CN109556760A - 一种蓄热水池温度场分布检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄热水池技术领域，尤其涉及一种蓄热水池温度场分布检测系统及方法。该蓄热水池温度场分布检测系统包括蓄热水池本体、顶盖、土壤耦合温度检测系统以及水体温度检测系统，所述蓄热水池本体包括水池坡面和水池底面，所述土壤耦合温度检测系统包括设置在水池坡面上的若干列第一温度检测元件以及设置在水池底面上的若干第二温度检测元件，所述水体温度检测系统包括设置于所述蓄热水池本体中的若干水体温度检测装置。本发明提供的蓄热水池温度场分布检测系统及方法，能够实现对蓄热水池与土壤耦合后温度场的温度变化及温度分层数据的采集，为不同温度层水的应用提供数据依据。

Description

一种蓄热水池温度场分布检测系统及方法

技术领域

本发明涉及蓄热水池技术领域，尤其涉及一种蓄热水池温度场分布检测系统及方法。

背景技术

大容积水池蓄热技术是一种通过提高人工水池中水体温度实现蓄能目的的显热蓄热技术，具有造价低、蓄热放热速率快、热损系数低、能跨季节热能存储的优点，可结合太阳能集热器、风电、光电、热泵、热电联产机组等多种可再生能源技术，充分提高能源利用率和可再生能源的占比，实现清洁能源区域供热的目标。为了便于控制调整蓄热水池的温度，需要对蓄热水池的温度进行检测和采集。然而现有的蓄热水池温度检测方式，仅是在蓄热水池的水体中设置温度传感器，这种检测方式无法全面的获取采集蓄热水池的整体温度场分布数据，尤其无法采集蓄热水池与土壤耦合后的整体温度场的温度变化和温度分层数据。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种蓄热水池温度场分布检测系统及方法，解决现有技术无法获取蓄热水池与土壤耦合后的整体温度场的温度变化和温度分层数据的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蓄热水池温度场分布检测系统，包括蓄热水池本体、设置在所述蓄热水池本体开口处的顶盖、土壤耦合温度检测系统以及水体温度检测系统；所述蓄热水池本体包括水池坡面和水池底面；所述土壤耦合温度检测系统包括设置在所述水池坡面上的若干列第一温度检测元件以及设置在所述水池底面上的若干第二温度检测元件，其中每列所述第一温度检测元件从高到低依次间隔排列；所述水体温度检测系统包括设置于所述蓄热水池本体中的若干水体温度检测装置，各所述水体温度检测装置均包括从高到低依次间隔设置的多个第三温度检测元件，各所述水体温度检测装置的底端与所述水池底面之间间隙设置，各所述水体温度检测装置的顶端穿过所述顶盖设置于所述蓄热水池本体外部。

进一步地，所述蓄热水池本体的土壤表面上铺设有防水阻隔层，各所述第一温度检测元件和各所述第二温度检测元件均设置于所述土壤表面与所述防水阻隔层之间。

进一步地，所述顶盖包括从上到下依次设置的保温盖和防水间隔层。

进一步地，所述水体温度检测装置包括竖直管以及设置在所述竖直管上的多个探测口，多个所述探测口从上到下依次设置，所述探测口的数量与所述第三温度检测元件的数量相等，各所述第三温度检测元件分别对应安装于各所述探测口中。

具体地，所述水体温度检测装置还包括设置在所述保温盖上表面的卡装件，所述竖直管的顶端依次穿过所述防水间隔层、保温盖与所述卡装件相连。

具体地，各所述探测口处分别设有防水密封膜。

进一步地，还包括温度数据记录仪，各所述第一温度检测元件分别通过第一数据传输线与所述温度数据记录仪相连，各所述第二温度检测元件分别通过第二数据传输线与所述温度数据记录仪相连，各所述第三温度检测元件分别通过第三数据传输线与所述温度数据记录仪相连。

具体地，所述第三数据传输线设置于所述竖直管中。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种蓄热水池温度场分布检测方法，该方法采用上述的蓄热水池温度场分布检测系统，该方法具体包括如下步骤：

S1、在蓄热水池本体的土壤表面上布置若干列第一温度检测元件和若干第二温度检测元件，使每列所述第一温度检测元件沿所述蓄热水池本体的水池坡面从高到低依次间隔布置，使各所述第二温度检测元件布置于所述蓄热水池本体的水池底面上；

