地埋管换热器热响应试验测试仪应用研讨

【中国制冷网】中国地质环境监测院和地温专委会于2009年3月7日在北京联合召开了“地埋管换热器热响应试验测试仪应用研讨会”。中国地质环境监测院总工李文鹏教授代表院领导到会，并向参加会议的各位专家和代表表示热烈欢迎。参加会议的有全国10多家拥有测试仪器的单位，其中包括北京地质勘查技术院、吉林大学、中航勘察设计研究院、河北工业大学、中国建筑科学研究院、山东建筑大学、北京工业大学、华中科技大学、北京枫叶能源科技有限公司、天津地热勘查开发设计院、上海地矿工程勘察院和浙江省工程物探勘察院。参加会议的还有中国标准化研究院、中国地质科学院水文地质环境地质研究所、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、长安大学、北京恒有源科技发展有限公司、河南省地热研究院有限公司、浙江省地质调查院，地源热泵领域的老专家吴元炜教授、以及暖通空调和地质学专业的产学研的专家、代表共40多人。会议对地埋管换热器热响应试验测试仪的研制、应用、规范和存在的问题等方面进行深入热烈的讨论。

研讨会现场

代表们认为，随着我国地源热泵技术的蓬勃发展，相应的岩土体热物性参数测试工作也逐步被业内人士所关注。但国内当前使用的仪器设备大部分为自行研制，各种技术指标存在较大差别，经常出现在同一地点，不同仪器设备所测试的结果产生较大的差距。为了使仪器设备发挥正常功能，为地源热泵工程设计提供较准确的数据，有必要对测试仪器设备进行规范，有统一的测试数据校核标准、以及提交报告内容等。代表们对以下问题提出了意见和建议：

1．建立标准环境对测试仪进行校核的问题；目前建立“标准地质孔”难度较大，但可以建立人工环境，在实验室建立用人造材料模拟地下换热器的工作环境，对测试仪器进行校核与标定，以解决地下环境的多种不确定因素影响测试仪器的校核与标定。也可以首先对测量的精度等进行规范。

2．标准化部门认为，由于此项测试仪器属近几年出现的新仪器，国家还没有相关的规程和条文进行规范和标准化。需要目前国内从事此项工作的单位应先搞一个行业内的标准，逐步完善。会上，有的专家已经提出一些仪器标准化的建议，如统一校核问题，这也是一种方法，可以尝试。经过一段时间的修改再与国家标准化部门共同起草仪器设备的标准化的规程规范。在此期间，标准化的规程规范还要不断地补充和完善。这项工作是需要较长的时间。尽管如此，标准化工作迟早还是要逐步推进地。

3．热响应测试的主要目的，测试的主要目的是了解岩土体的基本物理性质，在此基础上，掌握岩土体的换热能力，为地源热泵系统设计人员结合建筑结构、负荷特点等设计系统优化方案提供基础数据，以保障系统长期运行的高效与节能。它不是“为招揽工程设计的漂亮外衣或项目竞标的附属砝码”。

4．测试仪器的工作原理均以线源（或柱源）模型与传热模型为理论依据，但试验方法有所差异。一是为“恒热流法”，采用电加热器提供稳定热量，记录进出口温度随时间的变化，并利用数学模型反演岩土体平均导热系数和孔内热阻。不直接提供“每米钻孔的换热量”的数据。可以根据传热模型模拟地下岩土层以及回路中温度的短期或长期（1年）的变化，计算得到地埋管换热器总长度。另一种方法是“稳定工况”或“恒温法”，冷热源建立稳定地埋管换热器运行工况（进水温度和流量为某一定值），根据岩土体的冷、热响应情况逐渐稳定冷、热源的冷量或热量输出（出水温度和流量），可直观获得每延米换热量。还可利用数学模型反演岩土体的导热系数及地埋管换热器的综合传热系数。这种方法的主要目标是确定在“稳定”状态下每米钻孔的传热量。这二种试验方法前一种应用较为广泛，后一种试验方法较直观。但目前，由于对岩土体物性参数测试的认识还在逐步深入，还不能说后一种方法是错误的，这个问题希望在今后的实际试验中得到证明。

会议还对物性参数测试工作中应注意的问题进行了广泛的讨论，与会者认为本次会议讨论的内容实际、深入，有收获，希望今后对一些有争议的问题继续展开讨论，以指导地源热泵技术的健康发展。

（中国资源综合利用协会地温资源综合利用专业委员会秘书处）