。
不同岩性条件下垂直地埋管热响应测试对比与分析
不同岩性条件下垂直地埋管热响应测试对比与分析作者：吴佃亮周波张学斌聂玉朋刘自宽王涛毕栋威何召永魏海红来源：《西部资源》2021年第03期摘要：近年来，山东省在鲁西北、鲁中南及鲁东地层区开展了大量的垂直地埋管热响应测试工作，获取了大量地埋管换热器岩土热物性参数，为开展不同岩性条件下地埋管换热器换热特性的对比分析提供了基础型数据支撑。
针对山东省主要地层条件，为全面比较分析不同岩类条件下地埋管换热器换热特性方面的差异，本次选取同等深度、孔径及垂直换热器型号的沂源县、聊城市及日照市测试数据进行对比分析。
由于当时的现场热响应测试只对岩土体的初始地温及导热系数进行了测试，根据换热模型得出夏季单孔换热量，因此，本篇文章对岩土体的导热系数及夏季换热量进行对比分析，根据测试数据得出不同岩性热物性参数差异。
根据已有的测试数据，基岩地质对比碎屑、第四系松散岩类，因其所具有的高热扩散性对地埋管换热器换热效果有促进作用。
关键词：地源热泵；地埋管换热器；热响应试验；热物性参数1.引言地源热泵具有节能、环保、无污染，节省建筑面积，经济效益高，使用寿命长等优势，越来越受到各级政府及市场的重视，岩土体热物性特征作为地埋管地源热泵系统设计的基础性依据，其科学性、准确性及合理性关系到地源热泵系统的运行效能。
因此，科学掌握岩土体的热物性特征，选取科学合理的参数对地源热泵工程的建设具有非常重要的意义。
岩土体的热物性特征受气候条件、地质构造、岩性、水文地质条件等综合影响，不同岩性条件下表现特征各异。
目前，现场热响应测试作为获取岩土体热物性参数及地埋管换热能力的主要技术手段，山东省近年来在第四系松散岩类区、碳酸盐岩类区、花岗岩类区开展了较多理论与实验工作，基于上述背景，本文选取部分数据着重对上述岩类地区的岩土热物性参数及地埋管换热能力开展对比与分析，分析主要影响因素，旨在对山东省具有相同岩性地层条件下的地埋管地源热泵系统设计与优化提供一定的参考。
地埋管地源热泵空调系统设计案例分析
４ ２冷 却塔 的 选型 设计
一
台闭式 冷 却塔 与 地埋 管 换 热
系统并 联 连接 ，实 现夏 季 负荷 高 峰 表１ １ ＃钻 孔地 质 简介 期 时共 同排热 ，冷却 塔 还起 到 调节 （ １地 源热 泵主 机 ； ２冷却 水循 环 泵 ； ３ 地质 土 壤热 平 衡 的作 用 ，保 证地 源 热 泵 全 自动 电 子 水 处理 仪 ； ４闭式 冷 却塔 ； 系统长 期 稳定 高效 运 行 。冷 却 塔水 ５定压补 水罐 ； ６， ９集水器 ； ７， ８分 量 可按 下 式（ ３ ） 计算得出。
关键 词： 地埋管； 热 泵 空调 系统 ； 设计； 案例 分析
１ 工程概 况
某 工程 地块上建设有联排及 叠加别墅２ ６ 栋 ，地上建筑 面积４ ６ ４ ６ ５ ｒ ｒ ｆ ， 最高 为四层 ，建筑高度为 １ ６ ｍ，地 下建筑 面积３ ９ ７ ８ ８ ，主要包括地下车
库、 活动用房 、 设 备 用 房 。该 项 目户 内 建 筑 面 积 为 ６ ６ ４ ３ ５ ｒ ｄ， 共 计 有７ 个 户
３ 地埋 管换 热 系统 的设计 分析
３ ． １岩 土 体 热 响 应 的 测 试
计 ，可 以根据 负 荷侧 流 量 的变 化 调 整投 入使 用 的水 泵 台数 。 用户 侧 总
回水 管 路 间设 置压 差 旁通 阀 ， 以 工程项 目所在场地地势较平坦 ， 地层结构简单 ， 土层分布连续 ， 厚度不稳 供 、 定， 为 山前 倾斜 平 原地 貌 ， 详 细 的各 土层 指 标特 征 如 表 １ 。岩 土体 初始 平 均 温 保 证 水 泵 在 系 统 低 负 荷 时 稳 定 运
