地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范局部修訂

1、地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范2009年局部修訂2 術(shù)語(yǔ)2.0.25 土熱響應(yīng)試驗(yàn) rock-soil thermal response test通過(guò)測(cè)試儀器，對(duì)項(xiàng)目所在場(chǎng)區(qū)的測(cè)試孔進(jìn)行一定時(shí)間的連續(xù)加熱，獲得巖土綜合熱物性參數(shù)及巖土初始平均溫度的試驗(yàn)。2.0.26 巖土綜合熱物性參數(shù) parameter of the rock-soil thermal properties是指不含回填材料在內(nèi)的，地埋管換熱器深度范圍內(nèi)，巖土的綜合導(dǎo)熱系數(shù)、綜合比熱容。2.0.27 巖土初始平均溫度initial average temperature of the rock-soil從自然地表下10m20m至豎直

2、地埋管換熱器埋設(shè)深度范圍內(nèi)，巖土常年恒定的平均溫度。2.0.28 測(cè)試孔vertical testing exchanger按照測(cè)試要求和擬采用的成孔方案，將用于巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)的豎直地埋管換熱器稱為測(cè)試孔。3 工程勘察3.2 地埋管換熱系統(tǒng)勘察3.2.2A 當(dāng)?shù)芈窆艿卦礋岜孟到y(tǒng)的應(yīng)用建筑面積在3000 m25000 m2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5000 m2時(shí)，應(yīng)進(jìn)行熱響應(yīng)試驗(yàn)。3.2.2B 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)符合附錄C的規(guī)定，測(cè)試儀器儀表應(yīng)具有有效期內(nèi)的檢驗(yàn)合格證、校準(zhǔn)證書或測(cè)試證書。4 地埋管換熱系統(tǒng)4.3 地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.5A 當(dāng)?shù)芈窆艿卦礋岜孟到y(tǒng)的應(yīng)用建

3、筑面積在5000m2以上，或?qū)嵤┝藥r土熱響應(yīng)試驗(yàn)的項(xiàng)目，應(yīng)利用巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行地埋管換熱器的設(shè)計(jì)，且宜符合下列要求：1 夏季運(yùn)行期間，地埋管換熱器出口最高溫度宜低于33；2 冬季運(yùn)行期間，不添加防凍劑的地埋管換熱器進(jìn)口最低溫度宜高于4。 地埋管換熱系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)特征確定回填料配方，回填料的導(dǎo)熱系數(shù)不宜低于鉆孔外或溝槽外巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)。附錄B 豎直地埋管換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 豎直地埋管換熱器鉆孔的長(zhǎng)度計(jì)算宜符合下列要求；1制冷工況下，豎直地埋管換熱器鉆孔的長(zhǎng)度可按下式計(jì)算： （B.0.2-1）FcTc1 / Tc2 （B.0.2-2）式中 Lc制冷工況下，豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長(zhǎng)度（m

4、）；Qc水源熱泵機(jī)組的額定冷負(fù)荷（kW）； EER水源熱泵機(jī)組的制冷性能系數(shù)；tmax制冷工況下，地埋管換熱器中傳熱介質(zhì)的設(shè)計(jì)平均溫度，通常取3336；t埋管區(qū)域巖土體的初始溫度（）；Fc制冷運(yùn)行份額；Tc1一個(gè)制冷季中水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間取一個(gè)月時(shí)，Tc1為最熱月份水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)；Tc2一個(gè)制冷季中的小時(shí)數(shù)，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間取一個(gè)月時(shí)，Tc2為最熱月份的小時(shí)數(shù)。2供熱工況下，豎直地埋管換熱器鉆孔的長(zhǎng)度可按下式計(jì)算： （B.0.2-3）FhTh1 / Th2 （B.0.2-4）式中 Lh供熱工況下，豎直地埋管換熱器所需鉆孔的總長(zhǎng)度（m）；Qh水源熱泵機(jī)組的額定熱負(fù)荷（kW）

