竖直地埋管换热器热响应测试研究

杨如辉,李海涛,贾德成

(驻马店市建筑勘察设计院有限公司,河南驻马店463000)

引言

在能源不足和环境污染严重的今天,对新能源的开发利用已成为必然趋势。浅层地热能是一种可再生的新型环保能源,是地热资源的一部分,是很好的替代能源和清洁能源,地源热泵技术就是利用浅层地热能的一种形式[1]。地源热泵是以浅层地热能作为热源的热泵,将地埋管换热器埋设于地下,通过循环液与土壤进行热交换。地源热泵的地埋管换热器的埋设方式主要有水平埋设、竖直埋设和螺旋埋设,竖直地埋管换热器热泵系统占地面积小,土壤温度和热特性变化小,系统运行稳定,已成为目前广泛应用的系统形式。

岩土的热物性参数是地埋管地源热泵系统设计的重要依据,我国新修订的GB 50366-2005(2009年版)地源热泵系统工程技术规范[2]规定:当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在3000～5000m2时,宜进行岩土热响应实验;当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积不小于5000m2时,应进行岩土热响应实验。热响应测试的主要目的就是准确获得岩土的热物性参数,了解地埋管换热器的换热能力。如果热物性参数不准确,则设计的系统可能达不到负荷需要;也可能规模过大,从而加大初期投资[3]。本文通过一工程实例,对竖直地埋管换热器进行现场热响应测试,得到岩土的导热系数、单位井深换热量,并运用TRNSYS软件对测试结果的准确性进行验证,为地埋管地源热泵系统的设计提供基础数据。……