浅层地热能热响应测试仪检测台的研制及应用研究

【摘要】：我国经济持续快速地发展，对能源的要求也随之快速增长，生态环境逐渐恶化，威胁到可持续发展的道路。浅层地热能由于其节能环保的特点受到了广泛重视。 近年来，我国地源热泵技术发展迅速，随之而来的问题也越来越多。一些地源热泵实际工程中，会出现提供负荷过大或过小的现象，经过分析发现主要原因是地源热泵系统设计时缺少比较准确可靠的岩土热物性参数。由此可以看出，准确的岩土热物性参数是影响地源热泵系统的一个重要因素。目前，获得岩土热物参数性最为有效技术措施是现场热响应测试法。现场热响应的方法是利用地埋管换热器采用人工冷源或热源向地下岩土体连续制冷或加热，通过记录地埋管换热器进、出口的温度变化和管内流体的流量进而分析测量岩土热传导的性能。 热响应测试主要通过热响应测试仪来实现，我国有多家单位都研制热响应测试仪，但是这些仪器都处在自主研发、自主应用的状态下，对于测试结果尚无正规的检测认证，很多热响应测试仪器在测量的准确性方面都存在问题。为确保产品的质量，促进行业的良性发展，需对热响应测试设备的性能进行科学的检验和衡量。若采用实际地埋管换热孔对仪器进行性能检测，会受到自然降雨、地层中变温层温度发生变化等环境因素的影响，“换热孔”的热物性参数会发生变化，也就是说实际地埋管换热孔并不标准。 为了检测热响应测试仪求解热物性参数的误差，在线热源模型的相关理论基础下进行改进和创新，结合传热基础原理设计了一热响应测试仪性能检测平台。该检测台可以模拟不同参数的实际地埋管换热孔，对热响应测试仪的精度和准确性进行检测。分别利用实际地埋管换热孔及检测台对5台不同类型的热响应测试设备进行试验，对比验证检测台的可靠性。利用所开发的检测台对一台热响应测试仪的性能检测进行详细说明。结果表明，该检测台的出水温度可按控制要求稳定输出，可以代替实际地埋管换热孔对热响应测试设备进行在线性能检测。被检测的热响应测试仪的精度合格，测量导热系数的误差为1.4%。通过了解该热响应测试仪的精度和导热系数的误差，为提高地埋管换热器设计的准确性提供依据。 【关键词】：地源热泵 岩土导热系数 热响应测试仪 检测台
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P314
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 地源热泵的发展研究现状9-11
• 1.3 热响应测试仪的发展研究现状11-16
• 1.4 课题的研究意义和内容16-19
• 1.4.1 课题的研究意义16-17
• 1.4.2 课题的研究内容17-19
• 2 热响应测试仪检测台的理论分析19-27
• 2.1 岩土热响应测试的必要性19
• 2.2 热响应测试的原理19-20
• 2.3 热响应测试仪的测试方法20-21
• 2.4 岩土热物性的计算模型21-24
• 2.5 检测台的理论基础24-26
• 2.6 本章小结26-27
• 3 热响应测试仪检测台的研制27-46
• 3.1 检测台系统设计27-33
• 3.1.1 精度检测设计27
• 3.1.2 准确性检测设计27-28
• 3.1.3 检测台系统的深化设计28-29
• 3.1.4 检测台的设备选型29-33
• 3.2 检测台模型的建立33-40
• 3.2.1 建立检测台的数学模型34-37
• 3.2.2 检测台控制模型的建立37-40
• 3.3 检测台的施工搭建40-41
• 3.3.1 检测台的系统搭建40-41
• 3.3.2 检测台的查漏和保温41
• 3.4 检测台的调试41-45
• 3.4.1 各设备之间的通讯42
• 3.4.2 水泵、热泵、电加热器的启停42-43
• 3.4.3 流量及出水温度输出调试43
• 3.4.4 测试平台和待检测设备的联合运转43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 4 实际地埋管换热孔验证检测台可靠性46-59
• 4.1 标准孔的搭建47-49
• 4.2 标准孔测温49-51
• 4.3 标准孔现场导热系数测试51-55
• 4.4 检测台的可靠性验证55-57
• 4.5 本章小结57-59
• 5 热响应测试仪检测台的应用59-68
• 5.1 确定待检测热响应测试仪的各项参数59-60
• 5.2 检测前的准备工作60-61
• 5.3 TRT 设备性能检测的试验步骤61-64
• 5.3.1 精度检测试验61-63
• 5.3.2 准确性检测试验63-64
• 5.4 测试的数据处理及分析64-67
• 5.4.1 精度检测的数据分析64-66
• 5.4.2 准确性检测的数据分析66-67
• 5.5 本章小结67-68
• 结论与展望68-69
• 参考文献69-74
• 在学研究成果74-75
• 致谢75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于地源热泵的便携式岩土热物性测试仪的研制与应用    李晓东 ,于明志,李雨桐