S2、将各所述第一温度检测元件分别通过第一数据传输线与温度数据记录仪相连，将各所述第二温度检测元件分别通过第二数据传输线与所述温度数据记录仪相连；

S3、在所述蓄热水池本体上铺设防水阻隔层，使各所述第一温度检测元件和各所述第二温度检测元件分别设置于所述蓄热水池本体的土壤表面与所述防水阻隔层之间；

S4、在所述蓄热水池本体的开口处依次铺设防水间隔层和保温盖；

S5、在所述蓄热水池本体中投放若干水体温度检测装置，使所述水体温度检测装置的顶端依次穿过所述防水间隔层、保温盖设置于所述蓄热水池本体外部；

S6、将所述水体温度检测装置中的各第三温度检测元件分别通过第三数据传输线与所述温度数据记录仪相连。

进一步地，在步骤S2中还包括：对所述第一数据传输线和所述第二数据传输线进行密封防水处理。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供的蓄热水池温度场分布检测系统及方法，通过在水池坡面设置若干列第一温度检测元件，能够检测蓄热水池四周土壤与水池耦合处的温度。通过在水池底面设置若干第二温度检测元件，能够检测蓄热水池底面土壤与水池耦合处的温度。通过在蓄热水池本体中设置若干水体温度检测装置，能够检测蓄热水池本体中水体的温度。同时将每列第一温度检测元件从高到低依次设置，将多个第三温度检测元件从高到低依次间隔设置在蓄热水池本体中，从而能够检测蓄热水池不同高度位置处的温度。

本发明提供的蓄热水池温度场分布检测系统及方法，能够采集蓄热水池与土壤耦合后温度场的温度变化及温度分层数据，为不同温度层水的应用提供数据依据。

附图说明

图1是本发明实施例蓄热水池温度场分布检测系统中第一温度检测元件和第二温度检测元件的布置示意图；

图2是本发明实施例蓄热水池温度场分布检测系统中第一温度检测元件的安装示意图；

图3是本发明实施例蓄热水池温度场分布检测系统中水体温度检测装置的安装示意图；

图4是本发明实施例蓄热水池温度场分布检测系统中水体温度检测装置的局部放大示意图。

图中：1：蓄热水池本体；101：水池坡面；102：水池底面；2：第一温度检测元件；3：第二温度检测元件；4：水体温度检测装置；401：第三温度检测元件；402：竖直管；403：探测口；404：卡装件；405：第三数据传输线；5：土壤表面；6：防水阻隔层；7：保温盖；8：防水间隔层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

如图1-4所示，本发明实施例提供一种蓄热水池温度场分布检测系统，包括蓄热水池本体1、设置在所述蓄热水池本体1开口处的顶盖、土壤耦合温度检测系统以及水体温度检测系统。

所述蓄热水池本体1为开设在地面土壤中的水池，所述蓄热水池本体1包括水池坡面101和水池底面102。其中，所述水池坡面101和水池底面102的形状可以根据实际情况而定。例如，所述水池坡面101可以采用圆柱体结构，也可以采用由至少三个平面或弧面合围而成的多面体结构。所述水池底面102可以采用圆形、椭圆形、三角形、四边形甚至四边以上的多边形。

在本实施例中，所述水池坡面101采用由四个平面合围而成的四面体结构，所述水池底面102采用四边形，所述蓄热水池本体1的开口面积大于所述水池底面102的面积，使得所述蓄热水池本体1整体形成上大下小的锥形结构。

所述土壤耦合温度检测系统包括设置在所述水池坡面101上的若干列第一温度检测元件2，以及设置在所述水池底面102上的若干第二温度检测元件3。通过所述第一温度检测元件2，能够采集所述蓄热水池本体1的四周坡面土壤与所述蓄热水池本体1耦合处的温度数据。通过所述第二温度检测元件3，能够采集所述蓄热水池本体1的底面土壤与所述蓄热水池本体1耦合处的温度数据。

其中，每列所述第一温度检测元件2从高到低依次间隔排列，从而能够采集所述蓄热水池本体1与土壤耦合后不同高度位置处的温度数据。

所述水体温度检测系统包括设置于所述蓄热水池本体1中的若干水体温度检测装置4，各所述水体温度检测装置4的底端与所述水池底面102之间间隙设置，各所述水体温度检测装置4的顶端穿过所述顶盖设置于所述蓄热水池本体1外部。其中，各所述水体温度检测装置4均包括从高到低依次间隔设置的多个第三温度检测元件401，其中设置在最高位置处的第三温度检测元件401设置于所述顶盖下方，设置在最低位置处的第三温度检测元件401设置于所述水池底面102上方，也即，各所述第三温度检测元件401均设置于所述蓄热水池本体1的水体之中，而且各所述第三温度检测元件401均不与所述蓄热水池本体1相接触。通过从高到低依次设置的多个第三温度检测元件401，能够采集所述蓄热水池本体1中不同高度位置处的水体温度数据。