5、；COP水源熱泵機(jī)組的供熱性能系數(shù)；tmin供熱工況下，地埋管換熱器中傳熱介質(zhì)的設(shè)計(jì)平均溫度，通常取-26；Fh供熱運(yùn)行份額；Th1一個(gè)供熱季中水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)；當(dāng)運(yùn)行時(shí)間取一個(gè)月時(shí)，Th1為最冷月份水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行小時(shí)數(shù)；Th2一個(gè)供熱季中的小時(shí)數(shù)；當(dāng)運(yùn)行時(shí)間取一個(gè)月時(shí)，Th2為最冷月份的小時(shí)數(shù)。附錄C 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)C.1 一般規(guī)定C.1.1 在巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)之前，應(yīng)對(duì)測(cè)試地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地的勘察，根據(jù)地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，確定測(cè)試孔的數(shù)量和測(cè)試方案。地埋管地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用建筑面積大于等于10000 m2時(shí)，測(cè)試孔的數(shù)量不應(yīng)少于2個(gè)。對(duì)2個(gè)及以上測(cè)試孔的測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果應(yīng)取算術(shù)平均值。

6、C.1.2 在巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)之前應(yīng)通過(guò)鉆孔勘察，繪制項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)鉆孔地質(zhì)綜合柱狀圖。C.1.3 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)包括下列內(nèi)容：1 巖土初始平均溫度；2 地埋管換熱器的循環(huán)水進(jìn)出口溫度、流量以及試驗(yàn)過(guò)程中向地埋管換熱器施加的加熱功率。C.1.4 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：1項(xiàng)目概況；2測(cè)試方案；3參考標(biāo)準(zhǔn)；4測(cè)試過(guò)程中參數(shù)的連續(xù)記錄，應(yīng)包括：循環(huán)水流量、加熱功率、地埋管換熱器的進(jìn)出口水溫；5項(xiàng)目所在地巖土柱狀圖；6巖土熱物性參數(shù)；7測(cè)試條件下，鉆孔單位延米換熱量參考值。C.1.5 測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)提供穩(wěn)定的電源，具備可靠的測(cè)試條件。C.1.6 在對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行外部連接時(shí)，應(yīng)遵循先接水后接電的原則；

7、C.1.7 測(cè)試孔的施工應(yīng)由具有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)隊(duì)伍承擔(dān)。C.1.8 連接應(yīng)減少?gòu)濐^、變徑，連接管外露部分應(yīng)保溫，保溫層厚度不應(yīng)小于10mm。C.1.9 巖土熱響應(yīng)的測(cè)試過(guò)程應(yīng)遵守國(guó)家和地方有關(guān)安全、勞動(dòng)保護(hù)、防火、環(huán)境保護(hù)等方面的規(guī)定。C.2 測(cè)試儀表C.2.1 在輸入電壓穩(wěn)定的情況下，加熱功率的測(cè)量誤差不應(yīng)大于±1%。C.2.2 流量的測(cè)量誤差不應(yīng)大于±1%。C.2.3 溫度的測(cè)量誤差不應(yīng)大于±0.2。C.3 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)方法C.3.1 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)的測(cè)試過(guò)程，應(yīng)遵循下列步驟：1 制作測(cè)試孔；2 平整測(cè)試孔周邊場(chǎng)地，提供水電接駁點(diǎn)；3 測(cè)試巖土初始溫度； 4

8、 測(cè)試儀器與測(cè)試孔的管道連接；5 水電等外部設(shè)備連接完畢后，應(yīng)對(duì)測(cè)試設(shè)備本身以及外部設(shè)備的連接再次進(jìn)行檢查；6 啟動(dòng)電加熱、水泵等試驗(yàn)設(shè)備，待設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后開始讀取記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；7 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)做好對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的保護(hù)工作；8 提取試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析計(jì)算得出巖土綜合熱物性參數(shù)；9 測(cè)試試驗(yàn)完成后，對(duì)測(cè)試孔應(yīng)做好防護(hù)工作。C.3.2 測(cè)試孔的深度應(yīng)與實(shí)際的用孔相一致。C.3.3 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)在測(cè)試孔完成并放置至少48h以后進(jìn)行。C.3.4 巖土初始平均溫度的測(cè)試應(yīng)采用布置溫度傳感器的方法。測(cè)點(diǎn)的布置宜在地埋管換熱器埋設(shè)深度范圍內(nèi)，且間隔不宜大于10米；以各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)溫度的算術(shù)平均值做為巖土

