地埋管换热器热扩散半径试验研究

地埋管换热器热扩散半径试验讨论地埋管换热器热扩散半径试验讨论 摘要：地源热泵系统设计的关键参数就是岩土体的热物性参数，包括导热系数、延米换热量等。而系统运行的效果如何则是由地下换热器的性能决定的，本文通过试验确定常规的设计参数，另外着重探讨热扩散半径，以合理确定埋管间距，防止热干扰。 关键词：地埋管换热器；热扩散半径；热响应；地埋管间距 1、试验方案： 1．1 试验讨论目的 （1）确定试验区地层（主要为紫红色泥质砂岩）原始平均地温，平均导热系数，De32PE（高密度聚乙烯）双 U 形地埋管换热器在加热和制冷工况下单位长度换热量； （2）讨论扩散半径随热响应试验时间的增长规律，以确定合理的地埋管换热孔的中心距。 1．2 试验孔及测温孔布置 在试验区域布置试验孔 1 个，用 D1 表示，温度监测孔 4 个，分别用 J1、J2、J3、J4 表示。试验孔及温度监测孔具体情况见表 1。 表 1.试验孔及温度监测孔具体布置 1.3 热响应试验方法 现场热响应试验采纳中国地质大学（武汉）工程学院研制的GP-3 型地埋管岩土热响应测试仪。测试仪的组成：膨胀补水排气水箱、循环水泵、流量控制阀、流量传感器、电加热器、进孔温度传感器、三通接头、回水温度传感器、阀门组、供电及数据采集和保存系统等。 1.4 原始地温测试方法 采纳中国地质大学（武汉）研制的手持 DTC 地温监测系统，可实时测量、显示和记录多点（不同地层深度）地温，测试精度达0.06℃，能每分钟自动记录一组（30 点）地温数据。 1.5 热响应试验及地温监测方案 （1）在进行热响应试验前，利用 D1 试验孔内埋设的温度传感器，在钻孔回填 48h 后连续 5 天以上测量地温，确定埋管深度范围内的原始地温； （2）D1 试验孔（DePE32 双 U）流速 0.4m/s，加热 140h；试验过程中每 2 小时测温一次。 试验数据结果分析 2.1 原始平均地温 采纳 GP-3 热响应试验仪对 D1 试验孔进行测试，结果显示地埋管出水口温度在 80 分钟后趋于稳定，为 18.56℃（如图 1）所示。即得该试验区埋管范围内的地层平均初始温度为 18.56℃。另外根据 D1 孔内埋设的温度传感器，获得各个深度处的原始地温（如图 2所示）平均值为 18.3℃。由于考虑到热响应测试仪工作环境温度与原始地温相差较大，对测试结果有一定的影响，因此建议试验区原始平均地温取为 18.3℃。同时由图 2 可以看出 10m 埋设的温度传感器在变温层之内，一般认为变温...