热响应试验报告哈尔滨市浅层地温能调查评价

1前 .-1..........................................................................................................-1-..........................................................................................................-1-..........................................................................................................-1-参考规范、测试的内容及工作量...........................................................................-4-主要执行的规范标准.......................................................................................-4-测试的内容及技术要求....................................................................................-5-测试设计工作量及完成工作量........................................................................-5-工作质量评述...................................................................................................-6测试区地质及水条件.......................................................................................-6...........................................................................................................-6-水条件.......................................................................................................-9岩土体工程地质性质.....................................................................................-11-.............................................................................................................-12-下管及回填.....................................................................................................-12-试验设备及测试过程.....................................................................................-12-测试成果及分析.....................................................................................................-14岩土体初始温度.............................................................................................-14-岩土体原位热物性成果.................................................................................-17-温度场的模拟.........................................................................................-24-主要结论................................................................................................................-25-附图表....................................................................................................................-27-附图1：现场测温与热响应试验..................................................................-27附图2：热响应实验仪检验..........................................................................-3020123月—20127f取出试 将其与软件模拟的结果进行对比使得方差

i

取得最小值时，通过传热模型调整后的热物性参数即是所求结果。其中，Tcal,i为第i时刻由Texp,iN为试验测量的数据的组数。也可将试验数据直接输入专业的地源热泵岩土热物性测试软以下给出一种适用于单U地埋管换热器与周围岩土的换热可分为钻孔内传热过程和钻孔外传热过程。相比钻孔因此埋管与钻孔内的换热过程可近似为稳态换热过程。埋管中循环介质温度沿流程不断变化，循环介质平均温度可认为是埋管出温度的平均值。钻孔外可视为无限大空间，地下岩土的初始温度均匀，其传热过程可认为是线热源或柱热源在无限大介质中的非稳态传热过程。在定加热功率的条件下：钻孔内两根埋管单位长度的热流密度分别为q1和q2Tf1TbR1q1TTf

R2

式中Tf1,Tf2——分别为两根埋管内流体温度（（m·K/W（m·K/W d d RR lnb R bb

do

b

d2D2

d d lnb bb

D

b

d2D2

RpRf do piRppi

did

Rfd

式中di——埋管内径db——钻孔直径λp——埋管管壁导热系数[W/(m·K)]；λb——钻孔回填材料导热系数[W/(m·K)]；λsK——循环介质与U形管内壁的对流换热系数[W/(m2·K)]TfTbql

由式(C.3.8-2)~(C.3.8-5)Rb1

d

d

d Rb

lnb

ln 22

d

D

d4D4 b do 1

KK

di

同理可推得双URb1 d d Rb b 4

D3

d8D8 b do

d

dh i

i

1Ts2

r db

rr

,

TTff

,

db

r2

,

TTff

r

cs——埋管周围岩土的平均比热容[J/(kg·℃)]；（（kg/m3（s由上述方程可求得τ时刻钻孔周围土壤的温度分布。其公式非常复杂，求值十分， d2cTbTffql

Eibss

e exxSd2c 16 d2

16s

Eibss

Rs

Eibs16s

dbscs

0.577216

16s22由式(5)和(11) d2cTf

Rb

Eibss

围岩土导热系数λsρscs，利用该式可以求得上述两个未知参数。中民《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366-中民《供水水文地质勘探规范》中民地质矿产行业标《浅层地热能勘查评价规范（DZ/T0225-测试时间内U测试时间内处的水温变化 年月日进场进行准备，7月10日完成全部野外现场测试，同时 年月 表1件件点组表2件件点组组测试区地质及水条（一）表2- 前第四纪地层界系统组符分0姚组0组0（二）1、下更新统猞猁组东深井组2、中更新统下荒山组（Q21-上荒山组3、上更新统哈尔滨组（Q31-顾乡屯组3～25m30m下部为粗碎屑砂、砂砾石；上部为黄土状粉质粘土，结构较松软。表现出完整的正旋回沉积韵律。该组产丰富的动物化石，即披毛犀——猛犸象动物群，种属超过70种。4、全新统（Q41（Q42下全新统中全新统上全新统水系统成控条件分水含水系统工作区水含水系统主要是由第四系松散岩类孔隙水系统构成（一）15～30m50m。该子系统下边界及周边边界均以白垩系泥岩为隔水边界，上边界是由中更新统上荒山组粉质粘土弱透水边界。由此形成了独立完整的高平原承压水含水子系统，并由大气降水通过上部弱透水边界渗入到含水层中，以人工开采或向下游径流为主要排泄途径。含水层渗透系数为29.95～72.18m/1000m2d3000～5000m3/d30～35m（二）（三）带单井涌水量大于5000m3/d，水位埋深2.5～5.0m。水流动系（一）（二）水水温特1以黄土状粉质粘土为主夹粉质粘土的黄土类土综合体。分布于高平原大部分地区830m积极作用；具湿陷性黄土状土强度相对最低，压缩性最高。三类土体中的软弱土体中部分分布于中、上部，与水活动有关，在孔隙潜水赋存的平缓波状与平坦平原地段，软弱土体分布普遍，厚度较大；而在岗阜状平原区，黄土状土中孔隙潜水不稳定，软弱土体的分布也不稳定埋深变化大厚度小在水承压转无压地段黄土状土中无软弱土体油坊一带上部可见外，其余多为中、下部良好土体厚层，只在市区香坊—哈西一带发育薄以粉质粘土或粉质沙土为主，局部有淤泥质粉质粘土、人工填土的一般粘土综合粉质粘土以中压缩性，良好土体为主。淤泥质粉质粘土全部为高压缩性软弱土体。局部低洼处分布一些人工填土，成分复杂，压密固结差，强度低，易触变。土体性质受水位埋深变化影响较大。2下 233654789211水泵2加热器3流量计4膨胀5排气管6温度传感器27阀门8压力表911011图2 重量：约启动电加热、水泵等试验设备，待设备运转稳定后开 记录试验数据岩土热响应试验应在测试孔完成并放置至少48h岩土热响应试验应连续不间断，持续时间不宜少于地埋管换热器内流速不应低于0.2m/s试验数据和记录的时间间隔不应大于10分钟地温场特图3钻孔布置平面图恒温带确

图4430m30m处为该地30～35m之间。增温带特2℃/100m。200m1.0～4.0℃/100m，，冷凝温度，制成一定温度的热水，通过循环泵驱动热水在埋设的PE100管中以一定的速度流动，让PE管中的热水在流动过程中，将热量散发到土壤中。地埋管的传热功率就是计算香坊二水（孔号M08,200m双U）1加热功率为 2加热功率为 呼兰滨才九号地（孔号M10,150m双1加热功率为 2加热功率为0四（M02,200m单1加热功率为 2加热功率为阿城（孔号M11,150m1加热功率为 2加热功率为 滨才星城（孔号M01,150m双1加热功率为 2加热功率为道外北门煤场（孔号M06,150m单1加热功率为 2加热功率为哈西村（孔号M07,150m单1加热功率为 2加热功率为 哈西阎家岗（孔号M05,150m双1加热功率为 2加热功率为江北哈工大（孔号M03,150m单1加热功率为 2加热功率为南岗蓝莓（孔号M04,150m单1加热功率为 2加热功率为 南岗平房（孔号M09,150m单1加热功率为 2加热功率为现场热响应试验主要成果一览 共2 第1序号孔孔测试日度埋方回填材初始平（10-6m-1滨才星双土2江北单土3江北工单土4南岗蓝单土5哈西阎岗双土6道外北煤单土7道村单土8香坊二双原浆及砂9平房楼双土滨才9号