地埋管换热器(BHE)的扩展型热响应测试(TRT)分析

摘要

大型地埋管换热器的合理使用,需要在运行初始阶段进行热响应测试(TRT).因此,要确定热导率入和钻孔热阻Rb,即描述岩体和地埋管换热器结构的参数.计算地埋管换热器的数量需要上述参数,以便获得关于整个工程的热力条件.传统的热响应测试通常换热器的换热功率为50W/m,时间40～100小时.这种方法无法实际优化热响应测试,从而设计一个地埋管换热器的复杂装置.本文中,对热响应测试进行了修正,利用回归方程对换热器的液体流进和流出的平均温度进行分析,确定直线的方向系数k,从而计算热导率入和钻孔热阻Rb.假设当k与假设的△k(如5％)相差不大时停止热响应测试.为了优化地埋管换热器技术,提出一个扩展型热响应测试,用热载体的三种不同体积流量V和三种不同单位换热量q测量热参数.为了标准化扩展型测试的时间,建立了5个测试,以确定体积流量V和单位换热量q对热导率入和钻孔热阻Rb的影响.对波兰克拉科夫科技大学钻探、石油与天然气学院地球能源实验室已有的地埋管换热器进行了大量测试来证明理论和实际的可用性.