成 果 简 介

应用场景

在土壤源热泵领域，本技术应用案例具有普适性，土壤源热泵竖直地埋管换热器通常埋置深度较深，土壤依据含水量分为饱和土壤层和非饱和土壤层，地埋管传热效率受到不同土壤层的传热特性影响大，因此需要采用实验研究的方法搭建实验台进行模拟。本技术应用案例尤其适用于埋置深度50-100m、跨越地质层种类多样的实验模拟情况。

主要解决的问题

现有的模拟竖直地埋管换热器周围土壤环境的装置没有考虑土壤分层作用，对于其应用于实际工程而言，如果不考虑土壤分层作用，会造成设计结果与实际结果偏差较大，影响土壤源热泵系统运行性能和系统初期投资的技术问题。为解决此问题，本技术应用案例提供一种模拟竖直地埋管换热器周围土壤环境的装置，充分考虑了不同土壤层的传热特性，使模拟结果更加准确可靠，在实际工程运用中的技术问题得到了解决。

技术要点

针对适应不同土壤分层情况的问题，通过设置多个腔体，可以容纳不同土壤层的土壤，依据被模拟土壤环境的分层情况设置腔体的大小、容纳土壤的种类；可以灵活调节，适应不同的土壤环境；达到了适用范围广的效果。针对合理地模拟土壤层内水分渗流的问题，通过竖向分层布置土壤的方式达到。模拟土壤层内水的渗流作用，需要提供水渗流的动力，模拟系统中同样较难实现，为解决这个问题，本实施方式装置中的土壤采取竖向分层布置方式(实际情况中土壤层呈水平分布状态)，饱和土壤层中水渗流动力由水的重力产生。

应用成效

该模拟竖直地埋管换热器周围土壤环境装置采用设置多个腔体的方式，模拟不同的土壤分层情况；通过在横向纵向合理布置温度传感器、温湿度自记录仪，提高了模拟测试的准确度；通过土壤竖向分层布置的方法，可以合理地模拟渗水的动力。已达到适应性强、应用范围广、模拟偏差低的效果，应用在土壤源热泵实际工程、实验研究等多个场景，切实提高了模拟的准确度和灵敏度，拓宽了模拟器的适用范围，克服了传统模拟竖直地埋管换热器周围土壤环境装置适用情况单一的缺点，在土壤源热泵领域取得应用成效。

适用范围

通过设置多个腔体容纳不同土壤、多方向设置温湿度自记仪的方式，达到了适应多种不同土壤分层情况，并灵敏传感记录的效果，在测定地源热泵竖直地埋管换热器换热量等方面具有广阔的前景。

联 系 人：孟庆焕

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