CN201438149U - 一种浅层地热能综合测试装置 - Google Patents

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富锡良
翁文兵
牟建华
巫虹
陈剑波
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Abstract

本实用新型涉及浅层地热能综合测试装置，其特征在于调温水箱设有测试水管接口，该测试装置还包括压缩冷凝机构，该压缩冷凝机构包括设在调温水箱内的蒸发器，蒸发器与压缩机的一端连接，压缩机的另一端与风冷冷凝器的一端连接，风冷冷凝器的另一端与储液罐的一端连接，储液罐的另一端通过热力膨胀阀与蒸发器连接，该蒸发器通过感温包毛细管与热力膨胀阀连接，该蒸发器还通过平衡管与热力膨胀阀连接。本实用新型的有益效果是：测试装置可真实模拟冬夏季地源热泵空调系统向土壤散热和吸热两种模式下的埋管换热器的换热能力，同时可对地埋管施工质量进行无损物理检测，而且测试设备结构简单、加工方便具有一定的推广应用价值。

Description

一种浅层地热能综合测试装置
技术领域：
本实用新型涉及地源热泵岩土层热响应现场测试领域，具体地说是一种浅层地热能综合测试装置。
背景技术：
地埋管的换热性能及施工质量是影响地埋管地源热泵系统实际换热效果的关键，也是设计的重要依据。影响地埋管换热性能的因素很多，不同地点、不同设计及施工方案地埋管的换热性能不同。国家规范“地源热泵系统工程技术规范”GB 50366-2005(局部修订版)明确规定，当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在3000m～5000m时，宜进行岩土热响应试验，当应用建筑面积超过5000m2时，应进行岩土热响应试验，且应用建筑面积超过10000m2时，地源热泵测试孔数量不应少于2个。
传统的获得岩土热物性参数方法主要为查表法、室内土工试验法，但依赖图表或者单一的实验室数据不能宏观概括影响土壤热交换器传热性能的所有因素。而通过现场的热响应测试可以实地测量综合岩土层结构的换热性能。传统的探针法等原位测试法在测量区域和测量深度上都存在局限性，其数据的重复性和可靠性都不理想。
目前，国内地源热泵测试起初主要依赖于国外进口设备，厂家提供的热响应测试装置，由于地域问题，运输不方便，给测试增加了难度，费用昂贵、且应用设置不易被现场人员接受。同时，传统的测试设备多数只能制得热水，仅能测试地埋管换热器得夏季排热工况。而关于地埋管施工质量的检测目前还是一片空白，缺乏相应检测方法和手段。所以研制开发地埋管换热测试及施工质量检测装置是优化地源热泵设计与施工的关键，也是推广应用地源热泵系统的趋势所在。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种浅层地热能综合测试装置，能够测试地源热泵系统地埋管的散热和吸热能力，同时对地埋管施工质量进行无损物理检测。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：浅层地热能综合测试装置，包括调温水箱，该调温水箱内设有电加热管，其特征在于调温水箱设有测试水管接口，该测试装置还包括压缩冷凝机构，该压缩冷凝机构包括设在调温水箱内的蒸发器，蒸发器与压缩机的一端连接，压缩机的另一端与风冷冷凝器的一端连接，风冷冷凝器的另一端与储液罐的一端连接，储液罐的另一端通过热力膨胀阀与蒸发器连接，该蒸发器通过感温包毛细管与热力膨胀阀连接，该蒸发器还通过平衡管与热力膨胀阀连接。
当热泵系统处于夏季运行工况时，地埋管向土壤散热，本装置提供水循环的散热；当热泵系统处于冬季运行工况时，地埋管向土壤散热，本装置提供水循环的吸热。其工作原理为：启动电加热器加热调温水箱中的水，循环水泵驱动水流至地下埋管中，通过埋管与土壤换热后又流回调温水箱内，测得循环水流经地下埋管前后的温差、压差和流量，即可计算得到换热孔的换热量，同时根据测得的数据和传热计算模型即可确定换热孔周围岩土综合导热系数等热物性参数。本实用新型的有益效果是：测试装置可真实模拟冬夏季地源热泵空调系统向土壤散热和吸热两种模式下的埋管换热器的换热能力，同时可对地埋管的施工质量进行检测，可为地源热泵的设计及施工提供准确的基本资料和依据，有利于浅层地热资源的合理开发利用，而且测试设备结构简单、加工方便具有一定的推广应用价值。
附图说明：
图1为本实用新型一实施例的制冷原理图；
图2为本实用新型的水循环原理图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
浅层地热能综合测试装置，包括调温水箱1，该调温水箱1内设有电加热管18，其特征在于调温水箱1设有测试水管接口，该测试装置还包括压缩冷凝机构，该压缩冷凝机构包括设在调温水箱1内的蒸发器2，蒸发器2的第一端与热力膨胀阀3的第一端连接，蒸发器2的第二端与压缩机4的一端连接，压缩机4的另一端与风冷冷凝器5的一端连接，风冷冷凝器5的另一端与储液罐6的一端连接，储液罐6的另一端与热力膨胀阀3的第二端连接，热力膨胀阀3的第三端通过平衡管7与蒸发器2的第二端连接，蒸发器2的第二端通过感温包毛细管8与热力膨胀阀3的第四端连接。其中压缩机4的输入端设有吸气压力表9，输出端设有排气压力表10。蒸发器2与压缩机4之间还设有气液分离器11。储液罐6与热力膨胀阀3之间依次设有截止阀12、第一手阀13、干燥过滤器14、视液镜15、电磁阀16和第二手阀17。
图2为本实用新型的水循环原理图。调温水箱1设有进水口和溢水口，进水口接自来水25，溢水口接排水沟21，该调温水箱1设有水箱循环泵22，该调温水箱1的一个测试水管接口通过电磁流量计23与测试水管的一端20连接，该调温水箱1的另一个测试水管接口3通过测试循环泵24与测试水管的另一端19连接。
在已钻好的钻孔中埋设导管，导管内充满自来水，并按设计要求回填，在管道入口端和出口端分别与现场埋设的管道相连。流体由保温水箱系统进入且充满管道，开启电源开关及循环水泵，对管道进行清洗及排气。当模拟夏季排热工况时，开启电加热开关，即可实时采集进出水温度，水压差等，同时根据流量及进出水温差计算换热量；当模拟冬季吸热工况时，开启制冷压缩机开关，即可实时采集进出水温度，水压差等，同时根据流量及进出水温差计算换热量。

