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T／CECS 730-2020 地埋管地源热泵岩土热响应试验技术规程(完整正版扫描、清晰无水印).pdf

目总则(23)2 术语(25)3测试装置(26)3. 1一般规定(26)3.2装置本体（26)3. 3仪器仪表(29)4测试钻孔(30)4.1一般规定(30)4.2钻孔施工(31 )4. 3下管回填(32)5测试方法(34)5. 1一般规定(34)5.2测试要求(35)5.3岩土热物性参数计算(39)6 测试报告(42).21.

1.0.2本规程适用范围为采用地理管作为换热器，利用浅层地热

1.0.2本规程适用范围为米用地理 作为换热器，利用浅层地热 能作为低温热源/热汇的地源热泵系统，包括竖直地理管系统和能 源桩系统。地理管地源热泵系统岩土热响应试验，包括测试装置 测试钻孔、测试工作开展具备的技术条件、测试方法以及最终形成 的测试报告的技术要求。

2.0.2岩土综合热物性参数

工程设计中，最重要的是地埋管换热系统的换热能力，这主要 反映在地理埋管换热器深度范围内的综合岩土导热系数和综合比热 容两个参数上，综合系数是由于地质结构的复杂性和差异性DB51／T 2653-2019标准下载，是不 司岩土分层、不同含水及渗流因素综合影响下的参数，是通过现场 试验得到的，是一个反映多因素影响的综合值，综合导热系数等同 于多孔介质传热中的有效导热系数

2.0.9钻孔地质综合柱状图

钻孔地质综合柱状图是为描述钻孔穿过岩层的层性、厚度、岩 性、结构构造和接触关系、地下水深度、钻孔结构和钻进等情况而 绘制的，是地下勘探信息可视化的基本工具

3.1.1岩土热响应试验装置尚无专用产品规范，为满足测试工作 需要，达到测试精度要求，对测试装置提出了制造生产要求，测试 装置应为按照用户协议，符合产品制造规定程序，进行生产制造的 合格产品，各功能部件及测试仪器仪表也应达到本规程要求。按 照企业标准由品质控制部门确认或由采购方检验认证产品合格 达到委托生产要求

3.1.2岩土热响应试验装置需满足岩土热响应试验工况需求，

土热响应测试可分为两种测试工况：模拟夏李放热工况，模拟冬李 取热工况。根据调查，目前全世界范围内已有调查记录的32个国 家中，约90%的热响应测试方法采用的是单一放热工况。而仅有 中国、西班牙、荷兰、意大利和日本探索采用了放热与取热双工况 的测试方法。究其原因，一方面，在模拟放热工况下测试设备的构 成易于实现，测试过程易于掌控；另一方面，与测试相适应的理论 分析方法更为成熟，通过测试得到的数据波动性小、连续性好，能 够较准确地得出真实的岩土热物性参数。因此，规定岩土热响应 试验装置必须具有模拟放热工况的热源装置和信号采集装置，模 拟吸热工况的冷源装置则为选配，不做强制性要求。 3.1.3由于试验装置需要在测试场地连接电源，电源电压受现场

2.1对岩土热响应试验装置出厂时外表面及标识做出规定，方 26

便测试人员便捷地连接组装和操作应用。岩土热响应试验装置出 厂时外表面应无明显划伤、锈斑和压痕，表面光洁，喷涂层均匀，色 调一致，无流痕、气泡和剥落，各种接口标识明确，如输入电源参 数、电源及管道接口等信息。

3.2.2岩土热响应试验装置应用阶段为项目前期阶段，为适应运

撤及不同场地的多样复杂测试条件，对测试装置本身结构提出具 本要求。测试装置的检查门为了便于检修需要灵活、安全设置，同 时考虑到搬运和测试等情况，检查门应注意保证严密闭合，避免影 向测试或者伤及测试人员。 为了缩短试验装置与试验孔地埋管间连接距离，降低其在测 式过程中与周围换热对测试结果产生不利影响，测试仪器的放热 装置应临近测试钻孔，因此，在特殊天气下的防护措施十分重要， 装置具备防渗防冻措施，以避免因此导致的测试中断。 此外，以水作为循环介质的时候，进水口、排水口设置对测试 装置的便捷性也具有较大影响，尤其是排水口设置，需要考虑设置 在容器最底部，确保排水顺畅。