现场测量深层岩土热物性方法    于明志,方肇洪

地源热泵埋管换热器传热模型的研究进展    仇君;李莉叶;朱晓慧;

土壤源热泵的研究    魏先勋,李元旦,林玉鹏,曾光明

地源热泵地下管群换热器设计施工问题    王勇,付祥钊,曾淼,胡鸣明,刘宪英

地源热泵——建筑节能新技术    刁乃仁,方肇洪

关于地埋管换热器热响应试验的讨论    方亮;张方方;方肇洪;

基于线热源和圆柱热源理论的岩土热物性比较    梁家友;陈定艺;

土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的研究    姚杨,马最良,余延顺

太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析    曲云霞,方肇洪,张林华,李安桂

浅层岩土体热物理性质原位测试仪的研制及传热数值模拟    王庆华

中国地区土壤源热泵系统研究进展评述    袁艳平;曹晓玲;雷波;杨从辉;

地源热泵竖埋U形换热器一维数值模型    李茜;苏华;李晓虹;张燕;

复合土壤源热泵系统在合肥地区的应用分析    张虎;程海峰;

太阳能·地源热泵供暖系统在新农村中的应用前景探讨    李国栋;解国珍;梁辰;法晓明;

冷凝器性能实验仿真软件    王文晶,郭 航,肖远立,徐榕

地源热泵U型管地下换热器的CFD数值模拟    宋小飞;温治;司俊龙;

BTR-4000型地层热物性原位测试仪及其应用    王庆华;孙友宏;陈昌富;吴晓寒;

基于组态软件、智能模块及PLC的岩土热物性原位测试仪监控系统    张楠;孙友宏;王庆华;

地源热泵设计参数原位热响应测试的方法及实验    吕朋;孙友宏;王庆华;吴晓寒;

现场测试地层平均热物性参数方法初探——以北京某工程地源热泵系统地层热物性测试评价工程为例    韩华;孙保卫;王峰;毛向阳;周复宗;

地源热泵岩土热响应测试影响因素分析    王沣浩;颜亮;冯琛琛;王新轲;

土壤耦合热泵系统的热响应实验方法研究    余龙;余延顺;

地源热泵垂直地埋管换热器相干性数值模拟研究    袁瑗;王瑾;柳建华;李新林;李书生;李振;

基于岩土热响应测试的地埋管换热器取放热量设计计算方法    张志鹏;马宏权;夏振云;史林林;

单、双U换热器地热井热响应测试与分析    丁海英;陈强;

地埋管地源热泵系统地下换热器热(冷)响应测试车研制    毕文明;楼洪波;

关于对地源热泵系统工程推行与实施监测和监管机制的建议    汪训昌;

岩土热响应试验测试仪应用及其存在问题    王秉忱;田廷山;李文鹏;赵继昌;张玲;

地埋管地源热泵系统岩土体热物性参数研究    毕文明;郭艳春;王琳;

地埋管换热能力测试方法研究    田信民;于彦;唐永香;

太阳能地下混凝土存取热试验研究与数值模拟    赵研

复合式热泵供热系统的耦合特性研究    刘逸

季节性蓄热太阳能—土壤耦合热泵系统运行特性及优化    王潇

地埋管相变回填材料的理论分析与实验研究    雷海燕

竖直埋管地源热泵恒温恒湿空调系统研究    余鑫

孕镶金刚石仿生结构耐磨性能的研究    王传留

地下水源热泵影响下的沈阳城区地下水系统数值模拟研究    周浩

U型竖直地埋管换热器热响应模型及其算法研究    杨伟

地源热泵地下套管式埋管换热器性能研究    魏唐棣

竖直埋管型地源热泵地下传热及热力性能的研究    赵军

地源热泵系统岩土热物性测试与地下温度场影响因素分析    胡磊

BTR-4000型地层热物性原位测试仪及其应用    王庆华;孙友宏;陈昌富;吴晓寒;

