岩土热物性测试要求
土壤源热泵系统设计—岩土热物性参数
一、岩土热物性试验
概述
在对土壤源热泵系统中，地埋管换热系统的设计和应用上，系统的整体性能与土壤的热
物理性能密切相关。对土壤源热泵系统中的地埋管换热系统而言，土壤的热物理性能主要反
映在以下几个参数：1、土壤的初始温度；2、土壤的导热系数；3、土壤的比热容。
岩土综合热物性参数是指不含回填材料在内的，地埋管换热器深度范围内，岩土的综合
热系数、综合比热容；
岩土初始平均温度：从自然地表下10~20m至竖直地埋管换热器埋设深度范围内，岩土
常年恒定的平均温度。
岩土综合热物性参数和岩土初始平均温度统称为岩土热物性参数。
二、岩土热物性试验目的
以往传统的土壤源热泵系统的设计中，其设计方法往往过于简单化和经验化，幵未对当
地的岩土热物性进行实地的考察测量，而单凭经验公式或经验数据进行设计计算。不能将土
壤视为一个温度恒定的整体，沿途材料不一致，要考虑土壤垂直分层，这样得出岩土的热物
性参数更准确。在对地源热泵空调系统的设计中，岩土热物性参数的正确获得，是决定整个
地源热泵系统经济性和节能性与否的关键性因素。Kavanaugh的研究表明，当地下岩土的导
热系数发生10%的偏差，则设计的地下埋管长度偏差约为4.5%~5.8%。
由此带来的结果是：将岩土热物性参数作为指导土壤源热泵系统设计和应用的关键性参
数，一直以来都未能引起人们的重视。
随着我国地埋管地源热泵系统研究的不断深入，应用规模的不断扩大，岩土热物性参数
的重要性日益凸显出来。如何正确获得岩土热物性参数，幵以此指导地埋管地缘热泵系统的
设计。2009年，在原《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005的基础上，增加补充岩
土热响应试验方法和相关内容，明确了应结合岩土热物性参数，采用动态耦合计算的方法指
导地埋管地缘热泵系统设计。
由此可见，岩土热物性参数作为土壤源热泵系统勘察设计的关键性参数，直接影响整个
系统的设计合理与否，直接影响地热利用的效率和投资成本，是土壤源热泵系统设计和应用
的前提，也是当前浅层地热利用技术推广的难点。准确获得项目所在地岩土热物性参数，不
仅是影响地埋管换热器，同时也是决定整个土壤源热泵系统设计成功与否的关键性参数。
三、岩土热物性试验要求
1. 一般规定
A、在岩土热响应试验之前，应对测试地点进行实地的勘察，根据地质条件的复杂程度，确
定测试孔的数量、深度和测试方案。地埋管地源热泵系统的应用建筑面积大于等于10000
㎡时，测试孔的数量不应少于2个。对2个及以上的测试孔的测试，其测试结果应取算术平
均值。
B、在岩土热响应试验之前应通过钻孔勘察，绘制项目场区钻孔地质综合柱状图。
C、岩土热响应试验内容：
a、岩土初始平均温度；
b、地埋管换热器的循环水进出口温度、流量以及试验过程中地埋管换热器施加的加热功率。
D、岩土热响应试验报告内容
a、项目概况；
b、测试方案；
c、参考标准；参考文献《2003ASHRAE HANDBOOK HVAC Applications》土壤、岩石及回填料
热物性参数；
d、测试过程中参数的连续记录包括：循环水流量、加热功率、地埋管换热器进出口水温度；
e、项目所在地岩土柱状图；
f、岩土热物性参数；
g、测试条件下，钻孔单位延米换热量参考值。
E、测试现场提供稳定的电源，具备可靠的测试条件；
F、在对测试设备进行外部连接时，应遵循先接水后接电的方式；
G、连接应减少弯头、变径、连接管外露部分应做好保温，保温层不得小于20mm。
2、仪表要求
A、在输入电压稳定的情况下，加热功率的测量误差不应大于±1%。
B、流量的测量误差不应大于±1%。
C、温度的测量误差不应大于±0.2℃%。
对测试仪表的选择，在选择高精度等级的元器件同时，应选择耐用、稳定、抗干扰能力
强，在长时间连续测量情况下仍能保证测量精度的元器件。
四、岩土热物性试验方法
现场测试法
现场测试法就是在施工现场进行实地测试，这样就避免了现场因素影响造成误差，现场