3.2.3试验装置使用场合多为室外，为保证试验装置使用寿命和

3.2.4试验装置为多种设备集成装置，冷（热）源装置是组成测试

3.2.5试验装置应注意节能性，采用水泵的性能满足国家产品能

效要求是基础，若选用水泵产品流量低于现行国家标准《清水离心 泵能效限定值及节能评价值》GB19762中规定产品流量下限的 则参照此标准中最低流量产品能效要求

证测试装置质量的基本措施。试验装置应考虑测试钻孔深度不 同，所有配件承压能力应满足其测试深度范围内的压力要求，

证测试装置质量的基本措施。试验装置应考虑测试钻孔深度不

节两种方式实现，采用变频水泵是较为方便的形式，但是要注意变 频器谐波对电加热控制装置的影响，必须安装滤波器避免相互十 扰，确保加热功率的稳定性

3.2.9恒热流测试法加热功率应接近测试孔实际放热

钻孔深度不同，加热功率设置应不同，加热功率可进行分级设置， 最小一挡可以采用可调变压器调节加热量，采用加热器数量调节 也可以采用加热器连续功率进行调节。加热量可根据测试孔深度 和相关经验值设置，ASHRAE推荐加热功率应为每米钻孔50W~ 80W，大致为实际U形管换热器高峰负荷值。

80W，大致为实际U形管换热器高峰负何值。 3.2.10本条是从安全角度对试验装置进行规定，防止在设备发 生故障时造成更大的损失，避免因使用环境温度导致设备损坏。 3.2.11岩土热响应试验装置采用电加热作为水路加热热源并对 出水温度进行控制，采用变频水泵提供额定的水流量，装置的安全 性能应满足国家相关标准要求，

3.2.12岩土热响应试验装置模拟夏季工况的放热试验，系统的

进口水温及水量相对稳定，土壤换热过程非常缓慢，需要测试时间 较长，为减少现场记录工作量，要求具有数据采集及存储功能。不 司阶段出口水温的变化幅度不同，因此要求采样周期可调，为保证 数据的准确性，采样周期不应大于5min。土壤温度测试根据采用 测试方法不同，可以采用分层布置温度传感器测量和无功循环法 测量，其中分层温度传感器测试方法可以采用地埋管内充水静止 后布置温度传感器采集和地理管外壁贴附温度传感器采集两种方 式。

3.2.13在实际工程中，岩土热响应测试的持续时间长，在测

间内，循环水箱、测试车壁面等都不可避免地与测试环境发生热交 换，对测试结果产生影响，因此，做好循环放热系统各环节装置外 表面保温、降低环境温度影响十分必要，以防止环境温度波动导致 的热损失变化。

有环境适应性，方便运输至现场开展测试工作。

3.3.2温度传感器的测量范围应为测定温度的1.2倍～1.5倍， 传感器测量范围和精度应与二次仪表匹配，并高于工艺要求的精 度。安装位置应考虑太阳辐射等可能的影响因素，并做好保护。 3.3.3根据选择流速及地理管孔径，可确定测试孔流量；流量传 感器类型多样，安装时要注意按照传感器的安装要求，避免测量误 差的发生；流量具有瞬态值输出功能，便于计算对应时刻的参数及 记录变化规律

