文档介绍：第 31 卷第 l期太阳能学报 V ol .3 1 N o . 1
2010 年王月 A C F A E N E R G IA E S 史)L A IU S S IN IC A 2 0
0
文章编号: O之讨一创她场(20 10) 01
一种现场测定土壤源热泵岩土热物性的新方法
单奎, 张小松, 李舒宏
(东南大学能源与环境学院, 南京 21 侧刃6 )
摘要: 利用现有土壤源热泵实验台测定了岩土热物性参数,采用传热学反问题的方法对实验数据进行分析
测
试过程中从岩土取热,U 型地埋管换热器形成一个线热汇,使其在测试过程中与热泵实际运行时的工作状态相接
近, 测试更准确,节省测量过程的耗电量
以每个采样时刻作为计算节点,取平均值作为计算结果
测定结果显示
岩土导热系数为 /( m K) , 回填材料导热系数为 2 .0W /( m K) , 岩土热扩散率为 0 .85 x 10一丫/s
可靠性分析表
明:其标准误差分别为 0 .osw z(m !K ), 0 .以w z(,n !K )和 o .o39 x lo一∀时/50
关键词: 土壤源热泵; 热物性参数; 实验; 测定
中图分类号: T K 124 立献标识码: A
全部由高品位的电能获得, 能耗较大
本文采用线
0 引言
热汇的方法, 利用基于开尔文无限长线热源理论的
土壤源热泵的思想是瑞士人 Hei nri ch zoe [lr 在
In ge rs ol 计算模型对岩土热物性进行了测定
测试
19 12 年提出的f , ∀乡
土壤源热泵是一种节能技术, 目中地埋管换热器工作过程与热泵实际运行过程相
前其 co 尸最大可达到 , SP声, (Se as on al Pe rfo 皿an ce 近, 而且由于线热汇是由热泵系统获得的, 热泵机组
阮 to r, 季节性能因子)可达到 4 .0[ #∃
在欧美日国的性能系数较高, 即与地下埋管换热器相连的蒸发
家, 土壤源热泵工程自 19 95 年起以每年 9 .7% 的速器的换热量除以机组耗功所得到的数值, 实验结果
度增加图
国内土壤源热泵的应用亦具备一定规显示其可达以上, 因此这种方式比利用电加热
模
来制造线热源的方式更节能
地埋管换热器的设计是土壤源热泵应用中最关
1 传热模型
键的环节, 而获得准确的岩土热物性参数是设计地
埋管换热器的必要条件
目前获得该参数的方法主地埋管换热器的结构如图 l所示, U 型管内流
要依靠试验测定, 其测定方法有多种%4一8∃, 目前最常
用的方法是现场埋管测量
采集数据后利用传热学
U 型埋管
反问题的方法通过计算确定测量结果, 其测量精度
相对较高f7∃
通常测量过程中消耗的热源由电加热法获得,
该方法所需设备简单, 埋管换热器的换热量可直接
由电加热功率测出, 测量精度高
但是也存在缺陷:
莽壬壤
一方面测试过程是向岩土排热, 而土壤源热泵在供 A 一A
热模式下是从岩土取热, 由于存在一些难以计算的
因素(如温压引起的水分迁移等), 使测量结果产生图 1 地埋管换热器结构图
偏差;另一方面测试时间通常较长, 形成热源的热量 F