地埋物熱綜合測試儀的測試原理如下：在將要埋設(shè)地下?lián)Q熱器的現(xiàn)場鉆孔，鉆孔結(jié)束后下管，并按設(shè)計(jì)要求回填。測試時(shí)將鉆孔中的U 形管換熱器與測試儀管道進(jìn)水口和出水口 相連，形成一個(gè)閉合回路。利用水泵驅(qū)動(dòng)管路中的液體循環(huán)，以電加熱器作為熱源對液體加熱，并通過控制器對向地下輸入的熱量進(jìn)行控制，保證輸入地下的熱量恒定。測試儀將采集連續(xù)運(yùn)行數(shù)＞48h 的埋管換熱器的進(jìn)出口流體溫度、流體流量值、電加熱器制熱量等數(shù)據(jù)，根據(jù)線熱源模型，分析及計(jì)算后得出地層平均熱傳導(dǎo)系數(shù)和鉆孔熱阻等土壤的熱物性參數(shù)。

淺層地?zé)崮苁翘N(yùn)藏在淺層巖土體和地下水中的低溫、清潔的可再生i地溫資源，其資源豐富，分布廣泛，溫度穩(wěn)定，具有一定的可再生性、儲(chǔ)存性。隨著能源資源日益短缺和礦產(chǎn)化學(xué)能源所帶來的環(huán)境污染日益嚴(yán)峻，目前以淺層地?zé)崮転槔?、熱源的具有低耗、?jié)能環(huán)保特點(diǎn)的地埋管地源熱泵系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。

然而這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際推廣應(yīng)用中存在一個(gè)很大的技術(shù)瓶頸，即地層的熱物性參數(shù)多來自室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室對巖土樣的測試或依靠工程經(jīng)驗(yàn)估算，并沒有現(xiàn)場測試，如果熱物性參數(shù)選取偏大或偏小，則所設(shè)計(jì)的換熱系統(tǒng)可能無法滿足負(fù)荷需求，也有可能造成設(shè)計(jì)的換熱系統(tǒng)過大，從而大大增加初投資，造成浪費(fèi)。這對地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用推廣十分不利。巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)的出現(xiàn)解決了這一難題。

巖土熱響應(yīng)測試的目的

作為地源熱泵工程的核心技術(shù)，地埋管換熱器的設(shè)計(jì)是決定地源熱泵系統(tǒng)成功的關(guān)鍵之一，設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率降低甚至無法正常運(yùn)行。

對于地源熱泵系統(tǒng)地下?lián)Q熱器的設(shè)計(jì)，無論是利用相關(guān)軟件計(jì)算還是使用工程上簡化計(jì)算公式，巖土的熱物性參數(shù)及測算的每延米地埋管換熱孔的換熱量都是地源熱泵系統(tǒng)地下埋管換熱器設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)，每延米地埋管換熱孔換熱量的大小對鉆孔深度與個(gè)數(shù)有著直接的影響。如果每延米地埋管換熱孔的換熱量估算偏大，則所設(shè)計(jì)的地下?lián)Q熱系統(tǒng)可能達(dá)不到負(fù)荷需求，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率降低甚至無法正常運(yùn)行；如果每延米地埋管換熱孔的換熱量估算偏小，則直接導(dǎo)致地下?lián)Q熱系統(tǒng)規(guī)模過大，從而大大增加地源熱泵系統(tǒng)的初投資。

所以，采用可靠的試驗(yàn)設(shè)備，通過地下巖土熱物性測試并利用專業(yè)軟件分析，準(zhǔn)確測試地埋管施工地區(qū)巖土的熱物性參數(shù)、從而測算確定每延米地埋管換熱孔的換熱量，為地源熱泵系統(tǒng)地下?lián)Q熱器設(shè)計(jì)、換熱孔鉆鑿施工工藝等提供必要的基本依據(jù)。