传感器测量范围和精度应与二次仪表匹配，并高于工艺要求的精 度。安装位置应考虑太阳辐射等可能的影响因素，并做好保护

传感器测量范围和精度应与二次仪表匹配，并高于工艺要求

感器类型多样，安装时要注意按照传感器的安装要求，避免测量误 差的发生；流量具有瞬态值输出功能，便于计算对应时刻的参数及 记录变化规律

感器类型多样，安装时要注意按照传感器的安装要求，避免测

3.3.4功率计量设备宜保证测量分辨率<1W；工作环境：电源为

3.3.5测试用的仪器仪表应按照国家计量标准进行检定和校准，

确保其准确性和精度，采用在有效期内的计量仪器仪表是确保试 验准确性的前提，因此做此规定，测试仪器仪表需具有有效期内的 检验合格证、校准证书或测试证书。

4.1.1岩土热响应试验钻孔前调查场地的基本信息，主要有三方 面的原因。一是通过调查场地面积、地貌和已有建筑物等基本信 息，选择适合的钻孔位置；二是避让场地中现有建筑及设施，确保 钻孔不会对建筑基础、市政设施、历史遗迹等造成损害；三是确认 场地满足施工机具安装和钻孔工作开展的条件，同时确认道路情 况满足岩土热响应试验装置的运输要求，

4.1.2现行国家标准《地源热泵系统工程技术规范》GB50366

对地理管岩土热响应试验给出了推荐进行和必须进行的范围，热 响应试验钻孔数量在不低于国家标准的要求下，还要根据对测试 地点的地质条件和场地分散情况进行综合分析后确定，当地埋管 理设区域比较分散或场区地质条件差异大时，应根据设计和施工 的要求划分区域，分别设置测试孔，相应增加测试孔数量。

系统的前提。地源热泵系统方案设计之前，应根据实地查情 况选择测试孔的位置及测试孔的数量，确定钻孔、成孔工艺及测试 方案。如果在打孔区域内，由于设计需要，存在成孔方案或成孔工 艺不同，应各选出一个孔作为测试孔，并分别进行测试；此外，对于 地埋管换热器埋设面积较大或地埋管换热器埋设区域较为分散或 场区地质条件差异性大的情况，应根据设计和施工的要求划分区 域，分别设置测试孔，相应增加测试孔的数量，进行岩土热物性参 数的测试。

4.1.4通过对岩土层分布、各层岩土土质以及地下水情况的堂

括地下水水位、地下水流动状况，对于大型地埋管地源热泵项目， 需要岩土热响应试验孔数为2个以上时，可以进行地下水流动情 况分析。小型项目，试验孔为单孔而无法进行流动情况分析时，可 以不进行。钻孔地质综合柱状图是指通过现场钻孔勘察，并综合 场区已知水文地质条件，绘制钻孔揭露的岩土柱状分布图，获取地 下岩土不同深度的岩性结构。

4.2.1测试孔施工不同于常规水井施工和常规空调管道安装，需 要具有相关地勘资质及地源热泵施工经验的队伍来实施，以保证 钻孔工作的顺利开展

4.2.2当室外温度低于0℃时，存在回填灌浆材料冻结风险，会

条件，同时做好泥浆的存储或转运措施，防止因此对场地周边环境 造成污染，

材料、回填方式等因素，对测试结果和回归得到的岩土热物性参数 有直接影响，为了使热响应试验结果对地埋管设计有实际指导意 义，必须保证测试钻孔和实际孔完全一致，否则不可采用

材料、回填方式等因素，对测试结果和回归得到的岩土热物性

回填料宜采用膨润土和细砂（或水泥）的混合浆，达到强化传 热和降低水力渗透系数的目标，现场钻孔得到的场地原土需达到 此两项功能要求，否则不可作为回填材料。当地埋管换热器设在 密实或坚硬的岩土中时，宜采用水泥基料回填。应提前计算好回 填料用量，现场备足砾料

触，为避免对地下环境造成污染，特别明确其必须符合国家现有标 准要求，不可以使用禁止、淘汰的产品。

4.2.6换热孔钻孔方法应根据地质条件选择，根据施工经验总 结，推荐： （1）第四系细颗粒地层宜采用回转钻进； （2）第四系粗颗粒地层宜采用回转钻进或冲击钻进； （3）基岩地层宜采用潜孔锤钻进； （4）若基岩地层上覆第四系地层，则钻进第四系地层时应采用 跟管钻进，但跟管深度不宜大于40m。 4.2.7考虑钻孔过程中的岩土碎屑掉落，以及泥浆沉淀等因素， 钻孔深度比测试地理管换热器理设深度增加一些，以保证地理管 换热器下管至预设深度。 4.2.8换热孔钻孔采用相同口径便于施工，便于后续实际用孔实 现与测试孔的一致性。在特殊复杂地层存在钻孔导致局部孔径变 化的地方，采用护壁套管可以有效保障孔径与上下的一致性。 4.2.9针对目前我国常用的两种地埋管换热器管径型号DN25 和DN32，分别提出采用单U形和双U形时的钻孔孔径，推荐孔

