[发明专利]地源热泵用岩土体的热扩散率的确定方法

摘要

一种地源热泵用岩土体的热扩散率的确定方法：初始化热物性测试中获取的测试数据、测试孔及地埋管的相关参数、循环指针i=1，j=1，岩土体的热扩散率及回填料的导热系数；判断i≤M为主循环体，j≤N为次循环体，如果是，则执行钻孔总的传热热阻的计算、热流密度的计算，以计算热流密度与初始化输入的热流密度的差值是否小于设定值ε作为判断条件，如果是，则记录此时的与作为结果，否则执行改变回填料的导热系数，j+1，+△2，直到j>N，次循环结束，然后主循环体执行i+1，+△1，改变回填料导热系数，再次进入次循环体；直到i>M，显示出计算结果，获取岩土体的热扩散率及回填料的导热系数。

主权项

1.一种地源热泵用岩土体的热扩散率的确定方法，其特征在于：步骤1：初始化热物性测试中获取的测试数据，包括：根据数据采集仪记录的地埋管进口水温、出口水温，计算出循环介质的平均水温、循环介质流量L；测试孔的有效孔深H，测试时间；根据电参数仪器显示的恒定的加热功率Q及测试孔的深度H，计算出地埋管实际换热热流密度；此时平均水温、测试时间及恒定的加热功率Q实际输入热流密度=Q/H作为算法的初始参数；步骤2：初始化测试测试孔及地埋管的相关参数，包括：土壤初始温度、测试孔直径、地埋管内径、地埋管外径、两根埋管中心距、地埋管管壁的导热系数、测试孔周围的岩土体的导热系数、流体介质与U型管内的对流换热系数；其中换热系数由下式计算出 ：，其中地埋管内循环介质的流速由下式计算得出：；步骤3：初始化循环指针i=1，△1=0.00000001，△1为岩土体热扩散率的变化步长，初始化岩土体的热扩散率=△1，岩土体的热扩散率的变化范围设定为0～A，A为岩土体的热扩散率能取到的最大值；步骤4：判断i≤M，如果是，则转入步骤5；如果否，则转入步骤13，M值是由A/△1取整得到的；步骤5：初始化循环指针j=1，△2=0.01，△2为回填料导热系数的变化步长，初始化回填料导热系数=△2，回填料导热系数的变化范围设定为0～B，B为回填料导热系数能取到的最大值；步骤6：判断j≤N，,如果是，则转入步骤7；如果否，则转入步骤12，N值是由B/△2取整得到的；步骤7：初始化钻孔内、外的总热阻R，根据步骤1-5的初始参数，计算出测试孔内总热阻及测试孔外总热阻，进而得出测试孔内外总热阻=+，其中测试孔内总热阻根据以下算式计算得到：，测试孔外总热阻由下式计算得到：，其中计算式中的为指数积分函数，当测试时间时，，其中是欧拉常数，；步骤8：初始化计算热流密度，根据步骤1中初始化平均水温与步骤2中初始化土壤初始温度，步骤5中初始化总热阻，计算出热流密度，热流密度根据下式=（-）/计算得到；步骤9：判断步骤8中计算出的与步骤1中所输入的地埋管实际换热热流密度的差值的绝对值是否小于ε，此时ε设定为0.01；如果是，则转入步骤10；如果否，则跳过步骤10直接执行步骤11；步骤10：记录以此次循环体所用的岩土体的热扩散率及回填料的导热系数作为计算结果之一，并记录此结果；步骤11：改变回填料导热系数，执行j+1，=+△2，回到步骤6，进入下一个子循环；步骤12：改变热扩散率系数，执行i+1，=+△1，回到步骤4，接着进入主循环体；步骤13： 显示出计算结果，进而获取计算热流密度与初始化输入的热流密度差值最小时的热扩散率及回填料的导热系数。