测试利用的是热响应实验法的原理，即通过向地下输入恒定的热量，进而检测土壤的温度响
应来得出土壤热物性的方法。现场测试时，首先要在需要埋设土壤源热泵系统地下管路的场
地钻进一个测试孔，然后按照实际施工的要求装好管路，回填料要密实，然后再连接上土壤
导热系数测试仪。需要注意的是：现场的测试孔一定要与系统中使用的换热孔规栺相同。将
实验测的结果与传热模型的模拟结果进行对比，当两者的结果最为接近时，通过模型调整后
的热物性参数既是所求的结果。
通过比较就会发现，只有这种现场测试法才能充分考虑到现场因素的影响。可以预见，
这类现场测试装置的发展才是预测土壤热物性的发展方向，降低参数选取的不确定性，、使
土壤换热器的设计更为合理。
五、岩土热物性测试仪的测试步骤
1、在测试实验开始前，应首先对钻井区域进行实地考察，已确定现场测试方案。
2、根据中华人民共和国国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB 50366—2005的成井
规范，预先做好试验井。要求试验井一定要与系统中使用的钻进规栺相同。在下管、回填等
一系列成井工序完成后，将试验井至少放置48h,使试验井内的回填料与井内温度逐渐恢复至
与周围岩土温度一致。
3、在测试试验开始前，应利用铂电阻等测量工具对土壤初始温度进行测量。测试方法预先
在实验孔内不同的深度放置铂电阻利用数据线把温度传至地面接收器。
4、在测试仪进场后，应使测试仪摆放的位置尽可能地靠近测试井，以减少水平连接管的长
度，减少热损失。外面裸露的部分管路应做好保温。幵在分析计算的时候将这一部分的热损
失考虑进去。
测试仪摆放整齐，便于工程人员操作。在测试现场，应搭设防护措施，应搭建一个小帐
篷，以免测试仪受环境温度变化的影响，影响测试结果。
5、在水电外部设备连接完毕后，应对仪器本身以及外部设备的连接再次进行检查。一切检
查完毕后，方可启动测试仪进行测试。顺序是：现数据采集系统，在水泵，后电加热的顺序
来进行。在系统启动运行正常后，应保证实验过程不间断测试，一般要72小时以上，最后
的数值应稳定时长为10小时以上。以获得较为可靠稳定的岩土热物性参数。
6、在测试完毕后，关闭测试仪的顺序为先关闭电加热设备，在水泵，后数据采集系统。从
计算机中取出实验测试的结果，将传热模型（地源热泵传热模型的理论基础有三种：线热源
理论、圆柱热源理论、能量平衡理论）的结果与实际测量的结果进行对比，使得方差和
取得最小值时，通过传热模型调整后的热物性参数既是所求的结果。也可将实验数据直接输
入专业的地源热泵岩土热物性测试软件，通过计算分析得到当地岩土的热物性。
附件：目前在国际上比较认可的地埋管换热器的计算核心为瑞典隆德大学开发的
g-func-tions算法。主要软件有：EED、TRNSYS和GLHEPRO软件等。
土壤源热泵系统专用设计软件应具有一下功能：
1、能计算或输入建筑物全年动态负荷；
2、能计算当地岩土体平均温度及地表温度波幅；
3、能模拟岩土体与换热管间的热传递及岩土体长期储热效果；
4、能计算岩土体、换热工质及换热管的热物性；
5、能对所设计系统的地埋管换热器的结构进行模拟（钻孔直径、换热器类型、灌浆情况）
地源热泵土壤热物性测试与分析
第２７卷第１期 河北工程大学学报（自然科学版） ２０１０年３月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅ ｎｅｅｒｉｎｇ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖ０１．２７ Ｎｏ．１ Ｍａｒ．２０ｌＯ
文章编号：１６７３—９４６９（２０１０）０１—００５８—０３
地源热泵土壤热物性测试与分析
赵进，王景刚，杜梅霞，高晓霞
（河北工程大学城建学院，河北邯郸０５６０３８）
摘要：运用恒热流测试原理自主研发了岩土热物性测试仪，通过现场测试的方法，调整加热管的
加热功率、埋管中循环水流量、埋管进出口水温随时间变化规律，利用线热源理论确定了地下岩
