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丰县中医院新城分院地源热泵工程 地下埋管换热器热响应测试报告 中国矿业大学力学与建筑工程学院热能利用研究所 徐州纳奇能源科技有限公司 2014-06-26 目 录 1 工程简介 1 2 地源热泵系统简介 1 2.1 工作原理 1 2.2 地源热泵的特点 1 2.3 地源热泵适用性与地下换热器换热性能影响因素分析3 2.3.1 地温因素4 2.3.2 岩土热物性4 2.3.3 埋管形式4 2.3.4 埋管深度5 2.3.5 埋管间距6 2.3.6 季节性地下岩土热平衡问题6 3 地埋管换热器热响应测试6 3.1 测试目的7 3.2 主要测试内容7 3.3 测试原理与方法8 3.3.1 测试依据8 3.3.2 测试仪器与原理8 3.4 测试方案 11 3.4.1 测试孔的定位 11 3.4.2 测试过程12 4 岩土层结构 14 5 测试结果与数据分析 15 5.1 试验井测试结果15 5.1.1 岩土初始平均温度的确定15 5.1.2 试验井土壤导热系数的确定15 5.1.3 试验井夏季工况岩土排热能力的确17 5.1.4 试验井冬季工况岩土取热能力的确定18 5.2 测试结果汇总21 6 测试结论与分析23 丰县中医院新城分院地源热泵工程地下埋管换热器热响应测试报告 1 工程简介 江苏徐州丰县中医院新城分院项目位于丰县开发区，东环路东侧，经六路西 侧，南方路南侧，南环路北侧，地势平坦，交通便捷。该工程建筑物主要由病房 综合楼、急诊楼和辅助用房及地下车库组成。用地面积85 亩，规划分为二期， 其中一期为住院楼和门急诊楼、二期为住院综合楼和医技楼以及配套设施用房。 总建筑面积91597 平方米，地下建筑面积为22268 平方米。 工程以节能、环保、低碳为设计理念，拟采用地源热泵系统作为中央空调冷 热源。按照规划要求，设计U 形竖直埋管换热形式，地埋换热管下管深度100m 。 由于地源热泵设计的特殊性，需为后期地埋管换热器设计和施工提供比较准确的 地质和换热数据，因此受项目工程部委托，本次测试主要完成该工程2 处试验孔 地下埋管换热器的热响应试验。测试目的在于通过实际测试孔勘查地质情况，并 通过测试获取试验孔的换热性能和岩土热物理性能，以期对该工程土壤源热泵系 统的工程决策、设计和施工提供参考和数据支持。 2 地源热泵系统简介 2.1 工作原理 地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地 表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高 品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵 供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温 度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地下去。实质上是利 用土壤的蓄冷和蓄热性能，通过中间介质在封闭的地下换热器中循环流动，从而 实现与土壤的热交换。通常地源热泵消耗1kW 的能量，用户可以得到4kW 以上 的热量或冷量。与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90% 以上的 电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热 节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；由于地源热泵的 热源温度全年较为稳定，一般为10～25 ℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4 ，与 传统的空气源热泵相比，要高出 40%左右，其运行费用为普通中央空调的 50～ 60 ％。 2.2 地源热泵的特点 1 丰县中医院新城分院地源热泵工程