岩土热物性测试相关问题探讨
摘要
作为地埋管换热器设计的主要依据,岩土热物性参数的测试成为近几年讨论的热点之一.尽管已经有十几年的应用,但在岩土热物性测试方面仍然存在诸多问题,主要集中在测试方法、测试设备以及测试数据分析模型和算法方面.原位热响应试验是获取岩土热物性参数的主要手段。可分为稳定热流热响应试验和稳定工况热响应试验。热物性参数是岩土的固有属性,其数值不应受试验条件的改变而发生变化然而通过试验发现,不同的试验条件稳定热流热响应试验的结果并不相同。之所以不同试验条件计算的岩土综合导热系数不同,其原因有两方面:线热源模型本身的问题;不同的加热功率使得地埋管换热器周围温度梯度不同,对岩土中水分迁移产生或多或少的影响,进而导致综合导热系数不同。实际工程应用中,由于测试设备的问题导致地埋管地源热泵项目失败的案例很多。由于国内没有相关的标准规范,各个厂家生产的测试设备的精度和可靠性等方面性能参差不齐。目前原位热响应试验数据分析通常采用线热源模型和柱热源模型。两种模型都存在基本假设条件与实际情况不相符的问题。国内目前依然是通过热响应试验获得岩土综合的、平均的导热系数。这种测试及数据分析方法,不能真实反映不同地层换热情况,直接影响地埋管换热器设计的合理性。