用于地源熱泵系統(tǒng)現(xiàn)場熱響應(yīng)測試的土壤熱物性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵步驟，而正確測量地下土壤的熱物性參數(shù)是地源熱泵設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。因此正確測量土壤熱物性對地源熱泵系統(tǒng)至關(guān)重要?，F(xiàn)階段常用的測量土壤熱物性方法熱響應(yīng)測試法在一定程度上存在偏差，本文根據(jù)熱探針法進(jìn)行土壤熱物性的測量實(shí)驗(yàn)，用其實(shí)驗(yàn)結(jié)論提高熱響應(yīng)測試的準(zhǔn)確性。
　　 本文主要分析了地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地質(zhì)溫度變化規(guī)律；地源熱泵埋管換熱器與土壤的傳熱模型，包括鉆井內(nèi)的一維導(dǎo)熱模型、鉆孔外的一維Kelvin線熱源模

2、型及圓柱熱源模型；土壤的基礎(chǔ)熱物性參數(shù)及確定土壤熱物性的方法，土壤類型辨別法、穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)法、數(shù)值計(jì)算法、熱探針法及熱響應(yīng)測試法，并著重對后兩種方法的原理、誤差和適用范圍深入分析；利用改進(jìn)的熱探針法測量土壤熱物性，根據(jù)Kelvin線熱源模型推導(dǎo)的擬合公式法及時(shí)間間隔法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，深入分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，找出土壤的熱物性變化規(guī)律。
　　 與常規(guī)熱探針法比較，本實(shí)驗(yàn)簡化熱探針結(jié)構(gòu)，將測溫元件直接布置在土壤當(dāng)中，優(yōu)化其布置方式以便能夠同時(shí)得到

3、土壤導(dǎo)熱系數(shù)與導(dǎo)溫系數(shù)；實(shí)時(shí)監(jiān)控土壤各測點(diǎn)的溫度變化，以控制實(shí)驗(yàn)的啟停，使實(shí)驗(yàn)更好的滿足原始土壤的無限大邊界條件的假設(shè)條件，以便得到更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
　　 研究結(jié)果表明：當(dāng)含水率，干密度值較小時(shí)，兩物性參數(shù)對導(dǎo)熱系數(shù)的影響均不明顯，隨著含水率、干密度的逐漸增大，其對導(dǎo)熱系數(shù)的影響也均逐漸變大；而當(dāng)含水率較小時(shí)，含水率對導(dǎo)溫系數(shù)的影響占主導(dǎo)因素，干密度對導(dǎo)溫系數(shù)的影響十分微弱，當(dāng)含水率增大后，干密度對導(dǎo)溫系數(shù)的影響逐漸凸顯出來，