近年來，我國地源熱泵技術(shù)發(fā)展迅速，隨之而來的問題也越來越多。一些地源熱泵實(shí)際工程中，會出現(xiàn)提供負(fù)荷過大或過小的現(xiàn)象，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)主要原因是地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計時缺少比較準(zhǔn)確可靠的巖土熱物性參數(shù)?，F(xiàn)場熱響應(yīng)的方法是利用地埋管換熱器采用人工冷源或熱源向地下巖土體連續(xù)制冷或加熱，通過記錄地埋管換熱器進(jìn)、出口的溫度變化和管內(nèi)流體的流量進(jìn)而分析測量巖土熱傳導(dǎo)的性能。

巖土熱響應(yīng)測試的目的

作為地源熱泵工程的核心技術(shù)，地埋管換熱器的設(shè)計是決定地源熱泵系統(tǒng)成功的關(guān)鍵之一，設(shè)計出現(xiàn)偏差可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率降低甚至無法正常運(yùn)行。

對于地源熱泵系統(tǒng)地下?lián)Q熱器的設(shè)計，無論是利用相關(guān)軟件計算還是使用工程上簡化計算公式，巖土的熱物性參數(shù)及測算的每延米地埋管換熱孔的換熱量都是地源熱泵系統(tǒng)地下埋管換熱器設(shè)計的一個重要參數(shù)，每延米地埋管換熱孔換熱量的大小對鉆孔深度與個數(shù)有著直接的影響。如果每延米地埋管換熱孔的換熱量估算偏大，則所設(shè)計的地下?lián)Q熱系統(tǒng)可能達(dá)不到負(fù)荷需求，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率降低甚至無法正常運(yùn)行；如果每延米地埋管換熱孔的換熱量估算偏小，則直接導(dǎo)致地下?lián)Q熱系統(tǒng)規(guī)模過大，從而大大增加地源熱泵系統(tǒng)的初投資。

所以，采用可靠的試驗(yàn)設(shè)備，通過地下巖土熱物性測試并利用專業(yè)軟件分析，準(zhǔn)確測試地埋管施工地區(qū)巖土的熱物性參數(shù)、從而測算確定每延米地埋管換熱孔的換熱量，為地源熱泵系統(tǒng)地下?lián)Q熱器設(shè)計、換熱孔鉆鑿施工工藝等提供必要的基本依據(jù)。

巖土熱物性計算方法

巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)要確定的參數(shù)包括巖土體初始平均溫度、地埋管換熱器周圍巖土體導(dǎo)熱系數(shù)及鉆孔內(nèi)熱阻。GB50366-20050要求在測試完畢后,應(yīng)將測試孔至少放置48h以上,使測試孔內(nèi)溫度逐漸恢復(fù)至與周圍巖土體溫度一致。在熱響應(yīng)試驗(yàn)開始時,首先啟動循環(huán)水泵,進(jìn)行1h的零加熱功率試驗(yàn),一個時刻所采集的地埋管換熱器進(jìn)、出水溫度的平均值為巖土體初始平均溫度。之后,系統(tǒng)將自動按設(shè)定的加熱功率進(jìn)行加熱,并按設(shè)定時間間隔連續(xù)記錄數(shù)據(jù),直至試驗(yàn)結(jié)束