專利名稱：一種雙工況巖土體熱響應(yīng)試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種雙工況巖土體熱響應(yīng)試驗(yàn)裝置，屬于一種應(yīng)用于地源熱泵系統(tǒng)的巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范GB50366-2005》(2009年版)新增了附錄C巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)部分內(nèi)容，明確了地源熱泵系統(tǒng)的巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)相關(guān)要求，推薦“恒熱流法”作為試驗(yàn)實(shí)施方法?！昂銦崃鞣ā笔峭ㄟ^電加熱器向巖土體施加一定的加熱功率的方式，來進(jìn)行熱響應(yīng)試驗(yàn)。該方法的理論基礎(chǔ)為線熱源模型，其物理意義明確，易于理解。測(cè)試的得到的地埋管進(jìn)出口溫度可通過導(dǎo)熱反問題解法反算出巖土體的熱物性參數(shù)。數(shù)據(jù)處理方法有線性擬合法和參數(shù)估算法兩種，前者原理和計(jì)算過程簡(jiǎn)單，后者需要計(jì)算機(jī)編程，較為復(fù)雜。現(xiàn)階段國(guó)際和我國(guó)的巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)都是采用該方法進(jìn)行測(cè)試，應(yīng)用廣泛?！昂銣胤ā狈椒ㄊ窃囼?yàn)中保持進(jìn)水溫度一定，設(shè)法保持回路的進(jìn)口溫度不變，再由測(cè)得的流量和回水溫度得到回路中的換熱量，對(duì)于測(cè)試的細(xì)節(jié)沒有見到足夠詳細(xì)的描述。 采用的加熱熱源為電熱元件或者熱泵。由于要在熱(冷)源部分必需有控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。 這種方法的主要目標(biāo)是確定在“穩(wěn)定”狀態(tài)下鉆孔單位延米的傳熱量。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的巖土體熱響應(yīng)試驗(yàn)裝置，能夠同時(shí)測(cè)試夏季放熱和冬季取熱工況，方便實(shí)用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、省時(shí)省力，以彌補(bǔ)現(xiàn)有的巖土體熱響應(yīng)試驗(yàn)中僅能測(cè)試夏季放熱工況和同時(shí)測(cè)試兩種工況方法及裝置的費(fèi)時(shí)費(fèi)力等缺陷。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型測(cè)試方法的技術(shù)方案為本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置為，包括一水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組、一臺(tái)冷凝側(cè)循環(huán)水泵、一臺(tái)蒸發(fā)側(cè)循環(huán)水泵、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、第一流量傳感器、第二流量傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、數(shù)據(jù)傳輸線路、數(shù)據(jù)采集模塊和流量控制模塊，所述的水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組的一側(cè)換熱器和一臺(tái)循環(huán)水泵通過連接管串聯(lián)連接，第一溫度傳感器、 第一流量傳感器和第一壓力傳感器連接于水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組一側(cè)的換熱器入口處，第二溫度傳感器和第二壓力傳感器連接于水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組一側(cè)的換熱器的出口處；另一側(cè)側(cè)換熱器和另一臺(tái)循環(huán)水泵通過連接管串聯(lián)連接，第三溫度傳感器、 第二流量傳感器和第三壓力傳感器連接于水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組另一側(cè)的換熱器入口處，第四溫度傳感器和第四壓力傳感器連接于水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組另一側(cè)的換熱器的出口處；所有的溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器均連接于數(shù)據(jù)采集模塊，循環(huán)水泵循環(huán)水泵均連接于流量控制模塊，數(shù)據(jù)傳輸線路將數(shù)據(jù)采集模塊與流量控制模塊連接。本實(shí)用新型測(cè)試裝置在巖土體熱響應(yīng)試驗(yàn)中測(cè)試所在地的地下巖土體的取放熱量的能力，為地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有效準(zhǔn)確的依據(jù)。有益效果性能優(yōu)越、方便實(shí)用、省時(shí)省力?，F(xiàn)有的測(cè)試設(shè)備僅能測(cè)試放熱工況，若要進(jìn)行兩種工況的測(cè)試還需要配備兩種系統(tǒng)，較為麻煩。而本實(shí)用新型提供的新型測(cè)試方法及裝置可同時(shí)測(cè)試夏季放熱工況和冬季取熱工況，為測(cè)試人員提供了便利。

