在化石能源日益枯竭的今天,地热能的开采逐渐受到人们的重视,地源热泵就是一种开采浅层地热能源的主要形式,其中又以土壤源热泵最为清洁环保。浅层岩土的热物性参数对土壤源热泵的地埋管换热效果影响很大,地埋管的换热功率在土壤源热泵的设计过程中是一个十分重要的参数,但目前国内专门进行这方面测量的仪器还非常少,至今还没有被本行业广泛接受的权威性测量仪器出现。这在很大程度上影响了土壤源热泵的发展。本文主要就是进行这种测量仪器的研制开发。本文研制了“浅层岩土热物性参数测量仪”,根据能量守恒原理建立了圆筒壁传热模型,并根据传热模型编制了测量仪的数据处理软件。测量仪模拟夏季地埋管散热工况,测量地埋管的进、回水温度和循环流量;温度测量采用Pt100铂电阻温度传感器,流量测量采用经严格标定的涡轮转子流量计;采用固态调压器无级调节加热功率,设计循环水路以满足不同循环流量要求;所以测量仪可进行不同流量或者不同进水温度条件下的测试。圆筒壁传热模型中所用到的大地初始温度采用由理论值和测量值相结合,并将地温初始值拟和成近似直线关系,在尽量不增大误差前提下使计算变得十分方便;采用当量直径的方法把地埋管看成圆筒壁,并且把地埋管外包括回填料和周围岩土部分看成一个整体,综合考虑其对地埋管散热的阻碍作用,采用平均传热系数来描述这一作用。并根据测量仪所测参数求解这个平均传热系数的值。最后根据传热模型编制了数据处理软件,软件用VB编程,具有界面清晰,输入、输出方便的优点。可以方便快捷地对测量仪所测数据进行处理。本文所研制的“浅层岩土热物性参数测量仪”可进行深度在150m以内,单U型或双U型地埋管换热器的测量,通过数据处理,可方便地得到所测地埋管的总换热功率、单位埋深换热功率以及地埋管的平均传热系数。但由于所用模型中未考虑地埋管中流体温度随深度的变化,所以所得平均传热系数只能反映地埋管的总体传热情况,不能准确反映各深度处的传热情况。所以传热模型尚有待深入研究。