CN210109006U - 一种岩土导热性试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种岩土导热性试验装置,包括装置壳体及设于装置壳体内部的电加热水箱、循环水泵、流量计、进水温度传感器、出水温度传感器和数据采集器,电加热水箱内设有与装置壳体外部插头连接的多个电加热器,电加热水箱的进水口通过循环水泵与U型地埋管的出水口采用进水管道连接,进水温度传感器连接于装置壳体内的进水管道上,电加热水箱的出水口通过流量计与U型地埋管的进水口采用出水管道连接,出水温度传感器连接于装置壳体内的出水管道上,流量计和进出水温度传感器与数据采集器电连接,装置壳体外表面及位于装置壳体外部的进出水管道表面均设有隔热保温层。本申请能减少测试流体受进出水管道气温波动影响,搞高了装置的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土测试技术领域,具体涉及一种岩土导热性试验装置。
背景技术
地下岩土导热性与地埋管换热性能是地源热泵地埋管换热器设计所需要考虑的重要参数,其大小对钻孔的数量及深度具有显著的影响,进而也决定了系统的初投资。因此,如果岩土导热性参数与地埋管换热性能测试不准确,就会导致所设计的系统与负荷不相匹配,从而不能充分发挥其节能优势。根据《地源热泵系统工程技术规范》,对于应用建筑面积5000m2以上的地埋管地源热泵工程,应进行地下岩土导热性试验。地下换热器的设计应根据地埋管现场导热性测试出的岩土导热性参数,采用现有专用软件进行计算,并以此作为地源热泵系统长期运行后土壤热平衡校核计算的依据。而本实用新型的发明人经过研究发现,目前用于岩土导热性试验的测试装置由于结构设计的原因,测试流体在测试过程中的冷热很容易受到影响,因而严重影响了测试装置的稳定性。
实用新型内容
针对现有用于岩土导热性试验的测试装置由于结构设计的原因,测试流体在测试过程中的冷热很容易受到影响,因而严重影响了测试装置稳定性的技术问题,本实用新型提供一种岩土导热性试验装置。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用了如下的技术方案:
一种岩土导热性试验装置,包括装置壳体,所述装置壳体的内部设有电加热水箱、循环水泵、流量计、进水温度传感器、出水温度传感器和数据采集器,所述电加热水箱内设有功率不同的多个电加热器,每个所述电加热器通过导线与位于装置壳体外部的插头连接,所述电加热水箱的进水口通过循环水泵与设于装置壳体外部埋在地下的U型地埋管的出水口采用进水管道连接,所述进水温度传感器连接于循环水泵与装置壳体内壁之间的进水管道上,所述电加热水箱的出水口通过流量计与设于装置壳体外部埋在地下的U型地埋管的进水口采用出水管道连接,所述出水温度传感器连接于循流量计与装置壳体内壁之间的出水管道上,所述流量计、进水温度传感器和出水温度传感器与数据采集器电连接,所述装置壳体的外表面、位于装置壳体外部的进水管道表面和出水管道表面均设有隔热保温层。
与现有技术相比,本实用新型提供的岩土导热性试验装置使用时,先将装置上进水管道的进口与U型地埋管的出水口连接,同时将出水管道的出口与U型地埋管的进水口连接,接着在U型地埋管内充满循环水,让循环水静止1~2天后通过数据采集器采集进水温度传感器和出水温度传感器的测量数据,此时循环水温度即被认为是导热稳定后的岩土初始温度,然后给循环水泵和一个电加热器供电,同时以预定时间间隔通过数据采集器对进水温度传感器、出水温度传感器和流量计的测量数据进行采集保存,并在测试约48小时后停止,至此即完成了岩土导热性试验测试。本申请通过在装置壳体外部的进水管道和出水管道表面均设置隔热保温层,由此可以有效减少室外气温波动对于U型地埋管进出口管道内测试流体温度的影响;同时将各个器件都设置在装置壳体内部,并在装置壳体外表面也设置隔热保温层,由此可以减少装置壳体内部进出水管道冷热损失的影响,有效保持了测试流体在测试过程中的冷热均匀,进而搞高了测试装置的稳定性。