圖1是本實(shí)用新型測(cè)試方法原理圖。圖2是本實(shí)用新型測(cè)試裝置連接示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的方法及裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說明。附圖的測(cè)試儀器即本實(shí)用新型的裝置，包括一臺(tái)小型的水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組1、一臺(tái)熱水側(cè)循環(huán)水泵2、一臺(tái)冷水側(cè)循環(huán)水泵3、第一溫度傳感器4、第二溫度傳感器 5、第三溫度傳感器6、第四溫度傳感器7、第一流量傳感器8、第二流量傳感器9、第一壓力傳感器10、第二壓力傳感器11、第三壓力傳感器12、第四壓力傳感器13、數(shù)據(jù)傳輸線路14、數(shù)據(jù)采集模塊15和流量控制模塊16。測(cè)試過程中，需要鉆探至少2個(gè)測(cè)試孔，分別用于測(cè)試放熱工況和取熱工況，測(cè)試下管與測(cè)試儀器的兩側(cè)換熱器管道連接形成封閉的測(cè)試環(huán)路，循環(huán)介質(zhì)由循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)在其中循環(huán)換熱。數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集所有的溫度、壓力和流量的數(shù)據(jù)，并將流量數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸線路反饋至流量控制模塊來控制兩側(cè)的流量。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄的得到的數(shù)據(jù)后期進(jìn)行處理即可得到相應(yīng)的巖土體熱物性參數(shù)。(一)測(cè)試平臺(tái)搭建如附圖2，把冷水機(jī)組或熱泵主機(jī)1冷凝側(cè)的進(jìn)出水管與第一口測(cè)試孔進(jìn)出口連接，主機(jī)1的蒸發(fā)側(cè)進(jìn)出水管與第二口測(cè)試孔連接，此時(shí)第一口測(cè)試孔模擬夏季測(cè)試工況， 第二口測(cè)試孔模擬冬季測(cè)試工況。(二)測(cè)試設(shè)備啟動(dòng)首先開啟冷凝側(cè)水泵2，其次開啟蒸發(fā)側(cè)水泵3，最后開啟主機(jī)1。(三)測(cè)試工況設(shè)定主機(jī)冷凝側(cè)回水溫度(溫度測(cè)點(diǎn)4)設(shè)定在25 35°C (根據(jù)測(cè)試要求)，模擬夏季工況；主機(jī)蒸發(fā)側(cè)回水溫度(溫度測(cè)點(diǎn)6)設(shè)定在10 15°C (根據(jù)測(cè)試要求)模擬冬季工況。由于同一時(shí)間內(nèi)主機(jī)的蒸發(fā)側(cè)與冷凝側(cè)的換熱量成一定比例，因此主機(jī)某一側(cè)工況先達(dá)到設(shè)定工況后，另一側(cè)的換熱量受到限制，其水溫工況往往達(dá)不到任意設(shè)定要求，因此在主機(jī)測(cè)試工況設(shè)定前，需對(duì)主機(jī)兩端的穩(wěn)定溫度工況進(jìn)行初步核算，以保證主機(jī)兩側(cè)穩(wěn)定運(yùn)行后進(jìn)水溫度都達(dá)到設(shè)定工況。根據(jù)能量守恒定律，冷水機(jī)組或熱泵主機(jī)冷凝側(cè)與蒸發(fā)器的換熱量成一定比例。
權(quán)利要求1. 一種雙工況巖土體熱響應(yīng)試驗(yàn)裝置，其特征在于包括一水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組(1)、一臺(tái)冷凝側(cè)循環(huán)水泵(2)、一臺(tái)蒸發(fā)側(cè)循環(huán)水泵(3)、第一溫度傳感器(4)、第二溫度傳感器(5)、第三溫度傳感器(6)、第四溫度傳感器(7)、第一流量傳感器(8)、第二流量傳感器(9)、第一壓力傳感器(10)、第二壓力傳感器(11)、第三壓力傳感器(12)、第四壓力傳感器(13)、數(shù)據(jù)傳輸線路(14)、數(shù)據(jù)采集模塊(15)和流量控制模塊(16)，所述的水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組(1)的一側(cè)換熱器和一臺(tái)循環(huán)水泵(2)通過連接管串聯(lián)連接，第一溫度傳感器(4)、第一流量傳感器(8)和第一壓力傳感器(10)連接于水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組(1) 一側(cè)的換熱器入口處，第二溫度傳感器(5)和第二壓力傳感器(11)連接于水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組(1) 一側(cè)的換熱器的出口處；另一側(cè)側(cè)換熱器和另一臺(tái)循環(huán)水泵(3)通過連接管串聯(lián)連接，第三溫度傳感器(6)、第二流量傳感器(9)和第三壓力傳感器(12)連接于水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組(1)另一側(cè)的換熱器入口處，第四溫度傳感器 (7)和第四壓力傳感器(13)連接于水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組(1)另一側(cè)的換熱器的出口處；所有的溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器均連接于數(shù)據(jù)采集模塊(15)，循環(huán)水泵(2 )循環(huán)水泵(3 )均連接于流量控制模塊(16 )，數(shù)據(jù)傳輸線路(14 )將數(shù)據(jù)采集模塊(15) 與流量控制模塊(16)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙工況巖土體熱響應(yīng)試驗(yàn)裝置，包括一水冷冷水機(jī)組或地源熱泵機(jī)組、一臺(tái)冷凝側(cè)循環(huán)水泵、一臺(tái)蒸發(fā)側(cè)循環(huán)水泵、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、第一流量傳感器、第二流量傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、數(shù)據(jù)傳輸線路、數(shù)據(jù)采集模塊和流量控制模塊。本實(shí)用新型的有益效果是可以方便地完成兩種工況的測(cè)試，省時(shí)省力，獲得的兩種工況下的參數(shù)對(duì)于地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更具有實(shí)際指導(dǎo)意義。
文檔編號(hào)G01N25/20GK201974394SQ20112002858
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者張志鵬, 李敏, 李躍, 茅偉東, 郁松濤, 馬宏權(quán) 申請(qǐng)人:南京豐盛新能源科技股份有限公司, 湖北風(fēng)神凈化空調(diào)設(shè)備工程有限公司