土壤导热系数的现场测试方法    周亚素;

地源热泵中U型埋管传热过程的数值模拟    杨卫波;施明恒;

基于地源热泵的便携式岩土热物性测试仪的研制与应用    李晓东 ,于明志,李雨桐

煤与岩石的导热系数研究    彭担任,赵全富,胡兰文,王钦福,贺本军

土壤源热泵单元埋管换热器热响应曲线热电比拟分析    曹琦;

现场测量深层岩土热物性方法    于明志,方肇洪

地源热泵的运行特性模拟研究    王景刚,马一太,张子平,王侃宏,候立泉

地热换热器的传热分析    方肇洪,刁乃仁,曾和义

冰蓄冷技术的应用和发展    吴喜平

土壤及其与黄沙混合物导热系数的实验研究    张旭;高晓兵;秦慧敏;陈沛霖;

天然气水合物孔底冷冻取样方法的室内试验及传热数值模拟研究    郭威

U型垂直埋管式土壤源热泵运行特性的实验研究    侯立泉

地源热泵地下垂直式埋管换热器换热研究    王欣

地下土壤导热系数计算方法及结果分析    余传辉

地下水渗流对地源热影响的研究    王庆鹏

基于现场热响应测试方法的地下岩土热物性分析    刘春雷;王贵玲;王婉丽;蔺文静;

热响应测试实例及问题分析    席雪萍;孙振营;

地源热泵设计参数原位热响应测试的方法及实验    吕朋;孙友宏;王庆华;吴晓寒;

火烧环境下包装箱结构的热响应有限元模拟    黄鹏;郝志明;黎维芬;胡绍全;

岩土热响应测试计算软件的研发与应用    邹勤;李宁;卢军;黄光勤;

生物组织光热响应及其实验研究    杨洪钦;炉庆洪;谢树森;陆祖康;

垂直地埋管现场热响应试验研究    姚文江;杜建国;徐雪球;

采用不同方式的地埋管换热器热响应测试——以中新天津生态城公屋展示中心项目为例    刘九龙;陈效文;姚木生;唐永香;袁小飞;李麟;

细胞外溶液的近红外光热响应取决于其吸收特性    关魁文;李新宇;刘佳;孙长森;

汶泗河冲洪积扇松散层现场热响应试验数据分析及应用——以兖州市南郊试验场为例    史启朋;

一种岩土热响应试验测试仪的技术研发    张自强;王智超;高松;李永;金喆;

岩土热响应试验测试仪的开发与应用    李永;王智超;李效禹;

地源热泵热响应测试及影响因素分析    付文成;朱家玲;张伟;胡涛;

岩土热响应测试影响因素探讨    王启善;佟娜娜;朱正勇;王蕾;齐含飞;朱伟;黄小海;

岩土热响应试验在工程中的应用    许浩天;祝健;

低密度防热材料热响应数值模拟及防热机理研究    王淑华;张学军;张友华;

两种岩土热响应测试方法对比    丁勇;黄昕;贾宇;

地源热泵系统岩土热响应试验中的一些问题分析    吴晓寒;王陈栋;

地源热泵热响应测试结果影响因素分析    冯琛琛;王甜;张鑫;郝吉波;王沣浩;

岩土热响应试验中的温度研究    曹袁;瞿成松;徐丹;

火灾环境下液化气储罐热响应动力过程的研究    邢志祥

基于热电制冷技术的热响应测试系统研制    吕朋

地源热泵系统土壤热响应试验的改进方法    贾捷

岩土热响应测试仪的研制与实验研究    尹振江

断电对岩土热响应测试影响的研究    王海标

火灾环境中液化气储罐热响应行为的数值分析    葛秀坤

同步冷热响应岩土热物性测试仪及冷热源的研究    孙彪

地源热泵系统岩土热响应试验及能效测评    胡磊

火烧环境下含炸药结构热响应行为的数值模拟研究    吴松

同步冷热响应岩土热物性测试仪及其测试条件研究    周群

基于恒温法与恒热流法的土壤热响应测试研究    王继林

浅层地热能热响应测试仪检测台的研制及应用研究    杨雪