9、初始平均溫度。C.3.5 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試過(guò)程應(yīng)符合下列要求：1 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)連續(xù)不間斷，持續(xù)時(shí)間不宜少于48h；2 試驗(yàn)期間，加熱功率應(yīng)保持恒定；3 地埋管換熱器的出口溫度穩(wěn)定后，其溫度宜高于巖土初始平均溫度5以上且維持時(shí)間不應(yīng)少于12h。C.3.6 地埋管換熱器內(nèi)流速不應(yīng)低于0.2m/s。C.3.7 試驗(yàn)數(shù)據(jù)讀取和記錄的時(shí)間間隔不應(yīng)大于10分鐘。引用標(biāo)準(zhǔn)名錄1. 水源熱泵機(jī)組GB/T194092. 室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范GB500133. 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB500154. 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500195. 通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB502436. 給水排水管道工程

10、施工及驗(yàn)收規(guī)范GB502687. 制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB502748. 供水管井技術(shù)規(guī)范GB502969. 供水水文地質(zhì)鉆探與鑿井操作規(guī)程CJJ1310. 埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程CJJ101條文說(shuō)明2 術(shù)語(yǔ) 對(duì)于工程設(shè)計(jì)而言，最為關(guān)心的是地埋管換熱系統(tǒng)的換熱能力，這主要反映在地埋管換熱器深度范圍內(nèi)的綜合巖土導(dǎo)熱系數(shù)和綜合比熱容兩個(gè)參數(shù)上。由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和差異性，因此通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到的巖土熱物性參數(shù)，是一個(gè)反映了地下水流等因素影響的綜合值。 一般來(lái)說(shuō)，從地表以下10m20m深度范圍內(nèi)，巖土受外部環(huán)境影響，其溫度會(huì)隨季節(jié)發(fā)生變化；而在此深度以下至豎直地埋管換

11、熱器埋設(shè)深度范圍內(nèi)，巖土自身的溫度受外界環(huán)境影響較小，常年恒定。3 工程勘察3.2 地埋管換熱系統(tǒng)勘察采用水平地埋管換熱器時(shí)，地埋管換熱系統(tǒng)勘察采用槽探、坑探或矸探進(jìn)行。槽探是為了了解構(gòu)造線和破碎帶寬度、地層和巖性界限及其延伸方向等在地表挖掘探槽的工程勘察技術(shù)。探槽應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地形狀確定，探槽的深度一般超過(guò)埋管深度1m。采用豎直地埋管換熱器時(shí)，地埋管換熱系統(tǒng)勘察采用鉆探進(jìn)行。鉆探方案應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地大小確定，勘探孔深度應(yīng)比鉆孔至少深5m。巖土體熱物性指巖土體的熱物性參數(shù)，包括巖土體導(dǎo)熱系數(shù)、密度及比熱等。若埋管區(qū)域已具有權(quán)威部門認(rèn)可的熱物性參數(shù)，可直接采用已有數(shù)據(jù)，否則應(yīng)進(jìn)行巖土體導(dǎo)熱系數(shù)、密度及比熱等

12、熱物性測(cè)定。測(cè)定方法可采用實(shí)驗(yàn)室法或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定法。1 實(shí)驗(yàn)室法：對(duì)勘探孔不同深度的巖土體樣品進(jìn)行測(cè)定，并以其深度加權(quán)平均，計(jì)算該勘探孔的巖土體熱物性參數(shù)；對(duì)探槽不同水平長(zhǎng)度的巖土體樣品進(jìn)行測(cè)定，并以其長(zhǎng)度加權(quán)平均，計(jì)算該探槽的巖土體熱物性參數(shù)。2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法：即巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)，巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)詳見本規(guī)范附錄C。3.2.2A 應(yīng)用建筑面積是指在同一個(gè)工程中，應(yīng)用地埋管地源熱泵系統(tǒng)的各個(gè)單體建筑面積的總和。根據(jù)近幾年對(duì)我國(guó)應(yīng)用地埋管地源熱泵系統(tǒng)情況的調(diào)查，大中型地埋管地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用建筑面積多在5000 m2以上，5000 m2以下多為小型單體建筑；根據(jù)國(guó)外對(duì)商用和公用建筑應(yīng)用地埋管地源熱泵系統(tǒng)的技

