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 |
