巖土熱響應(yīng)測試線熱源法的改進.pdf

1、地源熱泵系統(tǒng)中，地埋管換熱器是地源熱泵的核心部件之一，熱泵系統(tǒng)通過地埋管和周圍巖土進行熱量交換。而地埋管周圍巖土的熱物性，是設(shè)計計算地源熱泵換熱能力的重要參數(shù)，通常使用巖土的熱響應(yīng)測試測量得到。
　　熱響應(yīng)測試的計算模型要求流體的加熱功率保持恒定，實際測試中并不能確保這一嚴格的條件。同時，在對測試結(jié)果進行處理時，通常使用埋管進出口流體溫度的算數(shù)平均代替流體的平均溫度，這種假定很實用但是并不嚴密。為了使現(xiàn)有的計算模型能更好的適應(yīng)功率

2、變化的情況，同時對算術(shù)平均溫度的計算結(jié)果進行分析和修正，本文做了以下工作。
　　首先建立了地埋管換熱器的三維數(shù)值模型，計算分析了在熱響應(yīng)測試條件下埋管區(qū)域流體和固體的溫度分布和變化，并與實際測試結(jié)果進行了比較分析，發(fā)現(xiàn)兩者具有有很好的一致性。這一數(shù)值模型為后續(xù)的研究提供了基礎(chǔ)。
　　熱響應(yīng)測試往往在野外進行，流體加熱器供電電壓波動的情況很常見，甚至?xí)霈F(xiàn)斷電。斷電后，如果恢復(fù)原始地溫重新測試，會增加費用和時間。另一方面，巖土

3、熱響應(yīng)試驗過程中測試間的地溫未恢復(fù)，第二次測試的結(jié)果受到第一次測試溫度場的影響而不可信。所以本文考慮到熱流疊加的影響，提出了一種基于線熱源疊加原理計算土壤平均導(dǎo)熱系數(shù)的方法，利用時間函數(shù)和流體平均溫度之間的線性關(guān)系可以方便的計算得到土壤導(dǎo)熱系數(shù)。
　　在鉆孔內(nèi)的換熱中，已有一些鉆孔內(nèi)的熱阻模型，或是經(jīng)驗公式或是解析解，本文分析現(xiàn)有的一些鉆孔內(nèi)熱阻模型，建立了不同管間距的二維地埋管換熱器的傳熱模型，并將數(shù)值模擬得到的鉆孔熱阻與現(xiàn)有熱