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The error analysis of ground thermal properties based on linear heat source model |
Wen-Jian GUO |
No. 5 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Tai'an 271000, China |
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Abstract In the in-situ test of ground thermal properties for vertical tubes, simplified analysis method is frequently applied to calculating the thermophysical parameters of rock and soil mass. Integrated thermal conductivity and borehole thermal resistance are worked out then. This method may result in different levels of error under variable test conditions. In this paper,based on the heat transfer numerical method,the authors studied the main factors that influence the thermal conductivity and the borehole thermal resistance accuracy, such as circulation medium flow rate, loading power, interval between two tests, performance of test equipment, depth of test holes, thermal conductivity of backfill material, seepage in rock and soil mass, and geothermal gradient. Based on the calculation results of heat transfer, the authors put forward methods for reducing the calculation error of linear heat source:Selecting relatively reasonable test parameters according to the test conditions, eliminating the system error by the model experience correction method or using improved numerical models.
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Received: 07 November 2017
Published: 03 August 2018
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项目 | 单位 | 典型数值 | 扩展 | 工程常用 | 钻孔直径 | m | 0.15 | | 0.14~0.2 | 钻孔深度 | m | 100 | 20~200 | 50~120 | 管道外径 | mm | 32 | | 25~32 | 管道内径 | mm | 26 | | 20~26 | 管道形式 | | 单U | | 单U\双U | 管间距 | m | 0.06 | | 0.04~0.1 | 恒温层深度 | m | 5 | | 5~20 | 地温梯度 | ℃/100m | 4 | 2\4 | 2~6 | 地层综合热导率 | W/(m·℃) | 2 | | 1~3 | 地层体积热容 | MJ/(m3·℃) | 2 | | 1.5~3 | 回填材料热导率 | W/(m·℃) | 2 | 1\2.8 | 1~3 | 回填材料体积热容 | MJ/(m3·℃) | 2 | | 1.5~3 | 管内流量 | m3/h | 1 | 0.5~2 | 0.5~2 | 恒加载功率(夏) | kW | 3.5 | 1.75~~7 | 2~7 | 恒加载功率(冬) | kW | -3.5 | -1.75~-7 | -2~-6 |
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|
[1] |
郝雅玲, 师谦友 . 西安市低碳旅游发展现状及策略研究[J]. 河南科学, 2015,33(6):1025-1031.
|
[2] |
刘丹丹, 万大娟, 陈思思 . 河南省城市生态系统健康状况评价[J]. 河南科学, 2017,35(9):1518-1522.
|
[3] |
中华人民共和国建设部. GB 50366-2009 地源热泵工程技术规范[S].北京: 中国建筑工业出版社, 2009.
|
[4] |
王沣浩, 颜亮, 冯琛琛 , 等. 地源热泵岩土热响应测试影响因素分析[J]. 制冷技术, 2012,32(2):1-6.
|
[5] |
于明志, 彭晓峰, 方肇洪 , 等. 基于线热源模型的地下岩土热物性测试方法[J]. 太阳能学报, 2006,27(3):279-283.
|
[6] |
胡平放, 雷飞, 孙启明 , 等. 岩土热物性测试影响因素的研究[J]. 暖通空调, 2009,39(3):123-127.
|
[7] |
吴晓寒, 王陈栋 . 地源热泵系统岩土热响应试验中的一些问题分析[A]//地温资源与地源热泵技术应用论文集(第四集)[C].北京: 地质出版社, 2011: 194-199.
|
[8] |
周亚素, 雷鸣 . 现场测定土壤导热系数的影响因素分析[J]. 东华大学学报:自然科学版, 2009,35(4):472-477.
|
[9] |
丁勇, 黄听, 贾宇 . 两种岩土热响应测试方法对比[A]//地温资源与地源热泵技术应用论文集(第四集)[C].北京: 地质出版社, 2011: 160-165.
|
[10] |
刘春雷, 王贵玲, 王婉丽 , 等. 基于现场热响应测试方法的地下岩土热物性分析[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2014,44(5):1602-1607.
|
[11] |
盛建军, 刘金祥, 戴霖姗 , 等. 基于热响应测试的分层土壤地埋管换热器数值模拟研究[J]. 建筑节能, 2012,42(281):45-48.
|
[12] |
韩斯东, 金光, 毕文明 , 等. 某地源热泵场地浅层土壤分层热物性响应实验[J]. 水文地质工程地质, 2015,42(4):144-149.
|
[13] |
曾召田, 吕海波, 赵艳林 , 等. 地下水渗流对竖埋管换热器传热影响的数值模拟[J]. 太阳能学报, 2015,36(12):3007-3014.
|
[14] |
王华军, 齐承英, 杜红普 , 等. 地下水渗流条件下埋地换热器传热性能的实验研究[J]. 太阳能学报, 2010,31(12):1609-1613.
|
[15] |
李蕾, 丁海瑞, 刘金祥 , 等. 地下水渗流作用下埋管换热器动态设计研究[J]. 科学技术与工程, 2016,16(18):248-254.
|
[16] |
关鹏, 段新胜 . 地源热泵岩土体初始温度确定方法的实例分析[J]. 科学技术与工程, 2013,13(34):10250-10253.
|
[17] |
陈海宏 . 一维非稳态导热问题收敛性傅里叶分析[J]. 河南科学, 2016,34(2):187-194.
|
[18] |
官燕玲, 孟庆龙, 江超 , 等. 地埋管地源热泵岩土热响应试验相关技术全尺寸三维数值分析[J]. 暖通空调, 2012,42(11):138-142.
|
[1] |
Tian-Zhu LUO, Ming-Shun HU, Di HAN, Yi-Qiang REN. Research and application of interval velocity inversion for VSP data by layer-by-layer recursion algorithm[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019, 43(3): 608-617. |
[2] |
Hong ZHANG, Jin-Hong QU, Zuo-Xi JIANG, Meng WANG, Xing-Su LI. Design and analysis of sub-index of high precision Airborne Gravity System[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019, 43(2): 408-414. |
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