Тепловые испытания грунта

21.06.2017

Тепловые испытания грунта на площадке санатория «Самара», ДТЕК. Использование пробного зонда и теплового насоса.

  • Для обеспечения целей отопления и горячего водоснабжения санатория «Самарский», Заказчик принял решение установить геотермальный тепловой насос, мощностью 500 кВт.
  • С целью изучения количества тепла, получаемого от геотермальных зондов, были проведены испытания теплоотдачи грунта.
  • Для этого, была пробурена тестовая геотермальная скважина, глубиной 55м. 
  • В скважину погружен зонд, на котором через каждые 5м были прикреплены термодатчики температуры Pt1000.

Санаторий «Самарский», Павлоградский р-н, Днепропетровскй обл.

Выполнение буровых работ и обустройство геотермального зонда

За основу методики испытаний был принят немецкий стандарт VDI 4640


В нем содержится недавно вышедшая Часть 5. Thermal Response Test. (испытания на тепловой отклик). Также использовались методики предшествующие появлению этой части.

В базовой методике, тепловое поле, окружающее вертикальный тепловой зонд рассматривается как создание линейным охладителем (нагревателем) грунта. Для такой модели изменение во времени средней температуры теплоносителя в логарифмическом масштабе времени аппроксимируется наклонной прямой:

 

Оценка тепловодности грунта

зависит только от:

     А - величины коэффициента наклона прямой;

    Q - мощность теплового потока из зонда (Вт);

    Н - длины вертикального теплового зонда (м).

Оценка теплового сопротивления скважины связана с n - постоянной составляющей наклонной прямой.

Коэффициент наклона рассчитывается методом наименьших квадратов путем обработки кривой изменения во времени средней температуры теплоносителя - , при этом информативным, является участок убывания  - температуры антифриза до установившегося значения при длительности теплового теста более 10 часов.

Схема подключения теплового насоса VDE (3,5 кВт) для проведения испытаний

 

 ТАБЛИЦА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВЫХ ТЕСТОВ

Обозначение Значение Размерность Наименование
11,5  град, С  Исходная температура грунта

1,31755

   Коэффициент наклона в формуле линейной аппроксимации кривой убывания температуры теплоносителя в зонде
920...2000  Дж / (кг град)  Справочная теплоемкость грунта
2898   Дж / (кг град)  Теплоемкость антифриза
1253  кг / м³  Плотность антифриза
1800...2450   кг / м³  Справочная плотность грунта
1594  Вт

 

Тепловая мощность зонда

50

 м  Эффективная глубина зонда
1,93  Вт / (м град)

 

Оценка тепловодности грунта

43,2  Вт / м

 

Оценка тепловой мощности с погонного метра зонда 

0,075  м  Эффективный радиус скважины
0,5...0,52  град / (Вт/м)

 

Оценка теплового сопротивления скважины

16,7733  16,7733  Постоянная составляющая в формуле линейной аппроксимации кривой убывания температуры теплоносителя в зонде
7,99Е-07  м²/ с

 

Коэффициент температуропроводности грунта

586,3329  мин  Необходимое минимальное время измерений
1004,00  мин  фактическое время измерений

 

 

  

 

 

 

Отзывы, вопросы-ответы

Ваш вопрос/отзыв/комментарий:

Вы можете оценить работу специалиста: