[發明專利]一種地下巖土分層熱物性現場熱響應測試方法有效

申請號：	201210207869.4	申請日：	2012-06-20
公開（公告）號：	CN102721722A	公開（公告）日：	2012-10-10
發明（設計）人：	楊衛波	申請（專利權）人：	揚州大學
主分類號：	G01N25/20	分類號：	G01N25/20
代理公司：	南京中新達專利代理有限公司 32226	代理人：	孫鷗;朱杰
地址：	225009 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種地下巖土分層物性現場響應測試方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于地源熱泵空調利用技術領域，具體涉及到一種可測定地下不同深度處巖土熱物性參數的一種地下巖土分層熱物性現場熱響應測試方法。

背景技術

在本發明之前，現有地下巖土熱物性現場熱響應測試方法通常是在恒熱流工況下，將測量測試孔埋管循環液進出口溫度、流量及加熱功率，通過一定的傳熱模型對測試數據進行反演得到埋管現場平均巖土熱物性值。而實際情形是，由于地下埋管埋設較深，在此深度范圍內巖土類型分布通常是不均勻的，且不同深度處土壤含濕量與地下水滲流速度也不一樣，導致其熱物性沿深度方向變化較大，這對精確確定埋管深度有很大影響。因此，現在的測試方法無法獲得不同深度處的巖土熱物性分布，也就無法做到提高測試精度、改善地下埋管優化設計方法。

發明內容

本發明的目的就在于克服上述缺陷，提出一種地下巖土分層熱物性現場熱響應測試方法。

本發明的技術方案是：

一種地下巖土分層熱物性現場熱響應測試方法，其特征在于，所述測試系統包括保溫水箱、可調電加熱器、水泵、電磁流量計、流量調節閥、光纖溫度傳感器及數據采集裝置，保溫水箱內設有可調電加熱器，且可調電加熱器、電磁流量計及光纖溫度傳感器通過信號傳輸線與數據采集裝置連接，它的實施步驟如下：

(1)在埋管現場，按照實際設計情況鉆測試孔，選取與插入U型管，并用回填材料進行回填；

(2)對地下土壤進行深度方向分層，根據溫度測點布置要求將光纖溫度傳感器插入U型管兩支管內，以測量不同深度層土壤原始溫度及運行時的流體溫度；

(3)連接U型管與地上測試裝置循環水管道進出口，并用絕熱材料做好外露管道絕熱保護工作；

(4)靜置至少48小時后，測量不同深度層U型管的兩支管即進水支管與出水支管內水溫度，以獲得各層土壤的初始溫度；

(5)開啟電加熱器和循環水泵，并保持加熱器功率恒定，同時以一定時間間隔記錄不同時刻的測量數據：不同深度層U型管兩支管內水溫、循環水流量、加熱器加熱功率，測試約48小時后停止；

(6)利用下述方法對測試數據進行處理得到各層土壤的導熱系數、容積比熱及鉆孔熱阻值，具體為：

根據線熱源理論，對每層土壤有：

T_f，k＝m_klnτ+b_k????(1)