2011
Vo1.6 No.3
席雪萍等：热响应测试实例及问题分析
热响应测试实例及问题分析
席雪萍，孙振营
（天津市地质工程勘察院，天津300191）
2011
第6卷第3期
为某坚直地埋管建设项目设计了2组取热和2组排热工况热响应测试试验，为地源热泵系统优化设计与节能运行，提关键词：地源热泵；围柱热源理论：热响应试验
中图分类号：TK521+.2
文献标识码：A
浅层地热能属于清清、可再生资源。地埋管地源
热泰系统，由于量大面产，具有产阔的开发利用前景。
现场热响应测试是地埋管地源热泵系统开发利用
浅层地热能资源的首要技术程序，通过现场试验，可以掌握浅层土壤在外界热激励作用下的动态响应过程，获得土壤初始温度、热物性参数以及地下换热规律，为地源热泵系统优化设计与节能运行提供必要的数据依据。
本文采用基于圆柱热源理论的柱模型，在天津市
静海县团泊新城，为某竖直地埋管建设项目设计了2 组取热和2组排热工况热响应测试试验，测试结果得到了专家认可，并且与室内热物性参数测试结果基本一致。同时我们还总结了热响应测试过程中应该注意
的问题，为以后工作提供了建议， 1
测试原理
热响应试验在理论上可以归结为在一定热流边界
条件下的非稳态传热间题，其数学模型包括基于线热源理论的线模型和基于圆柱热源理论的柱模型。与线热源模型相比，圆柱热源模型考虑了理地换热器内部流体换热在内的整个钻孔传热热过程，以及回填影响、不均匀热流、热短路等诸多因素，更加能够准确反映埋地换热器与周围岩土的真实换热状况。本文采用基于圆柱热源理论的柱模型。
1947年Carslaw和Jaeger首次提出了圆柱热源理
文章编号：10071903（2011）03-0049-05
论：1954年Ingersoll等人对其进行了进一步的闸述 1991年经过Deerman和Kavanaugh改进，理论更加趋于完善：2001年Bernier改进模型可用于变流量的情
形；现今，还有很多学者对算法进行研究，使得计算过程更为快捷，计算精度也更高。本文计算主要参考了LouisLamarche等人最近提出的改进G函数模型计算公式如下。
地下换热量g(W/m)是根据流量和进出口温差获得的，即：
mc,-t.) =b
H
对于钻孔内稳态传热过程，满足： t,-tg=qR
(1)(2)
[([()(会(或()
(3)
在钻孔传热分析中，G函数定义如下：.-c(.n)
(4)
eerfe(yz)dz-D,-D
-ierfe(yd-
G(t,β)=
22-B
V22 B2
(5)