地源热泵地埋管系统现场热物性测试方法与要求

附录A 现场热物性测试方法与要求

A.1 一般规定

A.1.1现场热物性测试的目的主要是得到在地埋管换热器设置深度范围内当地岩土层的表观导热系数，作为按照一定的传热模型设计地埋管换热器或模拟地源热泵系统性能的基础数据。

A.2 测试方法

A.2.1现场热物性测试的原理是通过对钻孔埋管换热器施加一个恒定的热（或冷）负荷，记录循环液（通常是水）的进出口温度随时间的变化，根据一定的传热模型反推岩土层的热物理性质。根据试验得到的温度响应数据计算岩土体的导热系数时，宜采用线热源模型；此时，热响应试验初始阶段的数据（约10-15 h）不适合线热源模型，应舍去。也可以采用基于数值计算模型的参数估计方法来确定岩土体的热物性。

A.2.2用作现场热物性测试的钻孔埋管换热器的设置方式、深度和回填方式应与拟建设的地埋管换热器保持一致。

A.3 技术要求

A.3.1对现场热物性测试的技术要求是：

1. 热物性测试的时间应大于36h。

2. 加热功率应为每米钻孔50-80W，大致为实际U型管换热器高峰负荷值。

3. 加热功率的标准差应该小于其平均值的1.5%，最大偏差应小于平均值的±10%；或由于加热功率的变化引起的平均温度值对于T（温度）– log t（时间的对数）坐标上的一条直线的偏差应小于0.3 K。

4. 循环水进出口温度的测量、转换和记录的综合精度应不低于±0.3 K。

5. 功率的测量、传输和记录仪器的综合精度应不低于读数的±2%。

6. U型管内的流速应适当，以保证U型管进出口温差为3.5-7 K。

7. 热物性测试应于完成埋管和回填5天以后再开始进行。

8. 地下岩土体的初始温度在上述等待期以后测试，可以在注满水的管中在不少于三处不同的深度直接插入测温元件测定并求平均值；或在没有开始加热而循环泵已启动的情况下以短的时间间隔（例如10s），在10-20min内连续记录U型管的出口水温，得到的循环水柱塞流通过测温元件时的温度数据可反映岩土体的初始温度分布。

9. 热响应试验数据采集的频率至少为10分钟一次。

10. 试验钻孔的直径不应大于150mm，并应根据本标准的要求进行回填。回填材料的导热系数不宜低于1.3 W/ (mK)。

11. 试验装置与钻孔的距离应不大于1.5m，地面以上的连接管路应充分隔热，试验装置中的管路和水力组件也应充分隔热，以尽量减小环境散热损失。

12. U型管实际长度的测量精度应为 ±1%。

13. 如果需要对钻孔重新进行测试，则需要等U型管回路中的温度回复到与地层初始温度的差值不大于0.3 K方可进行。