4.2.7考虑钻孔过程中的岩土碎屑掉落，以及泥浆沉茨

钻孔深度比测试地理管换热器理设深度增加一些，以保证地

钻孔深度比测试地理管换热器理设深度增加一些，以保证地理管 换热器下管至预设深度。 4.2.8换热孔钻孔采用相同口径便于施工，便于后续实际用孔实 现与测试孔的一致性。在特殊复杂地层存在钻孔导致局部孔径变 化的地方，采用护壁套管可以有效保障孔径与上下的一致性。 4.2.9针对目前我国常用的两种地埋管换热器管径型号DN25 和DN32，分别提出采用单U形和双U形时的钻孔孔径，推荐孔 径综合考虑了施工技术难度和成本，在满足地埋管换热器安装需 求的同时，为了保证灌浆管能正常工作，钻孔孔径应大于地埋管与 灌浆管组件尺寸。

4.2.8换热孔钻孔采用相同口径便于施工，便于后续实际用

现与测试孔的一致性。在特殊复杂地层存在钻孔导致局部孔径变 化的地方，采用护壁套管可以有效保障孔径与上下的一致性。

4.2.9针对目前我国常用的两种地埋管换热器管径型号D

和DN32，分别提出采用单U形和双U形时的钻孔孔径，推荐孔 径综合考虑了施工技术难度和成本，在满足地埋管换热器安装需 求的同时，为了保证灌浆管能正常工作，钻孔孔径应大于地埋管与 灌浆管组件尺寸。

4.2.10钻孔方式不同易导致孔底沉渣，如不进行沉渣去除，会景

4.2.11实际用孔施工过程中应确保钻机钻杆垂直度，是为了避

免深部钻孔垂直交叉，垂直度可通过钻机水平面上设置框式水平 仪来控制，为保证热响应试验钻孔和实际用孔各项物理参数的 致性，试验钻孔的垂直偏差也做同一要求，竖直钻孔群的试验孔垂 直偏差应在间距与管长比例范围内，避免钻孔连通。

4.3.1为防止钻孔完成后由于放置时间较长而导致的孔洞塌陷，

4.3.1为防止钻孔完成后由于放置时间较长而导致的孔洞塌陷： 钻孔壁及地面渣土掉落等不利因素影响，地埋管换热器安装应在

4.3.2地埋管换热器组装质量对岩土热响应试验影响巨大，若存

在质量问题，可能导致泄露，则后续工作无法正常开展，也不具备 对实际用孔的指导作用，因此，为保证热响应试验的准确性，需要 提前将地埋管换热器在地面上组装完成，或者直接订购地理管换 热器成品，同时，确保没有问题后再进行安装

在质量问题，可能导致泄露，则后续工作无法正常开展，也不

4.3.3地埋管换热器水压试验后，带压下管有利于克服钻孔中

能存在的泥水混合物浮力作用，缓慢连续下管和设置管卡等

4.3.4为方便后期与岩土热响应试验装置的连接，下管完毕后

4.3.6回填材料应根据当地的地质条件进行选配，由于非单一物

质的性能发挥与混合物比例相关，因此要求在回填料使用前将其 充分搅拌，并采用网孔不大于15mm×15mm的筛过筛，同时为保 证地埋管换热器和岩土间的换热性能，回填时应合理控制填料速 度，填砾应从井管周围均勾填人，不得只从单一方位填入，回填应 做到密实，避免空气穴的存在

