Xx地區(qū)基于土壤恒熱流法熱響應(yīng)試驗(yàn)的研究

1.26萬(wàn)字 40頁(yè) 原創(chuàng)作品，通過(guò)查重系統(tǒng)


摘要
淺層地溫能是蘊(yùn)藏在淺層地質(zhì)環(huán)境中的一種能量，是在地球表層一定深度內(nèi)參與熱量循環(huán)，在一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下可以被利用的資源，是一種新型的優(yōu)質(zhì)清潔能源，按照分級(jí)用能原則，最適合滿足生活用能的需要。而用來(lái)開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能的地埋管地源熱泵系統(tǒng)由于其節(jié)能、環(huán)保、運(yùn)行穩(wěn)定(相對(duì)于水源熱泵的回灌)等特點(diǎn)，近幾年在國(guó)內(nèi)得到快速發(fā)展。
在地埋管地源熱泵系統(tǒng)工程中，地埋管換熱器是整個(gè)系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵。目前常用的地埋管換熱器數(shù)量設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)物理模型有線源模型、柱源模型和數(shù)值模型[1]。這些計(jì)算模型都需要一些基本參數(shù)，其中巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)等相關(guān)熱物性參數(shù)相當(dāng)重要。本文詳細(xì)介紹了土壤恒熱流法熱響應(yīng)試驗(yàn)的原理、注意事項(xiàng)和土壤熱導(dǎo)率、導(dǎo)熱系數(shù)在實(shí)際工程應(yīng)用中的計(jì)算方法。
測(cè)試時(shí)先將測(cè)試儀的水路循環(huán)部分與待測(cè)埋地?fù)Q熱器連接，形成一個(gè)閉式環(huán)路，啟動(dòng)管道循環(huán)水泵。待系統(tǒng)進(jìn)出口溫差為零時(shí)，記錄下此時(shí)管中水溫為土壤初始溫度。然后啟動(dòng)一定功率的電加熱器來(lái)加熱環(huán)路中的流體，隨著傳熱的進(jìn)行，最終管內(nèi)流體溫度和土體溫度會(huì)維持在一種動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)。再加大加熱功率，系統(tǒng)將重復(fù)上述傳熱過(guò)程，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)。最后通過(guò)計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)記錄進(jìn)/出溫度、流量和加熱功率等參數(shù)，與此同時(shí)地下溫度的變化情況也會(huì)自動(dòng)記錄下來(lái)。
根據(jù)六個(gè)孔計(jì)算所得不同熱流密度下的導(dǎo)熱系數(shù)，可得到熱響應(yīng)測(cè)試采用的熱流密度越大，計(jì)算得到的土壤導(dǎo)熱系數(shù)也越大。從各孔不同熱流密度下的溫度時(shí)間曲線可知，試驗(yàn)經(jīng)過(guò)十個(gè)小時(shí)后，地埋管與周圍巖土體的溫差逐步穩(wěn)定。比較每個(gè)孔的埋深和計(jì)算所得導(dǎo)熱系數(shù)和試驗(yàn)孔所處地理位置，可知從每個(gè)孔的粘土層厚度來(lái)說(shuō)基巖埋深越深，導(dǎo)熱系數(shù)越高。



關(guān)鍵字 數(shù)值模型 恒熱流法 現(xiàn)場(chǎng)熱響應(yīng)試驗(yàn) 土壤熱導(dǎo)率