土的热物性参数。实验表明，土壤初始温度的测量精度对于提高土壤的导热系数是至关重要
的，在未扰动的土壤温度以及给定ＰＥ管材的条件下，测试时间为５０小时左右时，土壤导热系数
逐渐趋于稳定，收敛于３．１０９ ｗ／（ｍ・℃），整个测试过程平均导热系数为３．４８９Ｗ／（ｍ・ｏＣ），该结
果为地源热泵系统的准确设计提供了依据。
关键词：土壤热物性；地源热泵；线源模型；导热系数
中图分类号：１１Ｊ８３ 文献标识码：Ａ
Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｂｙ ｇｒｏｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ
ＺＨＡＯ Ｊｉｎ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇ－ｇａｎｇ，ＤＵ Ｍｅｉ—ｘｉａ，ＧＡＯ Ｘｉａｏ—ｘｉａ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｈｅｂｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅ ｎｅｅｆｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ Ｈａｎｄａｎ ０５６０３８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｇｒｏｕｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｃｏｎｓｔａｎｔ
岩土热物性现场测试仪的研制与应用的开题报告
岩土热物性现场测试仪的研制与应用的开题报告
一、研究背景和意义
岩土热物性参数是进行热工计算、能源利用和地热开发等热力学分析的重要参数，对于岩土工程设计和实际工程应用具有重要意义。传统的岩土热物性测试方法需要进行室内试验，需要大量的样品，并且需要专业的测试设备和人员，测试效率低下，成本较高。因此，开发一种现场测试岩土热物性参数的方法和设备，具有重要的实际应用价值。
二、研究内容
该研究基于现场无损测试技术原理，结合岩土工程的热力学特点，开发一种岩土热物性现场测试仪。具体研究内容包括：
1. 设计一种岩土热物性现场测试仪器的原理和方案。
2. 针对岩土热物性参数的测试需求，确定测试指标和测试方法。
3. 对现场测试仪进行实验室仿真测试和现场试验验证。
4. 对测试方法和测试结果进行分析和评估，验证测试精度和稳定性。
三、研究方法
该研究基于岩土热物性测试的特点，通过理论分析和实验验证等方法，确定测试方法和测试指标；在此基础上，通过设计算法、编写软件等手段，开发出岩土热物性测试仪器。同时，针对测试结果进行分析和评估，验证测试精度和稳定性。
四、预期成果和意义
通过该研究，将开发一种能够现场测试岩土热物性参数的测试仪器，可以在岩土工程实际应用中发挥巨大的作用。一方面可以提高工程设计和施工质量，减少成本和时间等方面的浪费；另一方面，也可以提高地热资源的利用效率，实现可持续发展的目标。 同时，该研究将对无损测试技术相关理论和应用领域的研究做出贡献，为该领域的发展提供新思路和新方法。
地热井岩土测试报告
地热井岩土测试报告
一、测试目的
为了评估地热井在实施地热能利用过程中的稳定性，本次测试旨在探究地热井岩土的物理力学性质、水文地质特征和渗透性等关键参数。
二、测试方法
2.1岩土力学性质测试
该项测试采用固结-压缩试验法进行。具体测试步骤如下：
1）在现场随机选取5个地热井的钻机孔位置，取得有关井壁岩心样品，并进行岩石薄片镜检，确认为砂岩或泥岩。
2）将样品制成直径为5cm、高度为2.5cm的岩样进行测试。
3）设定加载速率为1mm/min，同时记录加载力、位移，并对其进行处理得到岩土的弹性模量、泊松比、极限抗压强度等力学参数。
2.2水文地质特征测试 该项测试采用地下水位现场测量法进行。具体测试步骤如下：
