国内首台车载浅层地温能响应试验台交付使用

不久前,由北京市地质勘察技术院华清荣昊公司自主研制的国内首台对外销售的大型车载浅层地温能冷热响应试验台通过验收并交付安徽省地质环境监测总站使用,标志着国内用于地埋管地源热泵系统前期岩土热物性及地埋管换热器换热能力实验设备商用的开始。

华清荣昊公司于2003年研制了第一代可移动柜式热物性测试仪,2006年提出稳定工况试验方法,并以此研制出第二代测试产品——浅层地温能冷热响应试验台,2007年在总结现场经验的基础上研制了第三代 HQ—H2浅层地温能冷热响应试验台,并申请了国家专利,现已应用于工程实践。

根据地源热泵项目前期勘查的需求,结合具体情况,该公司开发了3个系列的岩土体热物性及地埋管换热器换热能力测试产品,分别为便携式、可移动柜式和车载式。

便携式热响应测试仪(HQ-LB)将测试设备安装于手提箱内,结构简单、携带方便,但需外挂水箱,适合面积较小的建筑或对测试精度要求不高的项目。可移动柜式热响应测试仪(HQ-M G)是在便携式的基础上改进的,为提高设备性能、增加测试功能,增大了外壳尺寸,提高了加热功率,增加了变频设备和触控系统,提高了数据采集的精度。车载式(HQ-H2)是该公司开发的功能最强的浅层地热能冷热响应试验台,将测试设备安装于厢式货车的车厢内,设备运行环境更稳定。该试验台可实现全自动控制无人值守,数据自动记录,可输出为电子文档;系统带有密码保护功能和故障报警功能,可实现岩土体初始温度测试;稳定热流模拟试验;稳定工况模拟试验;间歇运行试验;地层温度恢复测试;稳定热流、稳定工况联合试验;多孔联合试验及热干扰试验等功能测试。

该设备的地埋管地源热泵系统和换热器设计是重点。如果地埋管换热器设计参数偏小,将导致系统运行效率降低、费用增加,甚至无法正常启动,进而无法实现节能的目标;而设计参数偏大,则会造成系统初投资增加,影响系统经济性。因此,做好地埋管换热器换热能力现场试验工作非常重要。目前针对地埋管换热器换热测试的方法有稳定热流法和稳定工况法,稳定热流法向地埋管换热器提供稳定的加热量或制冷量,记录地埋管换热器进出水温度的响应情况,进而利用测试数据计算岩土体的热物性参数,该参数可作为地埋管换热器设计依据;稳定工况法是建立稳定的地埋管换热器冬季或夏季运行工况,通过控制系统实时调节加热量或制冷量,从而达到运行工况和换热量保持稳定的状态,该状态下地埋管换热器在测试工况下的换热量即为该地埋管换热器的换热能力。两种测试方法各有优缺点,可将两种测试方法结合使用,从而可以更加科学、准确地进行地埋管换热器的设计。

车载浅层地温能冷热响应试验台作为岩土热物性及地埋管换热器换热能力的试验设备,填补了国内空白。

(选自:国土资源网2009年12月8日)