便携式岩土热物性测试仪设计

地源热泵手统与其它空气调节系统相比优点突出。由于地层深处温度常年维持不变，远远高于冬季的室外温度，而又明显低于夏季的室外温度。因此地源热泵克服了空气源热泵的技术障碍，且效率有很大的提高。另外它还具有噪音低、占地面积少、不排放污染物、不用抽取地下水、运行计维护费用低、寿命长等许多优点。

设计地源热泵系统的地热换热器需要知道地下岩土的热物性参数。如果热物性参数不准确，则设计的系统可能达不到负荷需要；也可能规模过大，从而加大初期投资。

确定地下岩土热物性参数的传统方法是首先根据钻孔取出的样本确定钻孔周围的地质构成，再通过查有关手册确定导热系数。然而地下地质构成复杂，即使同一种岩石成分，其热物性参数取值范围也比较大。况且不同地层地质条件下的导热系数可相差近十倍，导致计算得到的埋管长度也相差数倍，从而使得地源热泵系统的造价会产生相当大的偏差。

另外，不同的封并材料、埋管方式对换热都有影响，因此只有在现场直接测量才能正确得到地下岩土的热物性参数。但是由于在以往的工程实践中很少涉及这样的问题，既缺乏这方面的数据积累，也缺乏现成的测试方法。

针对此间题，进行了深入的研究，开发出了具有自主知识产权的便携式岩土热物性测试仪，并应用到实际工程中。

1测试仪的原理及构成

地下岩土的导热系数等无法直接测量，只能通过测量温度、热流等相关参数进行反推。在已钻好的钻孔中埋设导管并按设计要求回填，该钻孔中的导管将来可以作为地热换热器的一个支路使用，回路中充满水，让水在回路中循环流动，自某一时刻起对水连续加热相当长的时间(数天)，并测量加热功率、回路中水的流量和水的温度及其所对应的时间，最后再根据已知的数据推算出钻孔周围岩土的平均热物性参数。
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。