1）在现场随机选取5个地热井的钻机孔位置，匹配相应的井底部位并使用气压测定仪测定井口处的气压值P0。
2）从井口向下分别测量不同深度处的气压值P1，根据沉水原理计算井底下沉程度d，按照公式h=d+(P0-P1)/(ρ·g)计算得到该处的水位高度h。
3）测量各样本位置的地下水位高度，并计算得出地下水下降梯度。
2.3岩石渗透性测试
该项测试采用恒定水头法进行。具体测试步骤如下：
1）在现场随机选取5个地热井的钻机孔位置，取得相应的井壁岩心样品，并通过导水试验确定样品稳定渗透系数。
2）将所得的岩石样品制成直径为3cm、高度为3cm的圆柱形试样，并将试样置于水槽内。
3）采用水泵将水流入槽，形成恒定水头，并记录开启水泵后10min内流量，根据公式k=Q·l/(h·A·t)计算得到渗透系数k。 三、测试结果
3.1岩土力学性质测试结果
地热井岩土弹性模量为（86.34±2.36）GPa，泊松比为（0.25±0.02），极限抗压强度为（75.56±3.21）MPa。
3.2水文地质特征测试结果
地热井的平均地下水下降梯度为1.8‰，具有明显的下水道。
3.3岩石渗透性测试结果
地热井岩石渗透系数为（4.52±0.21）×10-5 m/s。
基于无限长圆柱热响应的岩土体热物性测试方法
第37卷第2期南京理工大学学报V01．37No．2
呈Q!三生垒旦塑!型堕翌!型堡墨旦型!!!!竺堕皇堡竺!!竺!里!!竺竺生墅垒巳!：2Q!三
基于无限长圆柱热响应的岩土体热物性测试方法
余延顺，许磊，陈水锋，钱普华
(南京理工大学能源与动力工程学院，江苏南京210094)
摘要：岩土的热物性参数是影响地源热泵系统设计与运行的重要因素。该文基于半无限大物
体恒热流作用下的非稳态传热理论，通过引入形状修正系数得到恒热流作用下无限长圆柱体的
热响应，数据处理获得岩土体导热系数与导温系数的表达式。应用该理论对扬州市某住宅建筑
地源热泵系统地下岩土进行热响应测试，测得岩土的平均导热系数与导温系数分别为
1．03W／(m℃)和0．231mm2／s。实测数据与理论结果吻合良好。
关键词：地源热泵；热响应测试；土壤热物性参数；形状修正系数
中图分类号：TU832．1文章编号：1005—9830(2013)02—0305—04
Method
todeterminesoil
thermo-physicalparametersbased
on
thermal
responseofinfinite
cylinder
Yu
Yanshun，XuLei，ChenShuifeng，QianPuhua
(Schoolof
EnergyandPowerEngineering，NUST，Nanjing210094，China)
Abstract：Thesoil
thermo—physicalparametersare
importantfactorsforthe
designand
operationofthe
groundsourceheat
pumpsystem．Basedonthe
unsteadyheattransfer
theoryofthesemi—infinite
body
withthe
constantheat
flux，thethermal
responseoftheinfinite
地源热泵系统工程技术规范2009年局部修订
《地源热泵系统工程技术规范》2009年局部修订
2 术语
2.0.25 土热响应试验 rock-soil thermal response test
通过测试仪器，对项目所在场区的测试孔进行一定时间的连续加热，获得岩土综合热物性参数及岩土初始平均温度的试验。
2.0.26 岩土综合热物性参数 parameter of the rock-soil thermal properties
是指不含回填材料在内的，地埋管换热器深度范围内，岩土的综合导热系数、综合比热容。
2.0.27 岩土初始平均温度initial average temperature of the rock-soil
