基于恒热流法和恒温法的岩土热物性试验分析研究

目前岩土热物性测试仪采用的方法包括两种:恒热流法和恒温法,通过介绍两种测试方法的区别及模型算法,以北京市某公建项目岩土热物性测试结果为基准,利用TRNSYS软件分别模拟了恒热流法和恒温法的测试工况,针对模拟结果展开分析研究。经对比,试验时间至48 h时,两种测试方法利用软件模拟出的延米换热量与现场测试结果的误差在10%以内,表明若已知项目周边的地层热物性参数如地层的导热系数、热扩散率等,可将软件模拟结果作为前期地埋管系统设计的依据,并作为后续热物性勘察结果验证的参考数据。此外,根据模拟结果,由于夏季地埋管流体在设计工况下与土壤的温差值较大,为了使流体尽快达到设计工况点,恒温法测试时应选用较大的功率,否则48 h内的测试值结果与实际值偏差较大。

基于恒温法与恒热流法的土壤热响应测试分析与比较

分别采用恒温法(取热工况:进水温度5℃,排热工况:进水温度33℃)和恒热流法(8kW,4kW)进行现场土壤热响应测试,热响应测试孔为2个(A孔92.5m、B孔92.8m),A孔采用恒温法,B孔分别采用恒温法和恒热流法。以单位孔深换热量为评价指标,对2种测试方法得到的地埋管换热性能进行分析比较,在排热工况和取热工况下,恒温法得到的B孔单位孔深换热量分别高于恒热流法5.5%和23.2%。其测试结果可为地源热泵优化设计提供直接参考。

恒热流法同时测定土壤热质扩散系数的研究

通过将半无限大土壤试样在恒热流作用下一维热质迁移过程的分析解与试样中温度和湿度的测量值相结合，得到了土壤热质扩散系数的数据。实验结果表明，该方法测试时间短，通过一次实验可以同时得到土壤的热质扩散系数。

用恒热流法测定多孔介质的热质迁移特性参数

设计了一种测定多孔介质热质迁移特性的实验装置。通过测定该装置中多孔介质的局部温含量和温度，结合恒热流下一维半无限大多孔介质热质迁移微分方程的解，得到了石英砂、玻璃珠等多孔介质的质扩散系数、热质扩散系数、名义热扩散系数、名义导热系数等热质迁移特性参数以及这些参数随湿含量、温度的变化。此外，还讨论了加热功率、初始湿含量等因素对测量的影响。

川东地区浅层地热项目地埋管换热性能试验

为了得到川东地区浅层地热项目地埋管换热器的最佳换热性能,采用恒热流法结合现场工程地质钻探对双U形和单U形地埋管分别进行岩土热响应试验。结果 表明:①拟建场地内岩土体的初始平均温度为19.2°C;②单U形地埋管的岩土热导率为2.38W·m-1·K-1,双U形地埋管的岩土综合热导率为2.51W·m-1·K-1,即相比单U形地埋管换热器,双U形地埋管换热器的热导率提高了5%;③夏季理论工况下,120m单U形和双U形地埋管换热器排热延米换热量分别为39.13W·m-1和43.09W·m-1,即相比单U形地埋管换热器,双U形地埋管的延米换热量提高了10%;④冬季理论工况下,吸热延米换热量分别为37.35W·m-1和41.13W·m-1,即相比单U形地埋管换热器,双U形地埋管的延米换热量提高了10%。岩土热响应试验结果可指导川东地区地埋管换热系统的合理设计,对川东地区可再生能源发展具有重大意义。

采用不同方式的地埋管换热器热响应测试——以中新天津生态城公屋展示中心项目为例

利用两种热响应测试方式(恒热流法和恒温法)进行地埋管地源热泵换热试验,测试该地的土壤热物性参数。在概述了两种浅层岩土体热物性原位测试仪的原理、特点、测试方法及数据处理方法的基础上,分析比较了两种方法测量的参数,准确地计算出施工现场土壤的热物性参数。两种测试仪测量的热物性参数基本一致,同时热工况或冷工况试验所取得的参数差别不大。在20℃～30℃排热工况条件下,换热器为120 m双U类型时,排热量在25～60 W/m,在8℃取热工况条件下,取热量约30 W/m。热导率约1.5 W/m·℃,热扩散率约为0.46×10-6m3/s。

竖直地埋管热响应试验与适宜性评价

以武汉某项目为例,分别采用恒热流法(R1孔:3 kW、6 kW)和恒温法(R2孔:进水温度30℃、35℃)对竖直双U型地埋管试验孔进行热响应试验。在介绍了项目地质情况、试验原理及试验设计的基础上,进行现场试验及结果分析与比较,并结合场地的水文地质条件以及岩土体可钻性,分析了竖直地埋管地源热泵系统在本地区的适应性,其结果可为地源热泵优化设计提供参考。

混凝土导热系数试验研究

导热系数是分析混凝土结构受温度变化而产生变形及破坏的重要参数。文章根据稳态法理论应用恒热流准稳态平板法对混凝土的导热系数进行了测量,并对测量结果和理论计算结果进行了对比分析,为进一步获得较为符合实际的导热系数提供了方法和依据。