13、術(shù)要求，應(yīng)用建筑面積小于3000m2時(shí)至少設(shè)置一個(gè)測(cè)試孔進(jìn)行巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)?？紤]我國(guó)目前地埋管地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)外已有的經(jīng)驗(yàn)，為了保證大中型地埋管地源熱熱泵系統(tǒng)的安全運(yùn)行和節(jié)能效果，做此規(guī)定。B 測(cè)試儀器所配置的計(jì)量?jī)x表，如流量計(jì)、溫度傳感器等，滿足測(cè)試精度與要求。4 地埋管換熱系統(tǒng)4.3 地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.5A 利用巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)進(jìn)行地埋管換熱器的設(shè)計(jì)，是將巖土綜合熱物性參數(shù)、巖土初始平均溫度和空調(diào)冷熱負(fù)荷輸入專業(yè)軟件，在夏季工況和冬季工況運(yùn)行條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)耦合計(jì)算，通過(guò)控制地埋管換熱器夏季運(yùn)行期間出口最高溫度和冬季運(yùn)行期間進(jìn)口最低溫度，進(jìn)行地埋管換熱器的設(shè)計(jì)。條文中對(duì)冬夏

14、運(yùn)行期間地埋管換熱器進(jìn)出口溫度的規(guī)定，是出于對(duì)地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能性的考慮，同時(shí)保證熱泵機(jī)組的安全運(yùn)行。在夏季，如果地埋管換熱器出口溫度高于33，地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行工況與常規(guī)的冷卻塔相當(dāng)，無(wú)法充分體現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能性；在冬季，制定地埋管換熱器出口溫度限值， 是為了防止溫度過(guò)低，機(jī)組結(jié)冰，系統(tǒng)能效比降低。為了便于設(shè)計(jì)人員采用，本條文分別規(guī)定了冬夏期間地埋管換熱器進(jìn)出口溫度的限值，通常地埋管地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)出口溫度限值的的確定，還應(yīng)考慮對(duì)全年運(yùn)行能效的影響：在對(duì)有利于提高冬夏全年運(yùn)行能效和節(jié)能量的條件下，夏季運(yùn)行期間地埋管換熱器出口溫度和冬季運(yùn)行地埋管換熱器進(jìn)口溫度可做適當(dāng)調(diào)整。 傳熱介質(zhì)不同

15、，其摩擦阻力也不同，水力計(jì)算應(yīng)按選用的傳熱介質(zhì)的水力特性進(jìn)行計(jì)算。國(guó)內(nèi)已有塑料管比摩阻均是針對(duì)水而言，對(duì)添加防凍劑的水溶液，目前尚無(wú)相應(yīng)數(shù)據(jù)，為此，地埋管壓力損失可參照以下方法進(jìn)行計(jì)算。該方法引自地源熱泵工程技術(shù)指南（Ground-source heat pump engineering manual）。1 確定管內(nèi)流體的流量，公稱直徑和流體特性。2 根據(jù)公稱直徑，確定地埋管的內(nèi)徑。3 計(jì)算地埋管的斷面面積： （1）式中 A地埋管的斷面面積（m2）；dj地埋管的內(nèi)徑（m）。4 計(jì)算管內(nèi)流體的流速： （2）式中 V管內(nèi)流體的流速（m/s）；G管內(nèi)流體的流量（m3/h）。5 計(jì)算管內(nèi)流體的雷諾數(shù)R