从自然地表下10m～20m至竖直地埋管换热器埋设深度范围内，岩土常年恒定的平均温度。
2.0.28 测试孔vertical testing exchanger
按照测试要求和拟采用的成孔方案，将用于岩土热响应试验的竖直地埋管换热器称为测试孔。
3 工程勘察
地埋管换热系统勘察
3.2.2A 当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在3000 m2～5000 m2时，宜进行岩土热响应试验；当应用建筑面积大于等于5000 m2时，应进行热响应试验。
3.2.2B 岩土热响应试验应符合附录C的规定，测试仪器仪表应具有有效期内的检验合格证、校准证书或测试证书。
4 地埋管换热系统
地埋管换热系统设计
4.3.5A 当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在5000m2以上，或实施了岩土热响应试验的项目，应利用岩土热响应试验结果进行地埋管换热器的设计，且宜符合下列要求：
1 夏季运行期间，地埋管换热器出口最高温度宜低于33℃；
2 冬季运行期间，不添加防冻剂的地埋管换热器进口最低温度宜高于4℃。
4.3.13 地埋管换热系统应根据地质特征确定回填料配方，回填料的导热系数不宜低于钻孔外或沟槽外岩土体的导热系数。 附录B 竖直地埋管换热器的设计计算
岩板性能参数检测报告
岩板性能参数检测报告
报告内容：
1. 引言
本报告旨在对岩板的性能参数进行检测分析，以评估其质量和性能指标的符合程度。岩板是一种广泛用于建筑与结构工程的建材，具有重要的功能和作用。通过对岩板的性能参数进行检测，可以有效地保证其使用安全性和可靠性。
2. 检测方法
本次检测选择以下方式对岩板的性能参数进行检测：
- 物理性能测试：包括岩板的强度、硬度、密度等物理性能参数检测。
- 化学性能测试：包括岩板的化学组成、耐腐蚀性等化学性能参数检测。
- 热性能测试：包括岩板的导热性、保温性等热性能参数检测。
3. 检测结果与分析
3.1 物理性能测试结果：
- 强度参数：经过拉伸试验，岩板的抗拉强度为XX MPa，抗压强度为XX MPa。
- 硬度参数：岩板的硬度为XX HRC，表明其具有较高的硬度和耐磨性。
- 密度参数：岩板的密度为XX kg/m^3，符合相关标准要求。
3.2 化学性能测试结果：
- 化学组成：岩板的主要化学成分为XX%，符合相关标准要求。
- 耐腐蚀性：经过腐蚀实验，岩板对酸、碱等腐蚀性物质具有较好的耐腐蚀性。
3.3 热性能测试结果：
- 导热性参数：经过导热实验，岩板的导热系数为XX
W/(m·K)，具有较好的导热性能。
- 保温性参数：岩板具有较好的保温效果，能有效阻挡热量的传递。
4. 结论
通过对岩板的性能参数进行检测分析，得出以下结论：
- 岩板具有良好的物理性能，具备较高的抗拉、抗压强度和硬度。
- 岩板的化学性能符合相关标准要求，具有良好的耐腐蚀性。
- 岩板的热性能表现出较好的导热性和保温性能。
综上所述，岩板的性能参数符合设计要求，可以满足建筑与结构工程的使用需求。
5. 建议
在实际应用过程中，建议进行以下方面的进一步研究：
地源热泵系统岩土热响应测试施工工艺
地源热泵系统岩土热响应测试施工工艺
一、工艺原理
岩土热物性参数作为一种热物理性质，无论对其进行放热或是取热试验，其数据处理过程基本相同。因此只要求采用向岩土施加一定加热功率的方式，来进行热响应试验。
现有的主要计算方法，是利用反算法推导出岩土热物性参数。其方法是：从计算机中取出试验测试结果，将其与软件模拟的结果进行对比，使得方差和21exp,,NiiicalTTf取得最小值时，通过传热模型调整后的热物性参数即是所求结果。其中，Tcal,i为第i时刻由模型计算出的埋管内流体的平均温度；Texp,i为第i时刻实际测量的埋管中流体的平均温度；N为试验测量的数据的组数。也可将试验数据直接输入专业的地源热泵岩土热物性测试软件，通过计算分析得到当地岩土的热物性参数。
二、施工工艺流程
三、操作要点及注意事项
1、制作测试孔
