[发明专利]地源热泵系统施工中钻孔回填材料的导热系数测定方法

说明书

本发明公开了地源热泵系统施工中钻孔回填材料的导热系数测定方法，涉及地源热泵技术领域，在室内测定组成回填材料的各种材料的导热系数，并测定多种不同配比的回填材料的导热系数，在现场测定回填至钻孔内的回填材料的导热系数，利用现场测得的导热系数对室内测得的导热系数进行修正。本发明采用室内和现场测定相结合的方式，大大提高了回填材料导热系数测定的准确性。

技术领域

本发明涉及地源热泵技术领域，特别是涉及地源热泵系统施工中钻孔回填材料的导热系数测定方法。

背景技术

在地埋管地源热泵设计及施工过程中，要求回填材料具有很好的可泵性，使U形管能与周围岩土体形成良好接触，降低接触热阻。黄土地区90％以上的换热孔多采用钻孔产生的原浆进行回填，个别场地还会在回填物质中加砂、水泥、石英及减水剂等添加剂，以提高回填材料导热性能和密实度。采用原浆回填的原因主要有以下三点：①减少泥浆外运的工程量；②施工便捷，仅需在换热孔间挖掘沟槽连通即可；③能保证地埋管周回填的密实度(原浆回填后经过一段时间的沉淀，密实度几乎与原土接近)。施工方式也可采用机械注浆方式进行回填，即将配置好的回填材料流体通过注浆泵填充到地埋管周。

钻机施工时，为保证换热孔孔壁的稳定性，需用膨润土造浆护壁，钻进过程中膨润土的含量一般依据钻进地层情况来确定。由钻进工艺可知，原浆回填的物质成分主要是膨润土、水和钻孔物质的混合材料。在现场试验阶段，没有足够多的换热孔来提供原浆，故而采用外购砂土材料来进行回填。因此，有必要对不同回填材料导热性能差异进行测定，以此进行黄土地区地热能交换系统回填材料的优选。然而，目前还没有一种方法能够对回填材料的导热系数进行准确测定。

发明内容

本发明实施例提供了地源热泵系统施工中钻孔回填材料的导热系数测定方法，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了地源热泵系统施工中钻孔回填材料的导热系数测定方法，包括室内试验阶段和现场试验阶段，在室内试验阶段中，利用导热系数测试仪对膨润土、水泥和砂进行导热系数测定，并选取多种配比的回填材料进行导热系数测定；

在现场试验阶段，在黄土地区选择同一场地，以及相同的换热管径和换热器形式，分别在地埋管周回填室内配比的回填材料，利用岩土热物性测试仪对不同回填材料的导热系数进行测定；

通过现场试验测定得到导热系数后，利用测得的导热系数对室内试验测定得到的导热系数进行修正。

本发明中的地源热泵系统施工中钻孔回填材料的导热系数测定方法，在室内测定组成回填材料的各种材料的导热系数，并测定多种不同配比的回填材料的导热系数，在现场测定回填至钻孔内的回填材料的导热系数，利用现场测得的导热系数对室内测得的导热系数进行修正。本发明采用室内和现场测定相结合的方式，大大提高了回填材料导热系数测定的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为岩土热物性测试仪的安装示意图；

图2为膨润土导热系数随干密度变化示意图；

图3为砂的导热系数随含水量变化曲线；

图4为砂的导热系数随干密度变化曲线；

图5为回填材料流动度曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。