16、e，Re應(yīng)該大于2300以確保紊流： （3）式中 Re管內(nèi)流體的雷諾數(shù)；管內(nèi)流體的密度（kg/m3）；管內(nèi)流體的動(dòng)力粘度（N·s/m2）。6 計(jì)算管段的沿程阻力Py ： （4） （5）式中 Py計(jì)算管段的沿程阻力（Pa）；Pd計(jì)算管段單位管長(zhǎng)的沿程阻力（Pa/m）；L計(jì)算管段的長(zhǎng)度（m）。7 計(jì)算管段的局部阻力Pj： （6）式中 Pj計(jì)算管段的局部阻力（Pa）；Lj計(jì)算管段管件的當(dāng)量長(zhǎng)度（m）。管件的當(dāng)量長(zhǎng)度可按表1計(jì)算。表1 管件當(dāng)量長(zhǎng)度表名義管徑彎頭的當(dāng)量長(zhǎng)度（m）T形三通的當(dāng)量長(zhǎng)度（m）90°標(biāo)準(zhǔn)型90°長(zhǎng)半徑型45°標(biāo)準(zhǔn)型180°標(biāo)準(zhǔn)型

17、旁流三通直流三通直流三通后縮小1/4直流三通后縮小1/23/8"DN100.40.30.20.70.80.30.40.41/2"DN120.50.30.20.80.90.30.40.53/4"DN200.60.40.31.01.20.40.60.61"DN250.80.50.41.31.50.50.70.85/4"DN321.00.70.51.72.10.70.91.03/2"DN401.20.80.61.92.40.81.11.22"DN501.51.00.82.53.11.01.41.55/2"DN631.81

18、.31.03.13.71.31.71.83"DN752.31.51.23.74.61.52.12.37/2"DN902.71.81.44.65.51.82.42.74"DN1103.12.01.65.26.42.02.73.15"DN1254.02.52.06.47.62.53.74.06"DN1604.93.12.47.69.23.14.34.98"DN2006.14.03.110.112.24.05.56.18 計(jì)算管段的總阻力 Pz： （7）式中 Pz計(jì)算管段的總阻力（Pa）。4.4 地埋管換熱系統(tǒng)施工 灌漿回填料一般為膨潤(rùn)土和

19、細(xì)沙（或水泥）的混合漿或其它專用灌漿材料。膨潤(rùn)土的比例宜占46。鉆孔時(shí)取出的泥沙漿凝固后如收縮很小時(shí)，也可用作灌漿材料。如果地埋管換熱器設(shè)在非常密實(shí)或堅(jiān)硬的巖土體或巖石情況下，宜采用水泥基料灌漿，以防止孔隙水因凍結(jié)膨脹損壞膨潤(rùn)土灌漿材料而導(dǎo)致管道被擠壓節(jié)流。對(duì)地下水流豐富的地區(qū)，為保持地下水的流動(dòng)性，增強(qiáng)對(duì)流還熱效果，不宜采用水泥基料灌漿。附錄B 豎直地埋管換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 地埋管換熱器中傳熱介質(zhì)的設(shè)計(jì)平均溫度的選取，應(yīng)符合本規(guī)范第4.3.5A條的規(guī)定。附錄C 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)C.1 一般規(guī)定 工程場(chǎng)地狀況及淺層地?zé)崮苜Y源條件是能否應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)的前提。地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)之前，應(yīng)根據(jù)實(shí)地勘查

20、情況，選擇測(cè)試孔的位置及測(cè)試孔的數(shù)量，確定鉆孔、成孔工藝及測(cè)試方案。如果在打孔區(qū)域內(nèi)，由于設(shè)計(jì)需要，存在有成孔方案或成孔工藝不同，應(yīng)各選出一孔做為測(cè)試孔分別進(jìn)行測(cè)試；此外，對(duì)于地埋管換熱器埋設(shè)面積較大，或地埋管換熱器埋設(shè)區(qū)域較為分散，或場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件差異性大的情況，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和施工的要求劃分區(qū)域，分別設(shè)置測(cè)試孔，相應(yīng)增加測(cè)試孔的數(shù)量，進(jìn)行巖土熱物性參數(shù)的測(cè)試。C.1.2 通過(guò)對(duì)巖土層分布、各層巖土土質(zhì)以及地下水情況的掌握，為熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案遴選提供依據(jù)。鉆孔地質(zhì)綜合柱狀圖是指通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔勘察，并綜合場(chǎng)區(qū)已知水文地質(zhì)條件，繪制鉆孔揭露的巖土柱狀分布圖，獲取地下巖土不同深度的巖性結(jié)構(gòu)。 作為地源熱