①在岩土热响应试验之前，应对测试地点进行实地的勘察，根据地质条件的复杂程度，确定测试孔的数量和测试方案。地埋管地源热泵系统的应用建筑面积大于等于10000m2时，测试孔的数量不应少于2个。对2个及以上测试孔的测试，其测试结果应取算术平均值。
②测试井一定要与系统中的钻井规格相同。在下管、回填等一系列成井工序完成后，将测试井至少放置48h，使钻井内温度逐渐恢复至于周围岩土温度一致。
③测试孔符合《地源热泵系统工程技术规范》要求，试压正常，地埋管中注满符合规范要求的循环水。 制作测试孔
平整周边场地
测试仪器与测试孔的管道连接
岩土初始温度测试
岩土热响应测试
测试设备保护
提取试验数据
测试孔保护 2、测试仪器与测试孔的管道连接
①测试现场应提供稳定的电源，具备可靠的测试条件；
②在对测试设备进行外部连接时，应遵循先接水后接电的原则；
③在水电等外部设备连接完毕后，应对测试设备本身以及外部设备的连接再次进行检查；
④连接应减少弯头、变径，连接管外露部分应保温，水平管长度不超过50mm，保温层厚度不应小于10mm。
岩土热物性测试仪的研发刍议
岩土热物性测试仪的研发刍议
1 概述
地埋管源热泵是一项利用可再生能源进行供暖供冷的节能环保技术，它利用埋设于地下的地埋管换热器与土壤交换热量，提升可再生浅层地热能的能量品位，进行供暖供冷，从而达到高效节能的效果。而地埋管地源热泵系统效果的关键和设计的重要依据则是地埋管的换热性能及岩土热物性。岩土热物性参数可以根据地层的岩性及物理性质指标查阅相关地质手册、室内试验法或者现场测试法获取。查阅法获得的热传导系数往往范围比较广，取值偏于保守，极有可能造成投资浪费;室内试验法需采取现场土样进行试验，由于采集的土样脱离了天然的地质环境，其测试结果不能反映实际岩土的热物性特征。现场测试法避免了以上两种方法的缺点，给出了整个钻孔深度地层的平均热物性特征，在实际工程中更为准确可靠，是目前大多数地源热泵地质勘查所采用的技术方法。为了更高效地利用地源热泵技术，推动地源热泵在河北省的快速稳定发展，河北省科学院能源研究所与河北省地源热泵检测中心联合开发了TPS-Ⅳ岩土热物性测试仪，并申请了国家专利，拥有独立知识产权。
2 TPS-Ⅳ岩土热物性测试仪
2.1 测试方法与原理
该仪器主要测试部件由流量传感器、温度传感器、热泵机组、水泵及管道、数据采集用计算机等组成。结构简图如图1所示：
测试仪工作的过程中，地埋管换热器的工作介质（水或防冻液）由A口经过1#温度传感器、水泵、热泵机组进行热交换，然后经流量传感器、2#温度传感器，由B口流出测试仪，进入地埋管换热器与深层岩土进行热交换后，又由地埋管换热器出口进入测试仪，形成全封闭的工作循环。1#、2#温度传感器和流量传感器将循环过程中的进出口温度、流量采集并转换成数字信号，由通讯转换器集中并转换成上位机能够接收的RS232通讯协议，实时传输给上位计算机进行分析、显示和存储。通过测量地埋管换热器进出水的温差和流量值来计算出岩土的平均热物性参数。实物图如图2所示：
测试软件采用Borland Delphi 7编程语言来编制，系统短小精悍，运行稳定，每一分钟采集并记录一次进出水温度及流量，并将所采集的数据实时储存到Access数据库中，以备后续的分析整理。
分析地源热泵岩土热物性参数影响因素与不确定性
分析地源热泵岩土热物性参数影响因素与不确定性
Ｏｎ Ｇｒｏｕｎｄ Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ Ｇｒｏｕｎｄ
Ｓｏｕｒｃｅ Ｈｅａｔ Ｐｕｍｐ
■刘洋●Ｌｉｕ Ｙａｎｇ
【摘要】地源热泵岩土热物性测试是一种三维的数学模型，
这种数学模型的建立能够分析进行测试的时问，钻孔半径、
岩体的温度、加热器的功率等都会影响到热物性参数。本
文主要研字己影响地源热泵岩土热物性参数的因素，供读者 参考。
【关键词】地源热泵最；响冈索热响应测试分析
