230_岩土热物性测试技术与方法分析

岩土热物性测试技术与方法分析华中科技大学 胡平放 孟庆丰 孙启明 雷飞 余伟之 武汉理工大学 管昌生 摘 要 探讨了地埋管地源热泵系统岩土热物性测试方法，研发了测试仪，对实际工程进行了测试。

岩土热物性测试技术与方法分析 华中科技大学胡平放孟庆丰孙启明雷飞余伟之 武汉理工大学管昌生 探讨了地埋管地源热泵系统岩土热物性测试方法，研发了测试仪，对实际工程进行 摘要 了测试。提出了一种可用于分析测试结果的不确定性分析方法。对岩土热物性测试方法的规 范性进行了分析讨论。 地埋管地源热泵热响应试验测试方法不确定性分析 关键词 1 前言 λsρc 准确的岩土热物性参数（综合导热系数和综合比热容）是地埋管换热器设计中的 s 重要参数。若获得的岩土导热系数和比热容与实际发生偏差时，会产生地埋管换热器设计总 长度的偏差，当钻孔总长度设计偏小时会造成空调效果达不到要求，当钻孔总长度设计偏大 GB50366-2005, 时会增加不必要的投资。目前国家已发布《地源热泵系统工程技术规范》 2009612009 年月日又开始实施该规范的年版（以下简称《规范》）。但目前关于岩土热物 性参数测试及其方法仍有值得规范与发展完善之处。本文拟结合研究与实践进行岩土热物性 测试方法的分析。 2 岩土热物性测试方法 目前国内外采用的岩土热物性测试方法主要是岩土热响应试验法，由于地下土壤情况非 [2] ,(1) 常复杂，岩土热响应试验法对实际情况进行了简化引进如下假设：钻孔周围岩土是均 (2), 匀；埋管与周围岩土的换热可认为是钻孔中心的一根线热源与周围岩土进行换热沿长度 (0.1~0.15m,50m)(3) 方向传热量忽略孔径一般约孔长大于；埋管与岩土的换热强度维持不 ()4 变通过控制加热功率完成；（）忽略地下水渗流影响。该方法是在工程现场建立竖直地 UU 埋管换热器测试孔，通过型管对该孔施加恒定的热流，测量加热功率、型管内换热流 1 体进出口温度、流量等参数。通过数据采集系统，以一定时间间隔记录试验数据。如图所 示。 根据以上岩土热物性测试原理自主研发了岩土热物性测试仪，可对岩土热物性进行现 场测试，其精度经过权威检测部门检定符合规范要求。可为地源热泵系统工程设计提供可靠 的基础数据。自主研发的岩土热物性测试仪主要由电加热设备、循环水泵、不锈钢管路系统、 2 配电系统、流量传感器、温度传感器、功率变送器、数据采集系统等组成。如图所示。 1