21、泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性文件，報(bào)告內(nèi)容應(yīng)明晰準(zhǔn)確。參考標(biāo)準(zhǔn)是指在巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)的進(jìn)行過(guò)程中（含測(cè)試孔的施工），所遵循的國(guó)家或地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。由于鉆孔單位延米換熱量是在特定測(cè)試工況下得到的數(shù)據(jù)，受工況條件影響很大，不能直接用于地埋管地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此該數(shù)值僅可用于設(shè)計(jì)參考。報(bào)告中應(yīng)明確指出，由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和差異性，測(cè)試結(jié)果只能代表項(xiàng)目所在地巖土熱物性參數(shù)，只有在相同巖土條件下，才能類比作為參考值使用，而不能片面的認(rèn)為測(cè)試所得結(jié)果即為該區(qū)域或該地區(qū)的巖土熱物性參數(shù)。 測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)提供滿足測(cè)試儀器所需的、穩(wěn)定的電源。對(duì)于輸入電壓受外界影響有波動(dòng)的，電壓波動(dòng)的偏差不應(yīng)超過(guò)5；測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)為測(cè)試儀器提供

22、有效的防雨、防雷電等安全防護(hù)措施。 先連接水管和地埋管換熱器等外部非用電的設(shè)備，在檢查完外部設(shè)備連接無(wú)誤后，最后再將動(dòng)力電連接到測(cè)試儀器上，以保證施工人員和現(xiàn)場(chǎng)的安全。C.2 測(cè)試儀表C.2.3 對(duì)測(cè)試儀器儀表的選擇，在選擇高精度等級(jí)的元器件同時(shí)，應(yīng)選擇抗干擾能力強(qiáng)，在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)量情況下仍能保證測(cè)量精度的元器件。C.3 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)方法 測(cè)試儀器的擺放應(yīng)盡可能的靠近測(cè)試孔，擺放地點(diǎn)應(yīng)平整，便于有關(guān)人員進(jìn)行操作，同時(shí)減少水平連接管段的長(zhǎng)度以及連接過(guò)程中的彎頭、變徑，減少傳熱損失。在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)搭設(shè)防護(hù)措施，防止測(cè)試設(shè)備受日曬雨淋的影響，造成測(cè)試元件的損壞，影響測(cè)試結(jié)果。 測(cè)試孔的深度相比實(shí)際

23、的用孔過(guò)大或過(guò)小都不足以反映真實(shí)的巖土熱物性參數(shù)；如果測(cè)試孔與實(shí)際的用孔相差過(guò)大，應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際用孔的要求，制作測(cè)試孔；或?qū)⒅瞥傻膶?shí)際用孔做為測(cè)試孔進(jìn)行測(cè)試。 通過(guò)近年來(lái)對(duì)多個(gè)巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)的總結(jié)，由于地質(zhì)條件的差異性以及測(cè)試孔的成孔工藝、深度不一，測(cè)試孔恢復(fù)至巖土初始溫度時(shí)所需時(shí)間也不一致，通常在48h后測(cè)試埋管的狀態(tài)基本穩(wěn)定；但對(duì)于采用水泥基料作為回填材料的，由于水泥在失水的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)緩慢的放熱，因此對(duì)于使用水泥基料做回填材料的測(cè)試孔，測(cè)試孔應(yīng)放置足夠的時(shí)間（宜為十天以上），以保證測(cè)試孔內(nèi)巖土溫度恢復(fù)至與周圍巖土初始平均溫度一致；此外，測(cè)試孔成孔完畢后，要求將測(cè)試孔放置48h以上，也是為了

