客运专线7站 地源热泵测试井热物性实验方案改.doc

石济客运专线7站 地源热泵测试井 热 物 性 研 究 实 验 测 试 方 案 山东亚特尔集团股份有限公司 二〇一四年四月目 录 第一部分 热物性测试费 1 第二部分 技术方案 2 一、测试钻孔及热物性测试方案 2 （一）现场测量岩土导热系数的必要性、原理及方法 2 （二）测试方案设计 4 （三）测试条件 5 （四）热物性测试施工组织设计 5 （四）地源热泵工程岩土层热物性测试报告格式 6 二、测试装置、软件简介 10 （一）YTTRT型岩土热物性参数测试仪 10 （二）岩土热物性及地埋管换热特性测试分析软件-Geotest 10 （三）软件简介 11 （四）软件特点 11 （五）资格证书 13 （六）荣誉证书 15 三、产品设计、制造、测试、验收的主要标准 18 四、投标企业简介、资格证书、质量体系文件等证明文件 20 （一）企业简介 20 （二）资格证书 22 五、近三年同类工程项目业绩 28 第一部分 热物性测试费 序号 项目 规格 单位 数量 单价(元) 合计(元) 备注 1 钻孔 150mm*105m m 1470 共计 2 垂直管材 De32 m 1470 双U型管 3 U型弯头 De32 个 14 双U弯头 4 现场测试费 次 14 12000.00 168000.00 5 管理费、措施费及其他 项 6 小计 项 　 7 税金 项 3.5% 9 总计 10 总计（） 特别说明： 用水、用电需由甲方协调解决； 测试孔作为正式工程的前期准备工作，虽然工程量小，但是前期设备的准备、运输、装卸、施工人员的调配其它工作的准备等都需要精心的实施，且测试孔作为实验，钻孔风险大，所以钻孔费用较正式施工高； 测试孔位置由甲方配合确定，应尽量考虑测试孔能够应用在后期设计的地源热泵系统中。 第二部分 技术方案 一、测试钻孔及热物性测试方案 （一）现场测量岩土导热系数的必要性、原理及方法 1.前言 深层地下岩土导热系数是设计地源热泵系统地热换热器的重要参数。通常用现场测量结合参数估计法来确定深层岩土导热系数。已有模型在确定钻孔内热阻时，一般都需要较为详细确定钻孔内埋管的布置与几何尺寸、导热系数以及回填材料的导热系数等。鉴于测量的困难和钻孔内埋管埋设的不确定性，这些参数的误差均较大，从而影响最终物性结果的可靠性。 2.测试必要性 测试孔能够提供设计和安装竖直地埋管地热换热器系统所需要的岩土层热物性及其构造的基础数据。通过测试孔采集不同深度的土石样品，对其进行热物性测试与分析，为地埋管设计提供基础数据。钻探测试孔，探明施工现场岩土层的构造，为合理选用钻孔设备，确定钻孔费用和钻孔时间提供第一手资料。同时可根据测试孔的钻探结果，对地埋管深度和单、双U型埋管的选择提出建议。通过测试孔，我们可以清楚的知道单位孔深换热量，此换热量是地热换热器设计中最重要的数据，它是确定地热换热器容量、确定热泵参数、选择循环泵流量与扬程、计算地埋管数量与尺寸等的依据。 3.测试原理 地热换热器（一个回路）的结构如图1。为简化分析，引进如下假设： 1）钻孔周围岩土是均匀（设计所需是平均参数）； 2）埋管与周围岩土的换热可认为是钻孔中心的一根线热源与周围岩土进行换热，沿长度方向传热量忽略不计（孔径较小，一般约150mm，钻孔深度100m）； 3）埋管与周围岩土的换热强度维持不变（可以通过控制加热功率完成）。简化后的物理模型如图2所示。 根据上述假设，由地热换热器与其周围岩土换热的换热方程可确定管内流体平均温度与深层土壤的初始温度（也是假设的无穷远处的土壤温度）之间的关系为： 其中：，为指数积分函数。 db 钻孔直径，m； cs 岩土的比热，w?s/kg?k； ks 周围岩土的导热系数，W/m?℃； ql 单位长度线热源热流强度，W/m； Ro 单位长度钻孔内的总热阻，℃?m/w； Tf： 埋管内流体平均温度，℃； Tff： 无穷远处土壤温度，℃； ρs 岩土的密度，kg/m3； τ 时间，S。 利用传热反问题求解，结合最优化方法同时确定Ro和ks，求解时估算ρscs一近似值（譬如200000 w?s/m3?k）。由于求解对其不敏感，无须迭代修改估算值的偏差，这样该问题就变为Ro和ks双参数估计问题。 4.测量装置和测量方法 测量装置内部主要结构如图3，现场测量装置与地热换热器一个回路联接示意图见图4。测量仪器主要部件由加热器、循环水泵、温度测量装置、流量测量装置、信号变送装置、微机控制与处理装置等构成。测量仪中的管路与地热换热器地下回路相接，循环水泵驱动流体在回路中循环流动，流体经过加热器加热后流经地下回路与地下岩土进行换热。测得的出、入口流体温度、流体流量、加热功率等经