岩土热响应测试及应用中的问题探讨

岩土热物性参数是地源热泵系统设计的重要基础依据,其准确程度决定着地源热泵系统运行的可靠性和经济性。本文介绍了岩土热物性测试设备构成及数据处理模型,并对热响应测试的某些问题进行了讨论。热响应测试是地源热泵工程应用的基础工作,具有重要意义。目前仍需要对其计算模型、测试方法及装置进行研究。     

合肥地区地源热泵试验研究

文章以位于合肥新站区某地源热泵实验平台,通过现场测试采集当地的岩土热物性参数,确定土壤的原始地温,研究回填材料对地埋管换热器换热性能的影响,结果证明,对地源热泵设计有一定的参考价值。     

地源热泵岩土体初始温度确定方法的实例分析

埋设温度传感器与岩土热响应试验是获取地源热泵换热器设计参数—岩土体初始温度的常用方法,然而埋设温度传感器与岩土热响应试验往往受资金、时间、施工条件等的限制。本文以信阳南湖林语地源热泵系统工程为例,通过理论分析计算其岩土体初始温度,并与用岩土热响应试验与埋设温度传感器所测得的岩土体初始温度作对比分析,结果表明理论计算的结果与埋设温度传感器和岩土热响应试验所得成果相差不超过5%。     

地下岩土热物性及地下水渗流速度确定

提出了可用于现场测量地下岩土的导热系数、容积比热容等热物性参数以及地下水渗流速度的方法．埋设在地下的地热换热器与周围岩土换热过程可以近似为无限大介质中移动线热源传热问题．该方法克服了其它模型对钻孔中埋管的具体位置、上升管和下降管之间的距离以及埋管和回填材料的物性等参数的要求，相应消除上述参数测量带来的误差．通过测量地下埋管的加热功率、循环水流量、出入口水温随时间变化，确定了某地源热泵空调系统工程地下岩土的热物性参数及地下水渗流速度，检验证实了该方法的实用性和可靠性．     

济南市浅层岩土导热系数影响因素分析

热物性参数的选取对地源热泵系统的换热效率有明显的影响。根据济南市岩土热物性测试数据，通过分析对比获得岩性和导热系数、比热容等热物性参数的相关关系。分析表明，岩石的导热系数普遍大于第四系松散层，岩石导热系数由高到低为沉积岩、岩浆岩、变质岩，灰岩密度、含水率和孔隙率对热物性参数的影响显著。导热系数随密度增大呈线性增加，随含水率增大呈线性减小，随孔隙率增大呈线性减小。得到以孔隙率为单变量的导热系数和热扩散系数的估算公式。所得结论对济南市浅层地热能调查、评价和开发有指导意义。     

两种地源热泵竖埋U型换热器计算模型适用性比较

地下换热器传热模型是地源热泵系统长期运行性能预测以及岩土热物性参数测试的基础。本文通过对经典的线热源解析模型以及一维柱热源数值模型进行比较,整体上数值模型及解析模型的计算平均水温与实测值接近,并且数值模型偏差比解析模型小。数值模型具有较高准确性,并且可以进行变热流计算,具有较强的工程实用价值。     

基于遗传算法的岩土及填料热物性参数评估

岩土及填料的热物性参数可直接影响地埋管换热器的性能设计.针对现场热响应测试中填料热物性参数需要预先测量,而无法通过计算直接评估的难题,在无限长线热源模型及管壁热阻修正复合介质线热源模型的基础上,应用遗传算法对岩土及填料的热物性参数同时进行评估,并结合热响应测试实验,验证了该方法的准确性.钻孔热阻、岩土导热系数和填料导热系数的评估值与实测值的相对误差分别为3.47%,1.42%和4.93%.2种模型计算所得流体平均温度与实测值的均方根误差分别为0.050 5℃和0.172℃.研究结果对地埋管换热器的设计具有重要参考价值.     

镇江市浅层地热能地埋管地源热泵开发利用适宜性分区

为了实现镇江市节能减排及浅层地热能的有效开发和可持续利用,系统分析镇江市基础地质条件和岩土体热物性特征,结合浅层地热能资源开发利用现状,采用层次分析法对地埋管地源热泵开发利用进行适宜性分区.研究区总面积752.4 km~2,地埋管地源热泵的适宜区面积422.55 km~2,主要分布在江心洲、世业洲、高桥、大港及丹徒新区等地区;较适宜区面积116.09 km~2,主要分布在市区、谏壁等地区,两者占全区面积的71.59%.研究成果可为镇江市及其他地区合理开发利用浅层地热能资源提供借鉴.     