24、使回填料在鉆孔內(nèi)充分的沉淀密實(shí)。 隨著巖土深度以及巖土性質(zhì)的不同，各個(gè)深度的巖土初始溫度也會(huì)有所不同。待鉆孔結(jié)束，鉆孔內(nèi)巖土溫度恢復(fù)至巖土初始溫度后，可采用在鉆孔內(nèi)不同深度分別埋設(shè)溫度傳感器（如鉑電阻溫度探頭）或向測(cè)試孔內(nèi)注滿水的PE管中，插入溫度傳感器的方法獲得巖土初始的溫度分布。 巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)是一個(gè)對(duì)巖土緩慢加熱直至達(dá)到傳熱平衡的測(cè)試過(guò)程，因此需要有足夠的時(shí)間來(lái)保證這一過(guò)程的充分進(jìn)行。在試驗(yàn)過(guò)程中，如果要改變加熱功率，則需要停止試驗(yàn)，待測(cè)試孔內(nèi)溫度恢復(fù)至與巖土的初始平均溫度一致時(shí)，才能再進(jìn)行巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)。對(duì)于采用加熱功率的測(cè)試，加熱功率大小的設(shè)定，應(yīng)使換熱流體與巖土保持有一定的溫差，在

25、地埋管換熱器的出口溫度穩(wěn)定后，其溫度宜高于巖土初始平均溫度5以上。如果不能保持一定的溫差，試驗(yàn)過(guò)程就會(huì)變得緩慢，影響試驗(yàn)效果，不利于計(jì)算導(dǎo)出巖土熱物性參數(shù)。地埋管換熱器出口溫度穩(wěn)定，是指在不少于12h的時(shí)間內(nèi)，其溫度的波動(dòng)小于1。 為有效測(cè)定項(xiàng)目所在地巖土熱物性參數(shù)，應(yīng)在測(cè)試開始前，對(duì)流量進(jìn)行合理化設(shè)置：地埋管換熱器內(nèi)流速應(yīng)能保證流體始終處于紊流狀態(tài)，流速的大小可視管徑、測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行設(shè)定，但不應(yīng)低于0.2 m/s。 巖土熱物性參數(shù)作為一種熱物理性質(zhì)，無(wú)論對(duì)其進(jìn)行放熱或是取熱試驗(yàn)，其數(shù)據(jù)處理過(guò)程基本相同。因此本規(guī)范中只要求采用向巖土施加一定加熱功率的方式，來(lái)進(jìn)行熱響應(yīng)試驗(yàn)?，F(xiàn)有的主要計(jì)算方法

26、，是利用反算法推導(dǎo)出巖土熱物性參數(shù)。其方法是：從計(jì)算機(jī)中取出試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，將其與軟件模擬的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，使得方差和取得最小值時(shí)，通過(guò)傳熱模型調(diào)整后的熱物性參數(shù)即是所求結(jié)果。其中，為第時(shí)刻由模型計(jì)算出的埋管內(nèi)流體的平均溫度；為第時(shí)刻實(shí)際測(cè)量的埋管中流體的平均溫度；為試驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)的組數(shù)。也可將試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接輸入專業(yè)的地源熱泵巖土熱物性測(cè)試軟件，通過(guò)計(jì)算分析得到當(dāng)?shù)貛r土的熱物性參數(shù)。以下給出一種適用于單U形豎直地埋管換熱器的分析方法，以供參考。地埋管換熱器與周圍巖土的換熱可分為鉆孔內(nèi)傳熱過(guò)程和鉆孔外傳熱過(guò)程。相比鉆孔外，鉆孔內(nèi)的幾何尺寸和熱容量均很小，可以很快達(dá)到一個(gè)溫度變化相對(duì)比較平穩(wěn)的階段，因此埋管與鉆孔內(nèi)的換熱過(guò)程可近似為穩(wěn)態(tài)換熱過(guò)程。埋管中循環(huán)介質(zhì)溫度沿流程不斷變化，循環(huán)介質(zhì)平均溫度可認(rèn)為是埋管出入口溫度的平均值。鉆孔外可視為無(wú)限大空間，地下巖土的初始溫度均勻，其傳熱過(guò)程可認(rèn)為是線熱源或柱熱源在無(wú)限大介質(zhì)中的非穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程。在定加熱功率的條件下：1. 鉆孔內(nèi)傳熱過(guò)程及熱阻鉆孔內(nèi)兩根埋管單位長(zhǎng)度的熱流密度分別為q1和q2，根據(jù)線性疊加原理有：(1)式中Tf1,