土壤熱響應(yīng)測(cè)試的主要目的是了解巖土體的基本物理性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，掌握巖土體的換熱能力，為地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特點(diǎn)等設(shè)計(jì)系統(tǒng)優(yōu)化方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以保障系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的高效與節(jié)能。

如果物性參數(shù)不準(zhǔn)確，則設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可能不能滿足負(fù)荷需要，也可能規(guī)模過(guò)大，從而大大增加初投資。國(guó)外學(xué)者Kavanaugh的研究結(jié)果表明，當(dāng)?shù)叵聨r土的導(dǎo)熱系數(shù)或?qū)叵禂?shù)發(fā)生10%的偏差，則設(shè)計(jì)的地下埋管長(zhǎng)度偏差為4.5%~5.8%

地源熱泵在安裝的時(shí)候要確定土壤的基本情況適不適合。確定地下土壤溫度，全年空氣溫度，濕度和土壤的類型及植被情況，都對(duì)地下土壤溫度有影響?？梢允褂孟旅鎯蓚€(gè)方法來(lái)確定地下土壤的溫度：

1，以經(jīng)驗(yàn)或測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，得到當(dāng)?shù)赝寥罍囟惹闆r。

2，用以下方程式來(lái)計(jì)算全年任一時(shí)間，任一深度的土壤溫度。

T(Hs,t)=Tm-AsEXP[-Hs(π/365a)*1/2]cos{t-t0-Hs/2(365/πa)*1/2} (5-8)

式中：T(Hs,t)——土壤深度為Hs，時(shí)間為t時(shí)的土壤溫度（攝氏度）。

Tm——土壤平均溫度（攝氏度），由于土壤溫度在一定深度以下基本恒定，因此工程中得Tm可假定等于設(shè)計(jì)點(diǎn)地下水溫或每年平均空氣溫度加1.1攝氏度。

As——每年土壤表面溫度波動(dòng)（攝氏度），一年中每天平均值的溫度振幅，取決于地理位置，土壤類型和含水量。

a——土壤熱擴(kuò)散率（平方米/d），取決于土壤的類型和含水量。

t0——相常數(shù)（d），最低土壤表面溫度的天數(shù)。

Hs——土壤深度（米）。

t——時(shí)間（d）。

對(duì)于地源熱泵水平埋管的一溝多管換熱器，土壤溫度是由各個(gè)深度的土壤溫度平均值來(lái)確定的。而對(duì)于垂直埋管換熱器，取Tl=Th=Tm。

目前土壤的導(dǎo)熱特性主要有三種獲得方式：利用簡(jiǎn)化模型數(shù)值計(jì)算、利用經(jīng)驗(yàn)估算、做土壤熱特性測(cè)試。單純的按照簡(jiǎn)化模型計(jì)算往往誤差過(guò)大；經(jīng)驗(yàn)的估計(jì)值在方案分析階段有一定的參考價(jià)值，但一直以來(lái)設(shè)計(jì)人員只能在某種土壤或巖石導(dǎo)熱系數(shù)范圍內(nèi)保守取用較低值，導(dǎo)致設(shè)計(jì)鉆孔的數(shù)量比實(shí)際需要的多，從而增加了項(xiàng)目投資成本；只有在地源熱泵規(guī)劃施工場(chǎng)所現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行土壤熱特性測(cè)試才能夠獲得完整和準(zhǔn)確的土壤數(shù)據(jù)。

土壤熱響應(yīng)測(cè)試裝備包括構(gòu)件：

1.試壓、保壓后的成井；

2.巖土熱物性測(cè)試儀及其配套軟件，由IGSHPA?（國(guó)際地源熱泵協(xié)會(huì)）推薦，美國(guó)原裝進(jìn)口；

3.數(shù)據(jù)采集儀：土壤導(dǎo)熱能力測(cè)試數(shù)據(jù)采集記錄儀HOBO?FlexSmart?Logger；目前采用HOBOware Pro version2.3.1，由美國(guó)Onset Computer Corporation開(kāi)發(fā)提供；

4.模擬量輸入輸出模塊；

5.進(jìn)出水溫度、流量、電流、電壓傳感器；

6.電腦及其顯示設(shè)備；

7.信號(hào)、電源連接線；

8.穩(wěn)定的單相交流電源。