[发明专利]一种通过不同流速进行热响应测试得出经济流速的方法

说明书

一种通过不同流速进行热响应测试得出经济流速的方法，包括如下步骤：根据热响应测试换热井深度，确定加热器加热功率；在相同功率，相同时间段内及相同岩土热量初始条件下，通过改变循环泵的转速，在换热管内换热介质变化的流速条件下，对换热井进行多次热响应测试，处理得到的相关测试数据，本发明利用热响应测试技术，在恒定功率下，相同时间内，在地埋内介质不同流速状态下，测试测得地埋管换热器的换热能力差异程度，并通过本发明提供的数学算法将地埋管的换热能力进行对比分析，可以从地埋管流速经济性和强化地埋管换热器换热能力两方面对空调系统设计进行指导。

技术领域

本发明属于地热利用技术领域，尤其涉及一种通过不同流速进行热响应测试得出经济流速的方法。

背景技术

地源热泵是浅层地热开发利用的主要技术之一，低品位的浅层地热能，经采集并通过热泵技术提升后可用于建筑采暖，地源热泵系统的工作原理为：在冬季，采集地下土壤中的热量作为供暖的热源，通过热泵把温度较低的热量转移到温度较高的室内用户；在夏季，提取温度较高的室内热量转移到温度较低的地下土壤中。

地源热泵系统主要由地热能采集系统、热泵机组和建筑物内系统组成，浅层岩土体地热能的开发利用采用地埋管地源热泵系统，由循环水泵提供系统内换热介质的动力，循环水泵的电机功率控制着它的转速，而循环水泵的转速控制着系统中换热介质的流速，而流速的大小影响了换热量的多少，所以当选择循环水泵时，应该从泵的功率和系统中流速两个方面综合考虑，根据《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2009)相关规定，地埋管换热器内流速应能保证流体始终处于紊流状态，流速大小可视管径、测试现场情况进行设定，但不应低于0.2m/s，考虑《实用供热空调设计手册(第二版)》相关内容，冷却塔循环管道DN≤250mm时，推荐流速为1.5m/s～2.0m/s，设计地埋管内流速时，可在0.2m/s～2.0m/s内选取某一经济流量，可使系统运行能耗及初始投资最具有经济适用性。

发明内容

针对上述背景技术的阐述，本发明提供一种通过不同流速进行热响应测试得出经济流速的方法，利用热响应测试技术，将地埋管的换热能力进行对比分析，从地埋管流速经济性和强化地埋管换热器换热能力两方面对空调系统设计进行指导。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种通过不同流速进行热响应测试得出经济流速的方法，包括如下步骤：

步骤一、根据热响应测试换热井深度，确定加热器加热功率；

步骤二、在相同功率，相同时间段内及相同岩土热量初始条件下，通过改变循环泵的转速，在换热管内换热介质变化的流速条件下，对换热井进行多次热响应测试；

步骤三、将得到相关测试数据，处理数据，并进行对比分析，得出换热管内换热介质变化的流速条件下，不同流速对应的换热能力及其对比。

上述技术方案中，所述热管内换热介质不同流速进行的热响应测试数据所得热量变化功率差异程度为：

其中，P₂——由某一流速进行的热响应测试数据所得向土壤的放热功率；

P₁——由另一流速进行的热响应测试数据所得向土壤的放热功率；

该式表明由换热管内换热介质在不同流速下进行的热响应测试所得的向土壤放热功率的差异程度；

向土壤的放热功率，单位：kW：

该式表明管中换热介质从T₂温度降温到T₁温度时向土壤放出热量的平均速率；

土壤放热量的差异程度：

其中：