哈尔滨地区地源孔换热量.pdfVIP

项目编号：xxxxxxxx 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 2 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 测试孔深（m ） 120 U 形管外径（mm ） 32 测试孔直径（mm ） 170 U 形管壁厚（mm ） 3 埋管类型 双U U 形管管脚间距（mm ） 70 循环流速(m/s) 0.63 循环流量（L/s ） 0.67 导热系数λ （W/(m·K) ） 体积比热容ρc （kJ/(m3·K) ） s s s 测试孔周围岩土 待求 1463.2 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: ∂T λ ⎛∂2T 1 ∂T ⎞ s ⎜ 2 =+ ⎟ ∂t ρs cs ⎝∂r r ∂r ⎠ r ≤r ∞,t 0 b （1） T T r r ∞,t 0 0 b