岩土热响应测试报告.doc

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1、XX省XX市学院片区地源热泵工程岩土热响应测试报告XX省XX大学地源热泵研究所二〇一四年五月岩土热响应测试报告一、工程概况该项目为XX省XX市学院片区（XX市学院、新华苑）地源热泵工程，位于XX省省XX市市。本工程拟采用节能环保的土壤源热泵系统，作为空调系统的冷、热源。我所对该工程地埋管场地进行了深层岩土层热物性测试。本次试验进行了1个孔的测试。报告时间：5月10日～5月11日。二、测试概要1、测试目的地埋管换热系统设计是地埋管地源热泵空调系统设计的重点，设计出现偏差可能导致系统运行效率降低甚至无法正常运行。拟通过地下岩土热物性测试并利用专业软件分析，获得地埋管区域

2、基本的地质资料、岩土的热物性参数及测算的每延米地埋管换热孔的换热量，为地热换热器设计、换热孔钻凿施工工艺等提供必要的基本依据。2、测试设备本工程采用XX省建筑大学地源热泵研究所自主研制开发的型号为FZL-C（Ⅲ）型岩土热物性测试仪，如图1所示。该仪器已获得国家发明专利（ZL20081.4)。并已广泛应用于北京奥林匹克公园、网球场馆、济南奥体中心等一大批地源热泵工程中的岩土层热物性测试。见附件3。3、测试依据《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005(2009年版)。测试原理见附件2。图1FZL-C（Ⅲ）型岩土热物性测试仪三、测试结果与分析1、测试孔基本参数

3、表1为测试孔的基本参数。表1测试孔基本参数项目测试孔项目测试孔钻孔深度（m）100钻孔直径（mm）150埋管形式双U型埋管材质PE管埋管内径（mm）26埋管外径（mm）32钻孔回填材料细沙主要地质结构粘土与玄武岩2、测试结果测试结果见表2。循环水平均温度测试结果与计算结果对比见图2。测试数据见附件1。初始温度：16.2℃；导热系数：1.66W/m℃；容积比热容：2.1×106J/m3℃。3、结果分析钻孔结果表明：该地埋管区域地质构造以粘土为主。具体地质构造见表2。测试结果表明：埋管区域的平均综合导热系数为1.66W/m℃，数值中等；平均容积比热为2.1×106J/m

4、3℃，数值较大；岩土体平均初始温度16.2℃，数值偏低，有利于夏季向地下放热。图2循环水平均温度测试结果与计算结果对比图表2测试区域岩土体地质构造层号层底深度（m)变层厚度（m)地质岩性描述13030粘土2388粗砂3457粘土4494中砂5589粘土610042玄武岩四、单位孔深地埋管的换热量与建议1.影响每米孔深地埋管换热量的因素地埋管单位孔深的热交换量与多种因素有关。简述如下：（1）地埋管传热的可利用温差，即U型埋管中的水（循环液）热交换后允许达到的最低或最高温度与岩土换热前未受热干扰时温差。可利用温差与地热换热器的设计参数有关。本报告地埋管循环液冬季最低温度

5、采用3℃，夏季热泵运行最高温度宜采用37℃。（2）每年从地下取热量与向地下释放热量是否平衡。二者相差越大，对地热换热器换热效率的影响越大。宜考虑全年从地下提取热量与向地下放入热量的平衡问题。（3）地埋管单位孔深的热交换量还与地埋管间距、地下水位的高低和岩土层含水量多少等因素有关。2.单位孔深换热能力分析单位孔深换热量是确定地热换热器容量、确定热泵参数、选择循环泵流量与扬程、计算地埋管数量与埋管结构等的重要依据。单位孔深换热量取值偏大，将导致埋管量偏小、循环液进出口温度难以达到热泵的要求。使系统达不到设计要求。反之，单位孔深换热量取值偏小，埋管量将增加，工程的初投资增

6、高。但热泵机组的运行费用将会降低。在地源热泵运行的额定工况下，针对该地域地质条件深层岩土热物性的测试情况、考虑到当地地温初始温度（16.2℃），冬、夏季地埋管循环液温度设定（冬季：7~3℃，夏季：32~37℃）等因素，在全年地埋管区域冷热负荷基本平衡的条件下，提出地埋管方案设计时的参考建议如下：（1）对于De32双U型地埋管，冬季每米孔深从地下提取的热量按45W/m计，夏季每米孔深向地下释放的热量按74W/m计。不同连续运行时段的U型地埋管换热估算值见表3。在连续运行8小时，地埋管循环液不同的最低与最高温度条件下地下换热量参考值见表4。表3地埋管不同连续运行时间地下

7、换热量参考值（W/m）连续运行时间（h）81224夏季746964冬季454239表4地埋管循环液最低与最高温度地下换热量参考值（W/m）夏季最高温度℃373532换热量746652冬季最低温度℃345换热量454136（1）钻孔深度100m，竖直埋管材料应采用HDPE100；钻孔难度较大，地埋管宜采用双U型地埋管。（2）在地埋管空间充足条件下，为增大蓄热体、减弱地下冷热负荷不平衡的影响，应适当加大地埋管间距。XX省XX大学地源热泵研究所2014.5.12测试：计算：审核：审定：附件1：原始测试数据1.钻孔输入功率2.钻孔地下埋管进出口温度3.钻孔循环液每分钟流