别 墅 区采 用地 埋 管地 源热 泵 空调 系 统 。包括 地 埋 管换 热 系统 、 分 散 式小
地源热泵土壤热响应测试方案
地源热泵土壤热响应测试内容1.1热相应测试的意义与目的地源热泵系统与其它空气调节系统相比优点突出。
由于地层深处温度常年维持不变，远远高于冬季的室外温度，而又明显低于夏季的室外温度，因此地源热泵克服了空气源热泵的技术障碍，且效率有很大的提高，此外大地蓄存冬季系统排放的冷量、夏季排放的热量，在地源热泵系统中起到蓄能器的作用，进一步提高全年的能源利用效率。
这种一机多用的系统还包括节省建筑空间、无需冷却塔和室外风冷部分、对建筑外观影响小、运行费用低、投资回报快、全年运行均衡用电负荷以及低噪音、占地面积少、无污染物排放、不抽取并破坏地下水、寿命长等诸多的优势。
目前欧洲和北美正大力发展和推广应用地源热泵技术，我国也已研究和应用该技术。
设计地源热泵系统的地热换热器需要知道地下岩土的热物性参数。
如果热物性参数不准确，则设计的系统可能达不到负荷需要;也可能规模过大，从而加大初期投资。
确定地下岩土热物性参数的传统方法是首先根据钻孔取出的样本确定钻孔周围的地质构成，再通过查有关手册确定导热系数。
然而地下地质构成复杂，即使同一种岩石成分，其热物性参数取值范围也比较大。
况且不同地层地质条件下的导热系数可相差近十倍，导致计算得到的埋管长度也相差数倍，从而使得地源热泵系统的造价会产生相当大的偏差。
另外，不同的封井材料、埋管方式对换热都有影响，因此只有在现场直接测量才能正确得到地下岩土的热物性参数。
T，土壤的导通过现场测试的方法,确定土壤的基本参数,如土壤的原始地温sur热系数 等数据，为地源热泵地埋管系统的模拟分析提供准确的数据；同时确定地埋管换热器单位延伸的放热量及取热量，为地源热泵地埋管换热器的设计和施工提供依据。
1.2热响应测试的原理与方法实验主要在三个方面展开：首先是热响应测试，测出土壤的无干扰条件下的初时温度；模拟夏季空调的制冷试验和冬季的制热试验，测量井埋管换热器的放热能力和取热能力。
地埋结束后立即将管内充满清水，并进行封口，一个星期左右孔内回填材料已经充分凝固，管内清水已跟大地充分换热，因此测试必须在埋管封口后一周左右时间进行，测试开始打开循环水泵直接测试进、出孔温度，以出孔温度作为土壤平均温度。
×××××××××公司地埋管地源热泵系统岩土热响应试验及评价报告2解读
×××××××××公司地埋管地源热泵系统岩土热响应试验及评价报告2解读×××××××公司地埋管地源热泵岩土热响应试验及评价报告×××××××××××××××年×月××日目录1.工程概况 (3)2.试验测试目的 (3)3.场地气象条件、测试孔及地层条件简介 (4)4.现场使用的岩土热物性测试仪器及测试方法简介 (5)4.1岩土热物性测试仪简介 (5)4.2测试过程简介 (7)4.3测试理论 (8)的测定 (10)5.土壤的初始平均温度T6．岩土比热容计算 (11)7.测试孔测试结果分析 (11)7.1 供电电压、循环液流流量、压力损失与加热时间的关系曲线(11)7.2 载热流体温度与加热时间的关系曲线 (13)7.3测试孔土壤平均热传导系数的确定 (13)7.4测试孔钻孔热阻的计算 (14)8.场地浅层地热能换热量预测 (15)9.结论和建议 (17)10.勘察资质证书和仪器校正证书 (18)×××××××公司地埋管地源热泵岩土热响应试验及评价报告1. 工程概况拟建项目位于××××××××××××××，主要由加工车间和办公楼组成，总建筑面积×××平方米，拟采用节能环保的地埋管地源热泵供热与制冷。
