岩土热响应测试计算软件的研发与应用

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1、第32卷第2期煤气与热力Vo1．32No．22012年2月GAS＆HEATFeb．2012零劫爨供热热源噜《卷兰s岩土热响应测试计算软件的研发与应用邹勤，李宁，卢军，黄光勤(1．重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆400045；2．重庆大学资产与后勤管理处，重庆400044)摘要：采用Visualc#语言，结合双参数估计法，基于线热源模型，开发了岩土热响应测试计算软件，实现了岩土热物性参数快速准确的输出。利用自行设计研发的岩土热响应测试装置，对重庆地区两个地源热泵工程的单u型地埋管进行了不同加热量的热响应测试，利用岩土热响应测试计算软件进行计算。关键词：

2、地源热泵；岩土热响应测试；岩土热物性；参数估计法；线热源模型中图分类号：TU995文献标识码：A文章编号：1000—4416(2012)02—0A10—04DevelopmentandApplicationofCalculationSoftwaref0rRock．soilThermalResponseTestZOUQin，LINing，LUJun，HUANGGuangqinAbstract：Basedonthedoubleparametersassessmentmethodandthelineheatsourcemodel，acalculationsoftware

3、forrock—soilthermalresponsetestisdevelopedusingVisualC#．andtherapidandaccurateoutputofrock-soilthermophysicalpropertiesisachieved．Thethermalresponsetestwithdiffer-entheatingquantitiesofsingleU-typebufedtubesoftwoground·-sourceheatpumpprojectsinChongqingareaisperformedusingself-develop

4、edrock—soilthermalresponsetestdevice，andthecalculationiscar—riedoutusingthecalculationsoftwareforrock—soilthermalresponsetest．Keywords：ground-sourceheatpump；rock-soilthermalresponsetest；rock—soilthermophysi—calproperties；parameterassessmentmethod；lineheatsourcemodel1概述2软件研发热响应测试可为地埋管换

5、热器的准确设计热响应测试原理是对地埋管中的循环水进行持提供有效的数据，大大提高设计的效率和准确性。续的恒热流加热，根据u型管进出口水温随时间的利用热响应测试数据求得岩土热物性参数，需根据变化规律计算出岩土的热物性参数。复杂的数学模型进行计算，因计算需要反复试算迭目前计算地埋管换热器与周围土壤换热较为成代，手算难以完成。因此，开发方便、易操作的专业熟的模型有线热源模型和柱热源模型8J。笔者按软件，可使工程技术人员免除繁琐的推导和计算，并照线热源理论，采用双参数估计法对岩土热响应软能方便地对计算结果进行比较。因此，笔者以Visu-件进行开发。alStudio为开发平台

6、，采用VisualC锯言，设计开发①线热源模型了岩土热响应测试计算软件，并利用该软件对实际的热响应测试进行了计算分析。=+qlR+Ei()](1)·A10·邹勤，等：岩土热响应测试计算软件的研发与应用第32卷第2期式中——地埋管平均水温，K问题求解结合优化方法进行确定。即变成了求解岩——岩土初始温度，K土热导率和单位体积热容的双参数估计问题。ql——单位孔深换热量，W／m参数估计法的基本思想是不断调整线热源模型——钻孔内热阻，m·K／W的待求参数(如岩土热导率、单位体积热容等)，在A——岩土热导率，w／(m·K)程序中设置待求参数的范围，通过增加步长对待求d——钻

7、孔直径，m参数进行修正。假设为理论模型计算的不同时刻的地埋管平均水温，为对应时刻实测的地埋管cs——岩土的单位体积热容，_J／(m·K)．n——测试时问，S平均水温，当满足Y=∑(．—Tc，)最小时，此时Ei()=J为指数积分，基于数值计算的热物性参数即为所求结果。双参数估计法的求解流程见图1。的复化Simpson求积方法对该指数积分进行编程。②钻孔内热阻计算热物性参数初始值式(1)含3个未知数：岩土热导率A、岩土单位体积热容C和钻孔内热阻R。钻孔内热阻的计算公式为：嘉泵甲百l堡至垫丝I叁垫堕(Indb争+n岳)+k鲁+(2)是t式中A——钻孔回填材料热导率，W／

8、(m·K)