4.3.7注浆管管径与回填材料混合物的性能相关，不低于

4.3.7注浆管管径与回填材料混合物的性能相关，不低于 20mm，可以有效保证回填速度，防堵设计是为了避免下管过程中 造成的注浆管堵塞，无法进行注浆工作

4.3.8回填材料的水合过程与其成分相关，通常速度型的泵会加

速水合过程，根据回填材料成分和性能，选择与其相匹配的容积型 泵，是成功开展回填灌浆工作的前提

5.1.1目前，国外针对岩土热响应试验的理论分析模型主要还是 基于两大经典传热学模型，以及在此基础上衍生出的数值分析模 型。在同一测试条件下，各个传热模型虽然假设条件有所差别，但 分析计算结果上的差异并不明显。 两种模型最根本的差异是对模型的假设条件不同。一是线热 源模型，以其简便、易于实现的特点，在实际应用中占主流；二是圆 柱热源模型。据统计，目前在全世界范围内，单独运用线热源理论 模型进行分析的约占总数的93%；单独运用圆柱热源理论模型进 行分析的约占总数的10%。而在我国，线热源理论模型应用较 多，但在运用的数量和规模上，相比于圆柱热源理论模型并未体现 出绝对的优势。此外，我国一些高校还基于数值分析，自行开发出 一套针对岩土热响应试验的分析计算方法。由于经典传热学理论 模型在相关文献中已有大量的分析和论述，本标准不再赞述。 基于数值分析的计算模型相比于上述两大经典模型，具有更 强的针对性、灵活性和适应性。由于数值分析模型基于数学分析 和计算机编程，具有很大的发挥空间，因而在建立分析模型上，可 以更贴近实际的测试情况，甚至是为自主开发的测试设备进行量 身订做，形成一套专有的分析模型。但也正是由于其专有性特点 的限制，很难形成适用性更广、被接受程度更高的通用分析模型。 绝大多数采用模拟夏季工况的同时又采用恒定热流法的原因 主要有： （1）理论分析模型较为成熟； （2）测试设备各个元器件的组成相对较为简易，设备本体的构

建较易实现； （3）能大幅降低测试设备的体积和质量； （4）测量精度易于掌控； （5）设备的可靠性和操作性更强； （6）测试周期相对较短，经济性更高。 基于上述原因，无论是在国外还是在国内，基于模拟夏季工况的 同时又采用恒定加热量的这样一种工作原理，来指导岩土热响应试验 设备研发，仍然占据着岩土热响应试验测试的主流，因此本规程只要 求采用向岩土施加一定加热功率的方式，来进行热响应试验

5.1.2测试过程中的安全操作、劳动保护方面，以及对现场和周

边环境的保护等方面应遵守国家和地方相关要求，确保不产 利影响。

5.2.1岩土热响应试验直接测试目标为岩土初始温度、循环水进 出口温度、流量以及试验过程中向地埋管换热器施加的加热功率 等参数，因此需要按照参数提取顺序进行测试。测试步骤为通过 实际测试工作开展积累总结得到的，按照此顺序可以有序开展工 作，避免因条件准备不足或者测试顺序失误而导致测试时间加长、 则试精度受影响等问题。注意测试工况宜采用或接近设计工况。

5.2.4为保护测试安装人员安全，以及避免误操作触发水泵

5.2.5为减少周围环境对测试结果的影响，将测试设备靠近测

孔，减少连接部件和管道的使用，连接部分采用保温，可以有效减 少热损失，保温材料宜采用闭孔保温材料，避免因现场吸湿导致保 温失效。测试孔孔口与对应的设备进、出口水温温差可以用于衡 量保温情况。