在进行地埋管地源热泵空调系统设计前在现场布设了一眼地埋管现场热响应试验钻孔，钻孔直径为150mm，深度为100m，埋设了Dn32单U形PE 管，×××××××××（勘测单位）对地埋管试验孔进行了现场热响应试验。
浅谈地埋管热响应试验
浅谈地埋管热响应试验摘要：地源热泵技术能耗和污染相对其它能源低、系统运行平稳。
但是，由于增加了室外地埋管换热系统，再加上不适当的设计、粗糙的施工和粗放的运行管理造成了初始投资的大幅度升高，使地源热泵的优势不能完全体现，从而制约地源热泵的应用。
因此必须从设计、施工及运行三方面来保证地源热泵系统的正常使用，发挥节能环保的优势。
本文对地埋管热响应试验进行了系统化分析。
关键词：地埋管，热响应试验1 地埋管热响应试验1.1 热响应试验目的通过测试，获得埋地换热器与周围土壤间的换热规律、每延米井深的换热量、地下岩土的热物性参数等，为地源热泵系统设计提供依据；通过对地埋管钻孔施工，掌握钻孔施工周期，为整体工期提供保障依据；通过地下温度场的变化曲线，核定换热孔的回填状况。
1.2 试验过程1.2.1 测试准备(1)确定试验井的数量；(2)确定试验井的位置：根据打井区域的地形，并考虑后期的使用条件和尽可能的位置方便；(3)保证水和380伏特稳定电源的供应；(4)配置：搅拌机、打井设备、搅拌机、回填料、泵、测试柜、试验平台、适配器、双U型管、注水用的软管。
1.2.2试验步骤(1)地下换热器的布置(2)进行热响应试验首先，将试验平台与控制柜通电，保证整个试验过程中的用电供应；其次，在地下换热器上安装适配器；然后，用已经进行了保温的绝缘橡胶管道搭接上需要进行试验的装置，应将试验设备放在避光处，提高试验数据的可靠性；之后向试验装置加入水，并维持加水压力的稳定；排气完成启动设备，开启电加热器的先决条件是系统运行平稳，此时如果各个环节没有问题便可以开启试验和记录数据了，期间需要确保系统运行的持续性和稳定性，这样得到的数据才是真实有效的。
(3)测试数据内容整理a. 岩土平均初始温度b. 进回水温度随加热时间的变化情况(4)地下土壤导热系数的确定地埋管换热器的计算常用IGSHPA线源模型，其计算表达式如1.1所示：（1.1）式中，——随时间变化的地埋管换热器进出水平均温度，℃；——单位延米地埋管换热孔换热量，W/m；——岩土体导热系数，W/m·K；——岩土体导温系数，m2/s；——钻孔半径，m；——常数，0.5772；——钻孔内热阻，m·K/W；——地层初始温度，℃。
地源热泵地埋管单位井深换热量测试与分析
地源热泵地埋管单位井深换热量测试与分析时间：2009-11-27 来源：互联网发布评论进入论坛一、引言地源热泵系统中冷/热源采用地埋管换热器，这种地热换热器与工程中通常遇到的换热器不同，它不是两种流体之间的换热，而是埋管中的流体与固体(土壤)之间的换热，属于非稳态，涉及时间跨度很长，空间区域很大，换热特性对地源热泵系统性能有决定性的作用，影响着地埋管换热器设计是否合理，进而决定了地源热泵系统的经济性和运行的可靠性。
对于实际工程中常用的垂直U型管地源热泵系统，影响系统性能因素主要在于地埋管换热器管长的设计，其设计计算主要采用《地源热泵系统工程技术规范》中的公式：由此可见，在换热负荷一定的条件下U型地埋管长度主要取决于土壤层水文地质和热物性。
由于地埋管处于地下土壤中，属地下隐蔽工程，其热物性的测量不能直接进行，主要是结合导热反问题和参数估计法来确定。
鉴于现场测量的困难和地埋管钻井内埋设的不确定性，这些参数的误差均较大，从而最终影响地埋管长度的设计准确性。
现对公式(1)、(2)进行变换可得：如果能够获取单位管长换热量，则可以设计计算地源热泵系统地埋管的容量，确定热泵机组参数以及选择循环泵流量与扬程等。