Claims (5)

1.浅层地热能综合测试装置，包括调温水箱，该调温水箱内设有电加热管，其特征在于调温水箱设有测试水管接口，该测试装置还包括压缩冷凝机构，该压缩冷凝机构包括设在调温水箱内的蒸发器，蒸发器与压缩机的一端连接，压缩机的另一端与风冷冷凝器的一端连接，风冷冷凝器的另一端与储液罐的一端连接，储液罐的另一端通过热力膨胀阀与蒸发器连接，该蒸发器通过感温包毛细管与热力膨胀阀连接，该蒸发器还通过平衡管与热力膨胀阀连接。
2.根据权利要求1所述的浅层地热能综合测试装置，其特征在于：蒸发器的第一端与热力膨胀阀的第一端连接，蒸发器的第二端与压缩机的一端连接，压缩机的另一端与风冷冷凝器的一端连接，风冷冷凝器的另一端与储液罐的一端连接，储液罐的另一端与热力膨胀阀的第二端连接，热力膨胀阀的第三端通过平衡管与蒸发器的第二端连接，蒸发器的第二端通过感温包毛细管与热力膨胀阀的第四端连接。
3.根据权利要求1所述的浅层地热能综合测试装置，其特征在于：压缩机的输入端设有吸气压力表，输出端设有排气压力表，蒸发器与压缩机之间还设有气液分离器。
4.根据权利要求1所述的浅层地热能综合测试装置，其特征在于：储液罐与热力膨胀阀之间依次设有截止阀、第一手阀、干燥过滤器、视液镜、电磁阀和第二手阀。
5.根据权利要求1所述的浅层地热能综合测试装置，其特征在于：调温水箱设有进水口和溢水口，该调温水箱还设有水箱循环泵，该调温水箱的一个测试水管接口通过电磁流量计与测试水管的一端连接，该调温水箱的另一个测试水管接口通过测试循环泵与测试水管的另一端连接。
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