5.2.6土壤温度场对岩土热响应试验结果影响显著，通过试验验 证表明，热响应测试孔施工及地理管换热器安装过程会引起岩土 温度波动，回填灌浆材料不同，其释热时间长短也不同，温度恢复 到初始状态需要一定时间，通常48h后测试理管的状态基本恢复： 但对于采用水泥基料作为回填材料的，由于在水泥失水过程中会 缓慢放热，因此应延长放置时间，10d以上可以保证温度恢复，此 外放置一段时间也可以使回填料充分沉淀密实。 5.2.7岩土初始温度是岩土热响应的第一项内容，目前国内分为 两种测试方法，一种是纵向设置温度传感器测试法，另一种是无负 荷循环法。常用的是以布置温度传感器的方法，沿深度方向每隔 定间距测量一个初始地温。该方法测试精度高，且能够实现在 地理管换热器垂直深度范围内分层测试，这种方法也是目前国际 上较为通用的一种方法，不足之处在于对测试的软硬件水平要求 较高；采用理设温度传感器法测量岩土初始温度，对于浅井、测点 数量较少时，应考虑地表（10m内）受扰层温度对平均温度的影 响，布点应考虑在水平集管以下位置开始。 5.2.8在采用无负荷循环法的情况下，要求管内流动的状态为系 流状态（雷诺数要大于3000），以确保流体与周围岩土的充分换 热，使管内流体温度尽可能接近土壤温度。为了明确地理管中循 环水与土壤已经实现热平衡，水温可以代表土壤温度，必须设置一 个长时段稳定运行的区间，在此期间温度变化低于0.5℃，可认为 其满足要求。 5.2.9采用线热源模型进行分析计算时得出地埋管换热器同周

5.2.7岩土初始温度是岩土热响应的第一项内容，目前国内分为

5.2.8在采用无负荷循环法的情况下，要求管内流动的状态

流状态（雷诺数要大于3000），以确保流体与周围岩土的充分换 热，使管内流体温度尽可能接近土壤温度。为了明确地埋管中循 环水与土壤已经实现热平衡，水温可以代表土壤温度，必须设置一 个长时段稳定运行的区间，在此期间温度变化低于0.5℃，可认为 其满足要求。

5.2.9采用线热源模型进行分析计算时得出地埋管换热器同周 围土壤间换热的数学描写：

由于偏微分方程求解的复杂性，采用玻尔兹曼变换为主的数 学变换对上述数学描写处理，得到周围土壤温度场的数学表达式

二du 为指数积分函数; 式中：Ei(x)= T(r,t) 任一位置r处，在计算时刻t时的土壤温度，℃； T 土壤未受扰动时的温度（即土壤初始温度），℃； Q一 恒定加热功率，kW； 钻孔深度，m； 入 土壤综合导热系数；W/（m·K）； 计算位置到钻孔中心线的距离，m； 土壤容积比热容，J/（m3·K）； Db一钻孔直径，m。 其中指数积分函数Ei（）可通过级数进行近似展开，展开式 如下

Ei()=ln() 1）+1 k·k!

当未知数足够小时，指数积分函数可近似用展开式前两项进 行替代，即：

钻孔外传热模型的一个重要目标是得到钻孔壁的温度，将铝 孔半径r代人，即可得到钻孔壁的温度：

Λst 在线热源模型当中，当 >5时采用上述替代公式，其最 rbp.cs 入,t 大误差为10%，当 ≥20时采用上述替代公式进行替代，最 rip,cs

大误差为2.5%， ΛsL 取值不同时最大误差率如表1所示。 rbp.cs

2sT 表 1 取值不同的误差率表 rhp.cs

简化后的线热源模型数学表达式如下：

由于假定钻孔内传热过程为稳态传热过程，管内循环流体平 均温度同钻孔壁温度的关系如下：

式中：T,一一土壤未受扰动时的温度（即土壤初始温度），℃； 一欧拉常数。 联立上两式得到运行时刻时，管内循环流体平均温度表达 式：

计算误差与岩土导热系数、比热容和钻孔半径相关，这3个参 数不同，达到相同误差率需要的时间也不相同。关于测试的时间 长度，在对国外一些文献的调查中发现，推荐的测试时长为50h或 60h，但最少不少于48h。而在实际测试中，国外的测试时长一般 为4d～7d。通过实际测试表明测量时间越长，所得的结果就越准 确。但是，如果测量时间太长，就会耗费较多的人力物力，且放热 试验持续时间越长，会因为土壤湿迁移等问题而导致导热系数测 试值逐渐降低，偏离真值。因此测量时间必须考虑经济性。值得 注意的是，缩短测试的时间是受条件限制的，因为在测试的最初的 几小时内，温度的变化是由钻孔内的回填材料引起的，而不是周围