单位管长换热量如果选择偏大，必然导致埋管量偏小、埋管内水的进出口温度难以达到热泵机组的参数要求，使得机组效率过低，热泵的制冷、制热量达不到建筑物需求，导致系统设计不满足要求。
反之，虽满足要求但初投资过高，地源热泵系统经济性降低。
由于单位管长换热量不仅与地下土壤传热温差有很大的关系，而且与地下水位的高低以及土壤中含水量的多少等诸多因素有关，因而需要对实际地源热泵工程进行现场测量，方可获得较精确的设计参数。
二、实验装置简介1. 实验装置组成实验装置于2006年11月在华中科技大学建筑环境与设备综合实验中心建成，同年12月1日投入使用，已经完成原始地温测试、冬季供热工况测试。
该装置实验台在测试运行期间，工况稳定，运行正常。
地源热泵地埋管系统现场热物性测试方法与要求
地源热泵地埋管系统现场热物性测试方法与要求现场热物性测试方法与要求A.1 一般规定A.1.1现场热物性测试的目的主要是得到在地埋管换热器设置深度范围内当地岩土层的表观导热系数，作为按照一定的传热模型设计地埋管换热器或模拟地源热泵系统性能的基础数据。
A.2 测试方法A.2.1现场热物性测试的原理是通过对钻孔埋管换热器施加一个恒定的热（或冷）负荷，记录循环液（通常是水）的进出口温度随时间的变化，根据一定的传热模型反推岩土层的热物理性质。
根据试验得到的温度响应数据计算岩土体的导热系数时，宜采用线热源模型；此时，热响应试验初始阶段的数据（约10-15 h）不适合线热源模型，应舍去。
也可以采用基于数值计算模型的参数估计方法来确定岩土体的热物性。
A.2.2用作现场热物性测试的钻孔埋管换热器的设置方式、深度和回填方式应与拟建设的地埋管换热器保持一致。
A.3 技术要求A.3.1对现场热物性测试的技术要求是：1. 热物性测试的时间应大于36h。
2. 加热功率应为每米钻孔50-80W，大致为实际U型管换热器高峰负荷值。
3. 加热功率的标准差应该小于其平均值的1.5%，最大偏差应小于平均值的±10%；或由于加热功率的变化引起的平均温度值对于T（温度）-- log t（时间的对数）坐标上的一条直线的偏差应小于0.3 K。
4. 循环水进出口温度的测量、转换和记录的综合精度应不低于±0.3 K。
5. 功率的测量、传输和记录仪器的综合精度应不低于读数的±2%。
6. U型管内的流速应适当，以保证U型管进出口温差为3.5-7 K。
7. 热物性测试应于完成埋管和回填5天以后再开始进行。
8. 地下岩土体的初始温度在上述等待期以后测试，可以在注满水的管中在不少于三处不同的深度直接插入测温元件测定并求平均值；或在没有开始加热而循环泵已启动的情况下以短的时间间隔（例如10s），在10-20min内连续记录U型管的出口水温，得到的循环水柱塞流通过测温元件时的温度数据可反映岩土体的初始温度分布。
地源热泵热响应测试报告
黑龙江某项目一期工程岩土热响应测试报告测试单位：能源研发中心报告时间:2010年11月19日目录1、项目概况 (1)2、测试设备及方案 (1)3、计算模型 (2)4、试验数据处理与结果分析 (5)5、项目所在地岩土柱状图及地下温度分布 (9)6、岩土热物性参数分析 (10)7、测试条件下换热情况 (10)1、项目概况建设单位：哈尔滨市某公司建设地点：根据本工程特点和场地范围，地源热泵地埋管换热器地热响应埋管测试采用竖直埋管形式，仅对一个钻孔进行热响应试验,实际测试孔参数如下:孔径170mm，钻孔深度为自然地面以下124 m，底部4m为淤泥沉降，实际可供埋管深度120m,双U管，管径DN32,材质PE100。
测试目的:通过本次测试，获得埋管与岩土体的岩土热物性参数如:埋管区域内土壤初始地温、岩土体综合导热系数等,为地源热泵系统的设计提供依据。
测试时间：本次试验从2010年10月21日中午13：30开始，2010年10月25日中午12：30结束。