在本申请的具体实施例中，所述第一温度检测元件2在所述水池坡面101上的布置列数、每列所述第一温度检测元件2的具体布置数量，第二温度检测元件3在所述水池底面102上的布置数量，所述水体温度检测装置4在所述蓄热水池本体1中的布置数量，以及每个所述水体温度检测装置4中第三温度检测元件401的布置数量，需要根据所述蓄热水池本体1的形状、体积大小、深度等实际情况而设定调整。

在本申请的具体实施例中，所述水池坡面101采用由四个平面合围而成的四面体结构，在所述水池坡面101上环设有八列所述第一温度检测元件2，同时为了保证检测数据的精度，在每相邻的两列第一温度检测元件2之间还设有若干所述第一温度检测元件2。

进一步来说，所述蓄热水池本体1的土壤表面5上铺设有防水阻隔层6，各所述第一温度检测元件2和各所述第二温度检测元件3均设置于所述土壤表面5与所述防水阻隔层6之间，从而检测获得所述蓄热水池本体1与土壤耦合后的温度变化数据。

进一步来说，所述顶盖包括从上到下依次设置的保温盖7和防水间隔层8。

进一步来说，所述水体温度检测装置4包括竖直管402以及设置在所述竖直管402上的多个探测口403，多个所述探测口403从上到下依次设置。其中，所述探测口403的数量与所述第三温度检测元件401的数量相等，各所述第三温度检测元件401分别对应安装于各所述探测口403中。所述第三温度检测元件401能够通过所述探测口403检测所述蓄热水池本体1中不同高度位置处的水体温度。

具体来说，各所述探测口403处分别设有防水密封膜，用于对所述第三温度检测元件401进行密封防水保护。

具体来说，所述水体温度检测装置4还包括设置在所述保温盖上表面的卡装件404，所述竖直管402的顶端依次穿过所述防水间隔层8、保温盖7与所述卡装件404相连。

进一步来说，还包括温度数据记录仪，各所述第一温度检测元件2分别通过第一数据传输线与所述温度数据记录仪相连。各所述第二温度检测元件3分别通过第二数据传输线与所述温度数据记录仪相连。各所述第三温度检测元件401分别通过第三数据传输线405与所述温度数据记录仪相连。也即，通过所述温度数据记录仪来采集各所述第一温度检测元件2、各所述第二温度检测元件3以及各所述第三温度检测元件401的温度检测数据。

具体来说，所述第三数据传输线405设置于所述竖直管402中，所述第三数据传输线405分别与所述竖直管402中的各所述第三温度检测元件401进行连接。所述第三数据传输线405的一端穿过所述卡装件404后引出至所述竖直管402外部，从而与所述温度数据记录仪进行连接。通过所述竖直管402能够对所述第三数据传输线405进行防水保护。

具体来说，各所述第一数据传输线和各所述第二数据传输线均设置在密封套管中，从而实现对所述第一数据传输线和所述第二数据传输线的防水保护。

此外，还可以将所述温度数据记录仪通过以太网与远程监控设备进行连接，从而实现对温度检测数据的远程数据传输，便于实现对所述蓄热水池的远程温度监控。

本发明实施例所述的蓄热水池温度场分布检测系统，能够采集蓄热水池与土壤耦合后温度场的温度变化及温度分层数据，为不同温度层水的应用提供数据依据。

本发明实施例还提供了一种蓄热水池温度场分布检测方法，该方法采用上述实施例所述的蓄热水池温度场分布检测系统，该方法具体包括如下步骤：

S1、在蓄热水池本体1的土壤表面5上布置若干列第一温度检测元件2和若干第二温度检测元件3，使每列所述第一温度检测元件2沿所述蓄热水池本体1的水池坡面101从高到低依次间隔布置，使各所述第二温度检测元件3布置于所述蓄热水池本体1的水池底面102上。

S2、将各所述第一温度检测元件2分别通过第一数据传输线与温度数据记录仪相连，将各所述第二温度检测元件3分别通过第二数据传输线与所述温度数据记录仪相连，并对分别所述第一温度检测元件2、所述第一数据传输线、所述第二温度检测元件3以及所述第二数据传输线进行防水处理。

S3、在所述蓄热水池本体1上铺设防水阻隔层6，使各所述第一温度检测元件2和各所述第二温度检测元件3分别设置于所述蓄热水池本体的土壤表面5与所述防水阻隔层6之间。

S4、在所述蓄热水池本体1的开口处从上到下依次铺设保温盖7和防水间隔层8，完成对蓄热水池顶盖的施工。

S5、在所述蓄热水池本体1中投放若干水体温度检测装置4，使所述水体温度检测装置4的顶端依次穿过所述防水间隔层8、保温盖7设置于所述蓄热水池本体1外部，其中各所述水体温度检测装置4中的第三温度检测元件401均处于所述蓄热水池本体1的水体中，而且各所述第三温度检测元件401均不与所述蓄热水池本体1的表面相接触。

