Теплопроводность скважин, тестирование GeoCube™

Экономное отопление. Тестирование скважин для геотермальных тепловых насосов. Данные: коэффициент теплопроводности, термическое сопротивление и ряд других важных теплофизические характеристик грунта.

При использовании тепловых насосов геотермального типа с водяным первичным контуром в качестве источника отопления, вентиляции и кондиционировании Вашего объекта, во избежание возникновения аварийных ситуаций при эксплуатации, экономически неоправданного перерасхода средств при проведении проектных, буровых, строительно-монтажных и пуско-наладочных работ по обустройству первичного контура, необходимо учитывать теплофизические свойства грунта, то есть совокупность свойств грунта, характеризующих его реакцию на процессы теплообмена. Знание теплофизических свойств грунта необходимо для определения многих характеристик, в том числе и его теплопроводности.

Измерение теплопроводности грунта позволяет проектирующим и монтажным организациям точно определить необходимое количество и метраж первичного контура, тем самым существенно сэкономить бюджет заказчика.

Таким образом, при составлении спецификации и сметы, есть возможность опереться на точную и достоверную аналитическую информацию, а не пользоваться субъективной оценкой теплофизических свойств грунта.

Нашими специалистами осуществляется тестирование скважин до 120 метров. После проведения работ по тестированию участка, нашими специалистами будет подготовлен детальный отчёт по следующим параметрам:

  • Коэффициент теплопроводности (W/m2*K)
  • Коэффициент термодиффузии (m2/день)
  • Средний коэффициент теплоотдачи (W/m)
  • Коэффициент термического сопротивления (m2*K/W)
  • Мощность потока (л/с)
  • Продолжительность теста (ч)
  • Интервал обработки данных
  • Температура непотревоженного грунта (°С)

По желанию заказчика может быть предоставлен отчёт на английском языке с указанием английских эквивалентов проведённых измерений.

 Общий обзор геотермального тестирования. 

Тест теплопроводности является способом оценки термальных свойств грунта, что  критически важно при проектировании систем ОВК на базе тепловых насосов с грунтовым первичным контуром. Тест проводится путём передачи в скважину известного и постоянного количества тепловой энергии с последующим замером температурной отдачи, посредством геотермального зонда. Компетентно проведённый тест снабдит проектировщика следующей информацией: температура непотревоженного грунта, коэффициент теплопроводности (ТП),  коэффициент теплосопротивления скважины и оценка термодиффузии. Эти данные крайне важны для точного проектирования геотермальной системы.

Определение температуры непотревоженного грунта. 

Температура непотревоженного грунта является температурной константой для тестируемого участка. Как правило, этот показатель снимается до начала активной части тестирования ТП. Программный модуль автоматически выводит эту величину из данных первичных замеров собранных регистратором данных. При проведении теста возможно использование альтернативного варианта  замера этой величины с помощью термозондов и датчиков. Если запустить процесс тестирования слишком быстро после бурения и установки оборудования, то данные замеров  могут оказаться неточными. В связи с этим рекомендуется, выдержать интервал после заведения и заполнения термозонда как минимум в течение 3-5 суток, с целью обеспечения возврата температурных показателей грунта к их естественным значениям.

 Вывод коэффициента теплопроводности. 

Поскольку коэффициент теплопроводности (КТП) нельзя измерить непосредственно, программное обеспечение GLDTCМ  использует метод подсчёта передачи тепла линейного источника, для получения необходимых результатов. Метод линейного источника, который рассматривает бесконечно тонкий источник тепла в однородной среде, является методом, на который широко ссылаются в научных литературных публикациях, и является широко признанным стандартным методом анализа данных теплопроводности. Чтобы проанализировать эти данные, средние значения температуры воды на входе и выходе теплообменника выстраиваются в график зависимости от естественного хода времени. С помощью регрессивного анализа, наиболее подходящая линия выстраивается в график в соответствии с эмпирическими данными, и уклон линии используется для расчёта коэффициента теплопроводности исследуемого пласта. Как правило, процедуру анализа данных можно повторять несколько раз для различных временных интервалов с тем, чтобы убедится в наибольшем соответствие  между эмпирическими данными и наиболее подходящей производной эталонной линией. Кроме того, приблизительно 10 первых часов температурных данных не включаются в анализ, с тем, чтобы гарантировать, что значение теплопроводности  определяется на основе данных из устойчивого состояния, а не переходных процессов.

  Вычисление термосопротивления скважины. 

Тепловое сопротивление скважины не может быть измерено непосредственно, но может быть вычислено из зарегистрированных практических измерений. После определения теплопроводности,  результативное значение может быть использовано в уравнении линейного источника для расчёта термосопротивления  скважины.  Отметим, что расчётное тепловое сопротивление скважины представляет собой обработку данных всей  тестируемой конфигурации скважины, включая тип трубы, зазор между трубами, сопротивление  бурового раствора, диаметр скважины и т.д. Выведенное эмпирическим путём значение теплового сопротивления скважины,  может быть использовано для окончательной  разработки проекта геотермального поля,  подразумевая, что параметры  скважин в окончательной установке эквивалентны параметрам тестируемой скважины.  Детали, касающиеся общего уравнения использованного для построения расчётов можно найти в научной литературе (например, Мэттисона и соавторов. 2007).

 Оценка термодиффузии. 

Термодиффузия  может быть оценена из комбинации расчётных значений коэффициента теплопроводности (который находится в обратной зависимости от коэффициента диффузии) в сочетании с оценками теплоёмкости, плотности и содержании влаги  в материале тестируемой  скважины.  Коэффициент термодиффузии отображает скорость проводимости тепла в почве и помогает определить влияние взаимодействия соседствующих со скважиной материалов и сделать окончательные  выводы для разработки проекта геотермального поля.

 Рекомендации по процедуре тестирования. 

Американское сообщество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) предлагает набор методических рекомендации для проведения практических тестов теплопроводности и теплоотдачи. Некоторые из ключевых рекомендуемых процедур являются следующими:

  1. Время между установкой термозонда в буровую скважину и началом активной фазы теста должно быть не менее 5 суток.
  2. Данные по температуре непотревоженного грунта необходимо снять до начала активной фазы теста.
  3. Продолжительность тестирования рекомендована не менее 48 часов или больше.
  4. Качество электропитания: Стандартное отклонение мощности должно быть равно или менее 1,5% от средней мощности, потребляемой в процессе теста. Отклонение по вольтажу не должно превышать 10,0% от среднего показателя во время проведения теста. Усреднённый показатель теплового потока должен укладываться в диапазон  от 50W/m до 82W/m, это оптимальный диапазон для симуляции ожидаемых пиковых нагрузок скважины.

По вопросам подбора, закупки оборудования и иным вопросам обращайтесь в офис компании по указанным на сайте контактам.

clins_logoПереход на страницу контакты и к форме обратной связи

Климатические Инновационные Системыall.biz  ??????.??????? Rambler's Top100 ?????????????????,?????????, ??????????