【Ａｂｓｔｒａｃｔｌ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｈｅｎｒｍｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｔｅｓｔ ｏｆ ｇｒｏ—
ｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆｔｈｒｅｅ
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｔｈｉｓ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ａｎａｌｙｚｅ
ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｂｏｒｅｈｏｌｅ ｒａｄｉｕｓ，ｒｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｅａｔｅｒ
ｐｏｗｅｒ ｗｉｌｌ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅｒｍａｌ ｐａｒａｎ＇ｔｅｔｅｒｓ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｇｒｏ—
ｕｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ
ｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｏｆｆｅｒ ｒｅａｄｅｒｉ￣ｅｆｃｒｅｎｃｅ
ＩＫｅｙｗｏｒｄｓＩ ＧＳＨＥ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ，ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｅｓｔ， ａｎａｌｙｓｉｓ
应用地源热泵系统的优点在于高效节能、环保、
安全等，设备的使用寿命也很长，能够实现一机多
用。系统中的地埋管换热器是很重要的部分，合理
简单实用的岩土热物性测试仪
HPP-18针式热物性测量仪
瞬态热物性测量技术，是相对于稳态测量而言的，是热物性测量仪器的升级换代产品。是指在
温度变化的过程中，实现对材料热物理性质的直接测量。瞬态测量不要求恒温环境，测量迅速准确，
省力低耗，是当今材料热物性测量发展的趋势和方向。它能同时测量介质的导热系数、热扩散系数、
比热。
瞬态热物性测量仪是由国内著名高校的科研项目成功验收后产业化而来的，从最初的项目研究
到到如今的仪器产业化，有着20多年的历程。
HPP-18针式瞬态热物性测量仪，是我们最新推出的一款瞬态热物性测量新仪器。对试件的形
状尺寸以及测量环境的要求很低。本仪器是以热针作探测元件，在室温附近测量大块材料、松散材
料、颗粒材料、粉体材料和纤维材料等的热扩散系数、导热系数、比热等热物理性质指标.
HPP-18针式瞬态热物性测量仪，测量材料的热物理性质，是依据长直恒功率圆柱面热源，作
用在大块均匀材料中，在垂直于热源方向上的一维圆柱面传热理论。
本仪器将A/D转换技术、数值计算技术、计算机技术和瞬态测量技术等高新技术，运用于材料
的热物性测量中，实现了热物性测量的自动化。仪器的结构合理，运行稳定，质量可靠，准确度高，
运行成本不到稳态测量的十分之一，热测量时间不超过180秒。一、主要特点
●创新性：热针法瞬态测量松散材料,国内尚无同等热物性测量仪器；
●高精度：最高为1.5%的准确度，位于国内同类仪器中精度最高级别；
●全面性：相比较国内其他同类仪器，可同时测量导热系数、热扩散系数，可计算比热；
●高效性：操作简单，测量所需时间短，完成单次测量仅需5分钟，而其他同类的稳态法仪器测量
时间数小时；
●便携性：仪器集成度高，采用成熟模块，性能得到优化，整体质量轻，可换充电电池供户外使用；
●节能性：环境条件要求低，无需恒温实验室，而某些其他同类仪器需恒温实验室；
二、仪器结构：
HPP-18针式热物性瞬态自动测量仪的结构,主要由直流稳流电源系统，热针，温度采集模块，