定热流热响应实验确定岩土热物性方法

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1、定热流热响应实验确定岩土热物性方法摘要：针对工程中常用的定热流热响应实验方法，分析研究了采用不同传热模型耦合不同数据处理方法对确定岩土热物性及钻孔热阻的影响，研究结果表明：采用线热源模型与柱热源模型确定的岩土热物性及钻孔热阻存在较大差异；岩土容积比热对导热系数的确定影响很小，但对钻孔热阻影响较大；三参数估计确定导热系数及钻孔热阻具有良好可信度，但是对于热扩散率的确定稳定性较差。通过分析总结，以最小平均误差作为线热源及柱热源传热模型的权值分析基础，提出三参数估计耦合线热源及柱热源模型的加权平均方法确定岩土热物性及

2、钻孔热阻，该方法具有稳定性好，可信度高的特点。关键词：定热流热响应实验；传热模型；导热系数；热扩散率；钻孔热阻中图分类号：TK529文献标志码：A文章编号：1674-4764（2012）02-0098-07AnalysisofGroundThermalPropertiesDeterminationApplyingThermalResponseTestUnderConditionofConstantHeatingFluxLUJun,HUANGGuang-qin,XUYong-jun(KeyLaboratoryof

3、theThreeGorgesReservoir23RegionsEco-Environment,MinistryofEducation,Chongqinguniversity,Chongqing40004,P.R.China)Abstract:Theinfluenceofapplyingdifferentheattransfermodelscoupleddifferentdataprocessingmethodsondeterminingthegroundthermalpropertiesandborehol

4、eresistanceisanalyzedandstudiedinallusiontoconstantheatingfluxmethodofthermalresponsetest.Resultsindicatethatthecalculatedthermalpropertiesandboreholeresistancearedifferentwhenapplyinglineheatsourcemodelandcylindricalheatsourcemodelrespectively;volumespecifi

5、cheatbarelyaffectstheunknownthermalconductivity,butaffectstheboreholeresistance.Three-parameterestimationhasgoodcredibilityindeterminationofthermalpropertiesandboreholeresistance.However,thestabilityofthree-parameterestimationonthedeterminationofthermaldiffu

6、sivityisnotgood.Finally,theapproachofthreeparametersestimationcoupledthelineheatsourcemodelandcylindricalheatsource23modelisproposedtodeterminethethermalpropertiesandboreholeresistancebasedontheanalysisoftheminimumaverageerroronthetwoheattransfermodels.Keywo

7、rds:constantheatingfluxthermalresponsetest;heattransfermodel;thermalconductivity;thermaldiffusivity;boreholeresistance土壤源热泵利用地下常年恒温的岩土作为低品位冷热源，通过热泵技术将浅层地热能转换为高位能源用以建筑供冷供热。近年来，中国土壤源热泵应用日益广泛，也成为研究热点，如地埋管换热器传热模型的研究［1-4］，换热器吸放热量不平衡导致地下冷/热积累问题的研究［5-6］，确定土壤热物性的热

8、响应实验研究［7-14］等。许多学者做了大量关于确定岩土热物性的研究［7-14］。目前，基于岩土热响应实验确定岩土热物性参数的研究最为流行，且较多大型工程中亦采用此方法确定土壤热物性设计参数，中国规范中明确提出：“当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在500023m2以上，或实施了岩土热响应实验的项目，应利用岩土热响应实验结果进行地埋管换热器的设计，…”。文献［7-8］研究了定地理管