扬州大学科技成果——一种地下岩土分层热物性现
场热响应测试装置
成果简介
本成果属于地源热泵空调利用技术领域，具体涉及到一种可测定地下不同深度处岩土热物性参数的地下岩土分层热物性现场热响应测试装置。地下岩土热物性（包括导热系数、容积比热及钻孔热阻）是地源热泵地埋管换热器设计所需要的重要参数，其大小对钻孔的数量及深度具有显著的影响，进而影响了系统的初投资。根据《地源热泵系统工程技术规范》，对于应用建筑面积5000m2以上的地埋管地源热泵工程，应进行地下岩土热响应实验。地下换热器的设计应根据埋管现场热响应测试出的岩土体热物性参数，采用专用软件进行计算，并以此作为地源热泵系统长期运行后土壤热平衡校核计算的依据。
目前国内现有地下岩土热物性现场热响应测试装置通常是在恒热流工况下，测量测试孔埋管循环液进出口温度、流量及加热功率，通过一定的传热模型对测试数据进行反演得到埋管现场平均岩土热物性值，而无法获得不同深度处的岩土热物性分布。实际上，由于地下埋管埋设较深，在此深度范围内岩土类型分布通常是不均的，且不同深度处土壤含湿量与地下水渗流速度也不一样，导致其热物性沿深度方向变化较大，这对精确确定埋管深度有很大影响。因此，如能测出埋管深度范围内岩土热物性沿深度方向的变化规律——即地下岩土分层热物性值，则对于提高测试精度、改善地下埋管优化设计方法具有重要意义。为此，本成果提出了一种新的、可测量地下岩土分层
热物性的现场测试装置。本成果获得国家实用新型专利，同时处于发明专利实质审查阶段。
主要技术指标 测试数据精度。 市场前景
本成果对传统地下岩土热物性测试装置进行了创新，采用插于U型管内的光纤温度传感器测得不同深度处的土壤原始温度及运行时循环流体温度，利用线热源拟合法与参数优化技术导出不同深度处的岩土热物性值，其有益效果在于：
（1）可获得不同深度处的地下岩土热物性值，为地源热泵地下埋管换热器的优化设计提供了更为精确的数据。
（2）可获得不同深度处的土壤原始温度值及土壤岩土类型、地下水含量与渗流情况，为钻孔深度的优化提供了可靠依据。
（3）光纤电缆温度传感器具有灵敏度高、抗干扰性强、耐腐蚀、安装尺寸小、无电源要求等优点，在复杂地质条件下测试温度精度较高。
（4）测试完毕后，插于管内的光纤温度传感器可以回收再利用，节省了测试成本。
应用范围 地下岩土热响应测试
扬州大学科技成果 - 一种地下岩土分层热物性现场热响应测试装置 - 图文