2、测试设备及方案1）测试装置简图图1 测试装置简图由图1可知，地源热泵模拟工况条件的设备由可调功率加热器、循环水泵、流量调节阀、涡轮流量计、玻璃管温度计、智能温度采集模块组成。
本装置系统功率大（最大可调至13kW）且运行稳定：地埋管内流量、供水温度依据设计要求可手工调节设定。
试验采用智能温度采集模块(内含微型计算机）进行数据采集，每隔一分钟采集一次数据，自动存储数据，所测得的岩土体的导热系数λ、钻孔的热阻等测试精度高.2）测试方案：本测试孔基本数据及测试运行工况如表1。
表1 测试孔基本数据3、计算模型a ）线热源模型：线源模型将钻孔内外的地层视为整体，将埋管换热器看作具有一个当量直径的线热源，通过解一维瞬态热传导问题来确定在线源径向某一平面位置上的地层温度。
钻孔周围的传热实际上简化为一维轴对称问题,其控制方程、初始条件和边界条件分别为:221 ss s T T T t c r r r λρ⎛⎫∂∂∂=+ ⎪∂∂∂⎝⎭ ,0b r r t ≤<∞> (1)0T T = ,0b r r t <<∞= （2）|b s r r l T q r λ=∂-=∂ 0t > (3)0T T = ,0r t →∞> （4)式中 T=T(r,t)——t 时刻r 处的岩土温度，℃；λs ——岩土导热系数，W/（m ·K ）;T 0-—未受扰动的岩土原始温度，℃；ρs ——岩土的密度，kg/m 3;c s —-岩土的比热,kJ/(kg ·K)； q l —-单位长度线热源热流强度，q l =Q/H W/m ；r b —-钻孔半径，m ；t —-时间,s 。
地埋管 热响应测试报告 样本
地源热泵地埋管换热器岩土热响应测试工程试验研究报告岩土热响应测试工程试验研究报告测试人员：编制人：审核人：测试单位：报告时间：目录1、项目概况 (4)2、测试方案及设备介绍 (4)3、参考标准 (6)4、试验结果与分析 (6)5、测试过程中参数的连续记录（部分数据曲线） (9)6、项目所在地岩土柱状图 (15)7、岩土热物性参数分析 (16)8、测试条件下，钻空单位延米换热量试验值分析及建议161、项目概况建设单位：开发有限责任公司工程名称：地源热泵系统地埋管换热器岩土热响应试验工程建设地点：建设开发有限责任公司对面紫薇园施工院内建筑规模：可建建筑面积81478平方米。
建筑功能：住宅建筑64900平方米；商业建筑5000平方米；会所4200平方米；酒店式公寓或办公建筑7378平方米。
工程总体工作量：根据本工程特点和场地范围内的岩土层物理、力学性质，地源热泵地埋管换热器地热响应埋管测试采用竖直埋管形式：场区内钻空2个，具体位置由建设单位会同设计院和我方现场确定，为节省投资，实际测试孔参数如下：①1#孔：双U管 DN25，孔径130MM，钻孔深度为自然地面以下85米，采用黄沙、原浆与膨润土的混合物作回填材料回填。
②2#孔：单U管DN32，孔径130MM，钻孔深度为自然地面以下84米，采用黄沙、原浆与膨润土的混合物作回填材料回填。
工作量范围：1）地埋管换热器钻孔施工2）地埋管换热器埋管施工3）实验测试4）撰写测试报告，提供设计院图纸设计所需的测试报告等资料。
2、测试方案及设备介绍1）本次对两个孔进行了测试。
测试孔基本数据及模拟运行工况如表1。
表1 测试孔基本数据2）测试的目的及设备介绍通过本次测试，获得埋管与岩土体换热的实际换热能力，埋管区域内土壤综合初始地温等，为地源热泵系统的设计提供依据。
地源热泵模拟工况条件的设备由恒温加热水箱（变频控制）、风冷机组、水泵、流量调节伐、流量计、热表、温度感应器、温度采集仪及监测、记录仪表组成，可用来模拟夏季排热工况和冬季取热工况。