成型温度与水分蒸发对地埋管回填材料热物性参数的影响

地源热泵系统的地埋管回填材料在钻孔内成型过程中会受温度的影响,并且成型后可能伴随水分蒸发的现象,这将影响回填材料的热物性参数。在不同石墨替代水泥率条件下,通过试验研究成型温度与水分蒸发对回填材料热物性参数的影响。结果表明,成型温度的升高有利于地源热泵回填材料表面完整性的改善和密度的增加。在相同石墨替代水泥率条件下,随着成型温度的升高,成型后与干燥后的回填材料的热物性参数(导热系数、比热容、热扩散系数)均随之增加。在石墨替代水泥率为10%、13%、16%、19%、22%的前提下,以成型温度5℃为基准,当成型温度为30℃时,成型后和干燥后的回填材料导热系数最大分别上升了14.58%和37.49%,比热容最大分别上升了2.52%和3.34%,热扩散系数最大分别上升了11.79%和36.23%。干燥减小了回填材料物性参数,并且成型后与干燥后的回填材料热物性参数的差值随着成型温度的升高而减小。     

西安地区土壤源热泵地埋管换热的岩土影响因素区域分布

针对土壤源热泵地埋管换热的岩土影响因素,对浅层岩土进行影响因素区域分布研究。以西安市主城区为例,统计分析得到浅层岩土结构分布;应用Surfer模拟软件,对水位监测井的信息进行分析,得到潜水位深度分布;并选点进行多个岩土热响应试验,依据试验结果,分析该区域的浅层岩土热物性参数分布规律,并得到其温度分布。影响因素分布规律显示,该区域各地貌单元浅层岩土结构有明显不同;潜水位埋深一般为5~25 m,但黄土塬潜水位较深,可达60 m;黄土塬区域的综合导热系数明显小于其他地貌区域;研究区域地下深20~120 m,平均温度分布值为16℃~18℃,温度梯度分布值为(1.5~3.9)×10-2℃/m。     

建筑节能新技术在当代建筑中的应用

总结了外墙保温、太阳能光电和光热技术、地源热泵技术、热管和相变蓄热材料等技术在建筑节能中的应用,并介绍了它们的特点。并对它们的应用前景做了简要分析。     

地源热泵技术及其应用

文章介绍了地源热泵空调系统的组成、分类、各种应用形式及其特点,结合一别墅建筑空调的设计,探讨了地源热泵技术在安徽省的应用,指出了目前推广应用地源热泵技术中存在的一些关键技术问题。文中结合该建筑特点选择合适的地源热泵系统,详细介绍了该系统的选型情况,用户实际应用和实地测量证明系统运行状况良好。     

基于FIX的复合地源热泵控制系统

本文对FIX工业控制软件做了简要介绍。并重点论述了FIX在复合地源热泵系统试验平台中的应用。实现了实时监测、实时显示和历史数据的记录、分析。有利于对复合地源热泵系统进行深入研究。     

太阳能-沼液余热式热泵高温厌氧发酵加温系统

针对地源热泵式沼气池加温系统需要打地埋井及铺设地埋管受地质水质局限等问题,系统构建了太阳能—沼液余热式热泵高温厌氧发酵加温系统.对系统发酵池热负荷、沼液余热回收率、中高温热泵机组、太阳能集热装置等关键参数进行了理论计算,得出系统能够保证发酵池温度50±2℃,沼液余热回收量可以达到系统总需要热量的70%.系统特点在于采用太阳能和沼液余热联合作为中高温热泵低位热源并确立其三种运行模式,包括太阳能直接加温模式,太阳能低位热源—热泵加热模式和太阳能—沼液余热回收联合式热泵加温模式.     

卫生热水蓄热方式对地埋管换热性能的影响分析

竖埋管地源热泵系统为室内环境控制提供冷热量。在空调工况下,热回收机组可以提供卫生热水。卫生热水的供应在冬夏不同的运行模式下,对地埋管的换热性能影响不同。通过某地源热泵工程设计,分析了冬夏季卫生热水系统在蓄热方式下对地源热泵系统地埋管换热性能的影响。利用卫生热水的蓄热能力,对地埋管换热器在不同工况下的动态换热性能进行了对比分析,并通过数值计算得到了不同运行模式下地埋管的换热性能参数。根据计算结果提出了在该工程负荷特性下的系统调节方式。     

光纤光栅温度传感器在地源热泵中应用

地源热泵应用地下土壤的地热资源,为建筑冬季供暖和夏季制冷．为了实时监测地源热泵工作过程中垂直盘管换热器周围土壤温度的变化,应用3个自行研制的光纤光栅温度传感器。组成分布式光纤光栅温度监测系统对其进行监测．3个光纤光栅温度传感器分别安置在25m垂直盘管的5、15和25m处．垂直盘管安装完后,应用FBG波长解调系统采集数据．采用双层钢管封装的光纤光栅温度传感器,有效消除了应变对光纤光栅的影响,同时也提高了光纤光栅的温度灵敏度．该光纤光栅温度传感系统对地源热泵长期工作状态进行了监测,监测结果与理论计算结果符合很好．     

浅析地源热泵空调系统工艺流程及关键环节

结合地源热泵空调工程施工管理工作经验,从技术、节能、环保、工艺几方面论述了此类环保项目的应用等。     

地源热泵与传统热泵工程应用的对比分析

简述了地源热泵的形式,并基于热泵系统的技术性能、初投资和运行经济性的对比分析了地源热泵与传统热泵的工程应用,得出了地源热泵与传统热泵相比具有初投资少、运行费用低、运行安全可靠、无污染和可再生能源合理利用的特点。     

太阳能辅助地源热泵联合供暖系统模拟研究

为了改善寒冷季节建筑物供暖能耗偏高的问题,利用太阳能光伏光热系统辅助地源热泵（PV/T-GSHP）进行联合供暖。以北京市某民用节能建筑为研究对象,利用瞬时系统模拟程序TRNSYS对PV/T-GSHP系统在供暖季（2018−11—2019−03）的应用进行了模拟分析。针对当地气象参数和系统设备性能指标,建立了4种不同的温...