的岩土。具体的判断标准是当地理管的进出水温度在单位时间内 的变化达到一定程度，即变化很小时即可认为传热稳定了。综合 国内外研究及应用经验，综合考虑不同地质条件，岩土热响应测试 试验应连续不间断，持续时间不应少于48h，最好持续时间为72h， 在地理管换热器的出口温度稳定后（出口参数稳定的判断依据是 在12h内，其温度波动小于1℃），可以取得较好的测试结果和较 小误差。

衡的测试过程，因此需要有足够的时间来保证这一过程的充分进 行。在试验过程中，如果要改变加热功率，则需要停止试验，待测 试孔内温度恢复至与岩土的初始平均温度一致时，才能再进行岩 土热响应试验。 对于采用加热功率的测试时，加热功率大小的设定，应使换热 流体与岩土保持有一定的温差，在地理管换热器的出口温度稳定 后，其温度宜高于岩土初始平均温度5℃以上。如果不能保持 定的温差，试验过程就会变得缓慢，影响试验效果，不利于计算导 出岩土热物性参数。本条文制订的目的就是为了确保测试数据利 理论分析数据的可比性，提高 更为准确的测试参数

5.2.12为有效测定项目所在地的岩土热物性参数，应在测试开

始前，对流量进行合理化设置：地理管换热器内流速应能保证流体 始终处于紊流状态，且雷诺数应不小于3000，流速的大小可视管 径、测试现场情况进行设定，应接近设计流速，不应低于0.2m/s。

归计算的准确性，较长的时间间隔容易导致较大误差，较短的时间 间隔会造成处理数据量大、延长计算时间等问题，因此，根据测试 系统实际情况选择满足计算 度需要的时间间隔，不大于10min

5.3岩土热物性参数计算

热功率后，需要根据传热模型反向计算得到岩土热物性参数。此 过程实际上是传热问题的反问题，即根据已获得的响应数据去反 算得到热物性参数。工程上常用的反算方法有斜率法、双参数回 归法、三参数回归法、数值计算参数辨识等，根据选用的计算模型 不同，计算条件、计算工具的不同进行选择，由岩土热响应试验得 到的数据进行反推。由稳定工况法测得的地理埋管平均传热系数。 仅为测试工况下，系统运行参考数据，并非岩土热物性参数。 以斜率法为例，介绍岩土热物性参数计算过程如下： 管内循环流体平均温度表达式：

则流体平均温度可写为线性形式，如下： T,=kln(t) +n

DB11／T 1108-2014标准下载Q 4入,T In 4元入,H rho.c H

Q k= 4元^H m=([n()]+R)+T A αs csps

式中：k一一进出水温平均值与时间对数线性拟合直线的斜率； α一热扩散率（m/s）。 根据拟合直线斜率，可以得到综合导热系数为

再根据当地地质资料查取估计比热容数据，计算得到热扩散 系数，进而计算得到钻孔热阻Rh。

双参数回归法、三参数回归法、数值计算参数辨识均需要借助 计算机工具，从计算机中取出试验测试结果，将其与软件模拟的结 果进行对比。通过反复调整传热模型中岩土热物性参数，直至模 拟计算的平均温度Tal和测试得到的平均温度T，间的方差和力 = 物性参数即为所在地的岩土热物性参数。 αtstart 5.3.2根据线热源理论，其成立应满足一定的前提，即 当n=5时，参数辨识误差小于10%，另外就是孔内为稳态导热 这两个条件在试验开展的初期无法实现，初期采集的数据进行辨 识的结论显然存在问题，因此，需要对初始数据进行筛除舍去。筛 除时间长短与加热功率相关，加热功率低时筛除时间短，加热功率 高时需要筛除的数据时间长。综合国内外现有研究成果，筛除时 间均在10h以上，因此做此规定。

6.0.1试验工况下地埋管换热量参考值仅适用于项目前期方案 价段参考，不适用于设计阶段。地理管地源热泵系统设计应采用 岩土综合热物性参数，采用数值模拟计算后确定关键参数进行设 计。

GB／T 17766-2020 固体矿产资源储量分类S/N:1551820741统一书号：155182·0741定价：19.00元9i3318274101>