巖土熱物性測試在地源熱泵的實(shí)際應(yīng)用中扮演著什么樣的角色?是否可有可無?
地下巖土熱物性參數(shù)是設(shè)計(jì)地源熱泵系統(tǒng)地埋管換熱器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。就好比選擇主機(jī)一定要先計(jì)算建筑的冷熱負(fù)荷一樣,一定要量體裁衣,因而巖土熱物性測試是必須要做的。
1/通過地質(zhì)鉆探基本查明場地的地層巖性及地下水條件,為地埋管單孔深度設(shè)計(jì)、鉆孔回填工藝及其成本估算提供參考依據(jù)。
2/通過熱響應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算場地巖土熱物性參數(shù),結(jié)合系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算出每延米換熱量指標(biāo),為地埋管總工程量預(yù)算提供參考依據(jù)。
國家已發(fā)布實(shí)施的《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》對巖土熱物性測試是怎樣要求的?
《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
(GB 50366-2005)(2009版)
規(guī)范3.2.1條:地埋管地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前,應(yīng)對工程場區(qū)內(nèi)巖土體地質(zhì)條件進(jìn)行勘察。
規(guī)范4.2.2A條:當(dāng)?shù)芈窆艿卦礋岜孟到y(tǒng)的應(yīng)用建筑面積在3000~5000m2時(shí),宜進(jìn)行巖土熱響應(yīng)試驗(yàn);當(dāng)應(yīng)用建筑面積大于等于5000m2時(shí),應(yīng)進(jìn)行巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)。
規(guī)范C.1.1條:地埋管地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用建筑面積大于等于10000m2時(shí),測試孔的數(shù)量不應(yīng)少于2個。
山東省淺層地?zé)崮軕?yīng)用和建筑節(jié)能技術(shù)研發(fā)中心的熱物性測試報(bào)告為什么更專業(yè)?
科學(xué)的測試方法
測試程序
第一階段
編制方案——鉆探成孔——埋管回填
第二階段
測試試驗(yàn)——數(shù)據(jù)處理——編制報(bào)告
測試過程:熱物性測試儀中的管路與地?zé)釗Q熱器(PE管)地下回路相接,循環(huán)泵驅(qū)動水在回路中循環(huán)流動,水經(jīng)過恒功率加熱器加熱后流經(jīng)地下回路與地下巖土進(jìn)行換熱,連續(xù)運(yùn)行48小時(shí)。
測試過程示意圖如圖:
ZRV1.1巖土熱物性測試儀
ZRV1.1巖土熱物性測試儀是淺層地?zé)岷徒ㄖ?jié)能工程技術(shù)研究中心按照國際地源熱泵協(xié)會(IGSHPA)關(guān)于巖土熱物性測試有關(guān)推薦標(biāo)準(zhǔn),充分考慮中國地源熱泵測試鉆孔參數(shù)的實(shí)際情況研發(fā)的最新成果:
主要由加熱器、循環(huán)泵、流量傳感器、溫度傳感器、功率變送器、數(shù)據(jù)采集與記錄儀、GPRS傳輸模塊、配電系統(tǒng)、閥門及不銹鋼管路等組成,統(tǒng)一裝配在不銹鋼箱體中,儀器外形尺寸:650mm×400mm×820mm(長×寬×高),重量:約55kg,在國內(nèi)現(xiàn)有測試儀器中,屬于體積小、重量輕的箱柜式儀器,便于攜帶。可根據(jù)客戶需求進(jìn)行個性化定制,優(yōu)化的滿足不同客戶的需求。
測試儀器設(shè)置了自動控制保護(hù)系統(tǒng),用戶可根據(jù)實(shí)際情況對溫度、流量、功率、電壓等參數(shù)進(jìn)行上下限報(bào)警設(shè)置,不同通道使用同一個繼電器觸點(diǎn),多個報(bào)警事件中只要有一個發(fā)生,報(bào)警狀態(tài)就通過DO觸點(diǎn)輸出,通過交流接觸器實(shí)現(xiàn)自動斷電保護(hù),有效杜絕儀器運(yùn)行安全事故發(fā)生。
測試儀器設(shè)置了GPRS遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集與記錄儀通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至上位機(jī)(無須任何上位機(jī)軟件)和制定使用者的手機(jī)(無須定制APP)上,通過設(shè)定的瀏覽器地址即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測,使用者可以隨時(shí)隨地通過電腦和手機(jī)進(jìn)行監(jiān)測。如果儀器有運(yùn)行異常,則可以實(shí)時(shí)進(jìn)行手動控制儀器斷電保護(hù)。特別是,如果部分試驗(yàn)場地網(wǎng)絡(luò)信號不好時(shí),儀器的報(bào)警也會自動通過手機(jī)短信發(fā)送至當(dāng)前使用者的手機(jī)上,使用者可通過手機(jī)短信的方式對儀器斷電保護(hù),實(shí)現(xiàn)儀器遠(yuǎn)程控制的雙路徑。
主要技術(shù)指標(biāo):
1、功率變送器的測量誤差:≤±0.2%
2、流量傳感器測量誤差:≤±0.4%
3、溫度傳感器測量誤差:≤±0.1℃
4、加熱功率:4~8 kW
5、循環(huán)流量:1~2m3/h范圍可調(diào)
6、數(shù)據(jù)采集與記錄儀:數(shù)據(jù)采集與記錄周期可在1s~60s之間設(shè)置
測試儀各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到并優(yōu)于國標(biāo)要求,國家知識產(chǎn)權(quán)局已于2015年11月18日授以實(shí)用新型專利證書。
瑞典SBM熱物性測試數(shù)據(jù)計(jì)算程序
熱物性數(shù)據(jù)處理軟件采用瑞典SBM熱物性測試數(shù)據(jù)計(jì)算程序,SBM(疊加鉆孔模型)是用于模擬地埋管一孔或多孔的數(shù)值模型,其與參數(shù)估計(jì)法相結(jié)合是熱響應(yīng)試驗(yàn)的一種優(yōu)化計(jì)算方法。
中瑞新能源地源熱泵集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件GS1.0
換熱量指標(biāo)模擬計(jì)算采用地源熱泵集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件GS1.0,該軟件以中瑞自主研發(fā)的理論成果的動態(tài)傳熱模型為核心,可以模擬地源熱泵和地埋管換熱器系統(tǒng)在長達(dá)20年的工作狀態(tài),在地埋管換熱器傳熱分析方面具有好的水平。