S6、将所述水体温度检测装置4中的各所述第三温度检测元件401分别通过第三数据传输线405与所述温度数据记录仪进行连接。

本发明实施例所述的蓄热水池温度场分布检测方法，能够采集蓄热水池与土壤耦合后温度场的温度变化及温度分层数据，为不同温度层水的应用提供数据依据。

综上所述，本发明实施例所述的蓄热水池温度场分布检测系统及方法，不仅能够检测蓄热水池的四周及底面分别与土壤耦合后的不同高度位置处的温度，还能够检测蓄热水池中不同高度位置处的水体温度，从而实现对蓄热水池与土壤耦合后温度场的温度变化及温度分层数据采集，为不同温度层水的应用提供数据依据。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种蓄热水池温度场分布检测系统，其特征在于，包括蓄热水池本体、设置在所述蓄热水池本体开口处的顶盖、土壤耦合温度检测系统以及水体温度检测系统；所述蓄热水池本体包括水池坡面和水池底面；所述土壤耦合温度检测系统包括设置在所述水池坡面上的若干列第一温度检测元件以及设置在所述水池底面上的若干第二温度检测元件，其中每列所述第一温度检测元件从高到低依次间隔排列；所述水体温度检测系统包括设置于所述蓄热水池本体中的若干水体温度检测装置，各所述水体温度检测装置均包括从高到低依次间隔设置的多个第三温度检测元件，各所述水体温度检测装置的底端与所述水池底面之间间隙设置，各所述水体温度检测装置的顶端穿过所述顶盖设置于所述蓄热水池本体外部。

2.根据权利要求1所述的蓄热水池温度场分布检测系统，其特征在于，所述蓄热水池本体的土壤表面上铺设有防水阻隔层，各所述第一温度检测元件和各所述第二温度检测元件均设置于所述土壤表面与所述防水阻隔层之间。

3.根据权利要求1所述的蓄热水池温度场分布检测系统，其特征在于，所述顶盖包括从上到下依次设置的保温盖和防水间隔层。

4.根据权利要求3所述的蓄热水池温度场分布检测系统，其特征在于，所述水体温度检测装置包括竖直管以及设置在所述竖直管上的多个探测口，多个所述探测口从上到下依次设置，所述探测口的数量与所述第三温度检测元件的数量相等，各所述第三温度检测元件分别对应安装于各所述探测口中。

5.根据权利要求4所述的蓄热水池温度场分布检测系统，其特征在于，所述水体温度检测装置还包括设置在所述保温盖上表面的卡装件，所述竖直管的顶端依次穿过所述防水间隔层、保温盖与所述卡装件相连。

6.根据权利要求4所述的蓄热水池温度场分布检测系统，其特征在于，各所述探测口处分别设有防水密封膜。

7.根据权利要求4所述的蓄热水池温度场分布检测系统，其特征在于，还包括温度数据记录仪，各所述第一温度检测元件分别通过第一数据传输线与所述温度数据记录仪相连，各所述第二温度检测元件分别通过第二数据传输线与所述温度数据记录仪相连，各所述第三温度检测元件分别通过第三数据传输线与所述温度数据记录仪相连。

8.根据权利要求7所述的蓄热水池温度场分布检测系统，其特征在于：所述第三数据传输线设置于所述竖直管中。

9.一种蓄热水池温度场分布检测方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1-8任一项所述的蓄热水池温度场分布检测系统，该方法具体包括如下步骤：

S1、在蓄热水池本体的土壤表面上布置若干列第一温度检测元件和若干第二温度检测元件，使每列所述第一温度检测元件沿所述蓄热水池本体的水池坡面从高到低依次间隔布置，使各所述第二温度检测元件布置于所述蓄热水池本体的水池底面上；

S2、将各所述第一温度检测元件分别通过第一数据传输线与温度数据记录仪相连，将各所述第二温度检测元件分别通过第二数据传输线与所述温度数据记录仪相连；

S3、在所述蓄热水池本体上铺设防水阻隔层，使各所述第一温度检测元件和各所述第二温度检测元件分别设置于所述蓄热水池本体的土壤表面与所述防水阻隔层之间；

S4、在所述蓄热水池本体的开口处依次铺设防水间隔层和保温盖；

S5、在所述蓄热水池本体中投放若干水体温度检测装置，使所述水体温度检测装置的顶端依次穿过所述防水间隔层、保温盖设置于所述蓄热水池本体外部；

S6、将所述水体温度检测装置中的各第三温度检测元件分别通过第三数据传输线与所述温度数据记录仪相连。

10.根据权利要求9所述的蓄热水池温度场分布检测方法，其特征在于，在步骤S2中还包括：对所述第一数据传输线和所述第二数据传输线进行密封防水处理。