专利名称：地源热泵中的单孔换热功率处理方法
技术领域：
本发明涉及一种地源热泵技术领域，特别涉及一种地源热泵中地下岩土体综合导热系数、地下岩土体体积比热容、单孔换热功率处理方法。
背景技术：
目前现有的测试处理主要通过现场测试后进行手动计算，在计算过程中不同人员处理操作可能产生不同的结果，对测试结果可能产生较大的误差，在计算单孔换热功率时缺少热影响半径，不能准确计算出单孔换热功率，在进行数据处理过程中人为因素较大，且效率不高，对测试结果产生较大影响，在使用测试结果进行地源热泵系统设计时，可能对整个地源热泵系统工程造成巨大的损失，对系统长时间运行后是否满足要求留下隐患。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种地源热泵中的地下岩土体综合导热系数、地下岩土体体积比热容、单孔换热功率处理方法，该处理方法采用恒热流法进行热响应测试主要用于验证地埋管施工结束后群孔换热能力，在换热孔周围区域布置测温系统，测量热扩散情况然后再与软件模拟结果进行对比求取热扩散半径，可以通过软件进行地层综合导热系数，体积比热容，每个孔的钻孔热阻，最后得出群孔钻孔换热能力是否达到设计预期的效果。本发明目的实现由以下技术方案完成
一种地源热泵中的单孔换热功率处理方法，用于测试地源热泵系统中地埋管的换热能力，其特征在于所述测试方法包括如下步骤 接受地源热泵系统的工程参数数据； 选择若干地埋管进行热响应测试，及采集测试数据；
对于所述测试数据进行线性拟合，及基于线性拟合之结果判定拟合优度、选择测试数
据；
处理上述工程参数数据及测试数据以获得所需处理结果。所述处理数据指的是使用方程
Q1 =声i^t- —、)计算被测孔内地埋管的换热量，其中Q1为单孔换热功率力水流
量；为出水水温；为进水水温；P为水的密度；S为水的比热。所述处理数据指的是基于恒热流法实验获得的数据获得地埋管内流体平均温度 Tav与时间t的拟合曲线图，并使用方程⑷+ m计算斜率K和截距m，之后使用方
m = Λ Q ττ获得钻孔土层平均导热系数λ，其中Q为恒定的热功率。
所述处理数据指的是使用方程
权利要求
1.一种地源热泵中的单孔换热功率处理方法，用于测试地源热泵系统中地埋管的换热能力，其特征在于所述测试方法包括如下步骤接受地源热泵系统的工程参数数据； 选择若干地埋管进行热响应测试，及采集测试数据；对于所述测试数据进行线性拟合，及基于线性拟合之结果判定拟合优度、选择测试数据；处理上述工程参数数据及测试数据以获得所需处理结果。
2.根据权利要求1所述的一种地源热泵中的单孔换热功率处理方法，其特征在于所述处理数据指的是使用方程Qi =^cp(tollt-tJ计算被测孔内地埋管的换热量，其中Q1为单孔换热功率；v为水流量；为出水水温力进水水温；ρ为水的密度；S为水的比热。
3.根据权利要求1所述的一种地源热泵中的单孔换热功率处理方法，其特征在于所述处理数据指的是基于恒热流法实验获得的数据获得地埋管内流体平均温度Tav与时间t的获得钻孔土层平均导热系数λ，其中Q为恒定的热功率。
4.根据权利要求1所述的一种地源热泵中的单孔换热功率处理方法，其特征在于所述D_2成知、)处理数据指的是使用方程‘+ +计算单孔换热功率D，其中为A h Λ A %A地埋管材料导热率；\为换热孔中回填料导热率；為为换热孔周围岩土体的平均导热率；L为地埋管换热器长度；I1为地埋管束的等效半径A为地埋管束的等效外径A力换热孔平均外径k力换热温度影响半径；4为地埋管内流体的平均温度；^为温度影响半径之外岩土体的温度。
5.根据权利要求1所述的一种地源热泵中的单孔换热功率处理方法，其特征在于所述热响应测试的具体步骤为选择测试换热能力的地埋管，并在所述地埋管周围边缘均设有若干埋深为1. 5-5m的温度传感器；将热响应测试设备中的测试管路与所述地埋管连接，将所述温度传感器与所述热响应测试设备中的数据采集模块连接；所述热响应测试设备包括水箱、若干测试管路及数据采集模块；所述水箱内部设置有温控电加热器；所述测试管路由一下行管路和一上行管路组成的，每一组测试管路的一端与所述水箱连通；所述下行管路和上行管路上分别设置有测温传感器、压差传感器及截止阀，所述下行管路上还设置有流量传感器及水泵，所述水泵设置于所述下行管路上近水箱处，每一组所述的下行管路和上行管路之间通过一带有阀门的直通管路连通；数据采集模块连接所述测试管路中的流量传感器、测温传感器及压差传感器；加热水箱中的水，并开启水泵进行水循环；通过控制各测试管路的截止阀和水泵，将各个测试管路的流量达到一致，并通过控制阀门控制各测试管路的压力；流量传感器、测温传感器、压差传感器及温度传感器测量周边环境数据并传递至数据采集模块中。
6.根据权利要求4所述的一种地源热泵中的单孔换热功率处理方法，其特征在于所述直通管路与所述下行管路的接点位于所述下行管路的每一传感器和水泵之间；所述直通管路与所述上行管路的接点位于所述上行管路的每一传感器和水箱之间。
7.根据权利要求4所述的一种地源热泵中的单孔换热功率处理方法，其特征在于所述地埋管边缘每隔0. 1米布设有所述的温度传感器，所述温度传感器的埋深为2. 5米。
8.根据权利要求4所述的一种地源热泵中的单孔换热功率处理方法，其特征在于所述水箱的加热方式为恒功率加热。
全文摘要
本发明涉及一种地源热泵技术领域，特别涉及一种地源热泵中地下岩土体综合导热系数、地下岩土体体积比热容、单孔换热功率处理方法。包括如下步骤接受地源热泵系统的工程参数数据；选择若干地埋管进行热响应测试，及采集测试数据；对于所述测试数据进行线性拟合，及基于线性拟合之结果判定拟合优度、选择测试数据；处理上述工程参数数据及测试数据以获得所需处理结果。其优点是可以通过软件快速准确的进行地层综合导热系数，体积比热容，每个孔的钻孔热阻计算，最后得出群孔钻孔换热能力是否达到设计预期的效果，避免了在人为因素对测试结果产生的影响，使用软件进行分析处理提高了工作效率，对整个地源热泵系统正常运行提供保障。
文档编号G01N25/20GK102288637SQ20111012321
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者乔坚强, 孙俊杰, 孙婉, 寇利, 杨树彪, 王万忠, 王小清, 章长松, 袁良英, 高世轩, 魏静 申请人:上海市地矿工程勘察院