地源热泵手统与其它空气调节体系比较长处杰出。因为地层深处温度终年保持不变，远远高于冬天的室外温度，而又显着低于夏日的室外温度。因而地源热泵克服了空气源热泵的技能妨碍，且功率有很大的进步。别的它还具有噪音低、占地面积少、不排放污染物、不必抽取地下水、运转计维护费用低、寿命长等许多长处。
规划地源热泵体系的地热换热器需求知道地下岩土的热物性参数。假如热物性参数不精确，则规划的体系或许达不到负荷需求；也或许规划过大，然后加大初期出资。
确认地下岩土热物性参数的传统办法是首要依据钻孔取出的样本确认钻孔周围的地质构成，再经过查有关手册确认导热系数。可是地下地质构成杂乱，即便同一种岩石成分，其热物性参数取值规模也比较大。何况不同地层地质条件下的导热系数可相差近十倍，导致核算得到的埋管长度也相差数倍，然后使得地源热泵体系的造价会发生适当大的误差。
别的，不同的封并资料、埋管办法对换热都有影响，因而只要在现场直接丈量才干正确得到地下岩土的热物性参数。可是因为在以往的工程实践中很少触及这样的问题，既缺少这方面的数据堆集，也缺少现成的测验办法。
针对此间题，进行了深化的研讨，开发出了具有自主知识产权的便携式岩土热物性测验仪，并使用到实践工程中。
1测验仪的原理及构成
地下岩土的导热系数等无法直接丈量，只能经过丈量温度、暖流等相关参数进行反推。在已钻好的钻孔中埋设导管并按规划要求回填，该钻孔中的导管将来能够作为地热换热器的一个支路运用，回路中充溢水，让水在回路中循环活动，自某一时刻起对水接连加热适当长的时刻(数天)，并丈量加热功率、回路中水的流量和水的温度及其所对应的时刻，最终再依据已知的数据推算出钻孔周围岩土的均匀热物性参数。
本仪器由流量传感器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、泵、电加热器；管道和主机等缓威．结构面匡如图1所示。
|
|
图1中，因为泵的效果，流体由A口进入，流量传感器收集流量信号，温度传感器收集温度信号(T1)。流体经过泵后，由电加热器加热，加热的流体温度信号(T2)由传感器收集，然后流体从B口流出，输入到埋置于深层岩土中的导管内，导管内加热的流体与深层岩上进行热交换后，又从A口返回到仪器内，构成关闭的循环。将在必定时刻内接连收集到的加热功率、温度差、流量值作为丈量数据，再使用参数估算法求出岩土的均匀导热系数，到达检测意图。电流传感器、电压传感器用于对加热器的加热功率进行实时丈量，以确保检测精度。
1．1主机硬件
如图2所示，主机由CPU AT89C52芯片、A/D转化芯片TLC2543、串行通讯芯片MAX232、程序存储器27C128、数据存储器AT24C64、键盘、LCD显现器、开关量输出、打印机、电源等构成。各部分的首要功能叙说如下：
|
|
各路变送器传来的电流信号在进行滤波和I／V改换后，由TLC2543进行模／数转化。TLC2543是具有11个通道的12位模／数转化芯片，由软件操控信号通道的转化。
程序存储器27C128和数据存储器AT24C64用于寄存部分作业程序和测验数据。而AT24C64存储的测验数据在体系停电后不丢掉。
MAX232作为串行通讯的专用芯片，用作向上位机传输测验数据。
AT89C52是具有内部程亭存储器的CPU，它操控整个体系的作业，内部的程序存储器寄存首要的作业程序和参数，而内部RAM作为体系的寄存器区、标志区、打印及显现缓冲区。
开关量的辅出经过继电器操控加热器的电源，当某种原因导致加热温度过高时则断开加热器电源，到达维护设备的意图。打印机用于保存永久数据。
1．2主机软件
该体系软件选用汇编言语和C言语混合编程，选用功能模块和子程序结构。软件的首要程序由数据收集、键盘、显现、时钟、通讯、打印等组成。
2 测验成果
为了核算周围岩土的热物性参数，可选用参数估计结合非稳态传热模型的办法。将经过传热模型得到的成果与实践丈量的成果进行比照，使得方差和f=Σ(Tcal，i -Texp，i)2取得最小值时。调整后的热物性参数数值便是所求的成果。其间，Tcal，i为第I时刻由模型核算出的导管中流体的均匀温度；Texp，i为第i时刻实践丈量的导管中流体的均匀温度；N为试验丈量数据的组数。
以下是使用岩土热物性测验仪及开发的软件对山东修建工程学院学术报告厅地源热泵空调体系工程现场的地下岩土热物性参数进行测验的测验成果；
钻孔孔径115mm，深度60m，埋管内径25mm、外径32mm，管距离70mm，地下岩土初始温度14．5℃管壁导热系数0．33W／m℃，钻孔回填资料导热系数1．5W／m℃，加热功率48W／m。
测验时刻对测验成果的影响如图3所示。由图3能够看出，测验时刻不同，核算出的钻孔周围地下岩土的均匀导热系数也不同。当测验时刻到达约50小时后，测出的导热系数趋于稳定，保持在1．530～1．538 W／m℃的规模之间。一般测验时刻能够选取60小时左右，这样既能够确保取得正确的导热系数，又能够防止测验时刻过长。
保持其它条件不变，只改动导管上升管与下降管之间的距离，其对岩土导热系数的影响见图4。当管距离改变约为0．0lm时．核算出的导热系数改变约为4～8%。由图中能够看出，距离越大，核算出的导热系数越小：这是因为距离越大，钻孔内的热阻越小，在总热阻不变的情况下．周围岩土的导热热阻大。即导热系数小。因而怎么确认管于距离是规划地源热泵体系中值得仔细讨论的问题。
|
|
3 使用远景
多年来我国在热泵技能的使用方面一向处于理论讨论阶段，对地源热泵更缺少体系的研讨。在供热空调中使用热泵技能的首要限制要素曾经是电力供应缺乏和人民群众消费水平较低，热泵空调体系的市场需求没有构成。改革开放以来，跟着我国经济的开展和人民生活水平的进步，以上两个限制要素已不复存在，空谐和供热已成为普通百姓的需求，而地源热泵因为其具有技能上的优势和节能的长处，将成为供热和空调体系的最佳挑选计划。研讨开发地源热泵空调体系并使之产业化，有或许成为我国经济开展的一个新的增长点。