进一步,所述进水管道和出水管道上分别连接有伸至装置壳体外部的清洁管道,位于所述装置壳体内部的清洁管道上连接有手动阀。
进一步,所述数据采集器选用FL34970B多路数据采集仪。
进一步,所述隔热保温层为岩棉夹芯彩钢板。
附图说明
图1是本实用新型提供的岩土导热性试验装置结构示意图。
图中,1、装置壳体;2、电加热水箱;3、循环水泵;4、流量计;5、进水温度传感器;6、出水温度传感器;7、数据采集器;8、电加热器;9、插头;10、U型地埋管;11、进水管道;12、出水管道;13、隔热保温层;14、清洁管道;15、手动阀。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“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,可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
请参考图1所示,本实用新型提供一种岩土导热性试验装置,包括装置壳体1,所述装置壳体1的内部设有电加热水箱2、循环水泵3、流量计4、进水温度传感器5、出水温度传感器6和数据采集器7,所述电加热水箱2内设有功率不同的属于现有技术的多个电加热器8,多个电加热器8的不同功率可根据U型地埋管在地下的埋藏深度来设置,即一个深度的U型地埋管对应一个功率的电加热器8,且U型地埋管的埋藏深度越深对应的该电加热器8的功率越大,每个所述电加热器8通过导线与位于装置壳体外部的插头9连接,而所述插头9可与外部现有的稳压电源连接以实现向电加热器8供电,所述电加热水箱2的进水口通过循环水泵3与设于装置壳体1外部埋在地下的U型地埋管10的出水口采用进水管道11连接,所述进水温度传感器5连接于循环水泵3与装置壳体1内壁之间的进水管道11上,即所述进水温度传感器5位于装置壳体1内部的进水管道11上,所述电加热水箱2的出水口通过流量计4与设于装置壳体1外部埋在地下的U型地埋管10的进水口采用出水管道12连接,所述出水温度传感器6连接于循流量计4与装置壳体1内壁之间的出水管道12上,即所述出水温度传感器6位于装置壳体1内部的出水管道12上,所述流量计4、进水温度传感器5和出水温度传感器6与数据采集器7电连接,所述装置壳体1的外表面、位于装置壳体外部的进水管道11表面和出水管道12表面均设有隔热保温层13。
与现有技术相比,本实用新型提供的岩土导热性试验装置使用时,先将装置上进水管道的进口与U型地埋管的出水口连接,同时将出水管道的出口与U型地埋管的进水口连接,接着在U型地埋管内充满循环水,让循环水静止1~2天后通过数据采集器采集进水温度传感器和出水温度传感器的测量数据,此时循环水温度即被认为是导热稳定后的岩土初始温度,然后给循环水泵和一个电加热器供电,同时以预定时间间隔通过数据采集器对进水温度传感器、出水温度传感器和流量计的测量数据进行采集保存,并在测试约48小时后停止,至此即完成了岩土导热性试验测试。本申请通过在装置壳体外部的进水管道和出水管道表面均设置隔热保温层,由此可以有效减少室外气温波动对于U型地埋管进出口管道内测试流体温度的影响;同时将各个器件都设置在装置壳体内部,并在装置壳体外表面也设置隔热保温层,由此可以减少装置壳体内部进出水管道冷热损失的影响,有效保持了测试流体在测试过程中的冷热均匀,进而搞高了测试装置的稳定性。
作为具体实施例,所述进水管道11和出水管道12上分别连接有伸至装置壳体1外部的清洁管道14,位于所述装置壳体1内部的清洁管道上连接有本领域技术人员公知的手动阀15,由此当所述进水管道11或/和出水管道12内存在污物时,将位于所述装置壳体1外部的清洁管道14一端与外部水源连接并将手动阀15打开(试验使用时处于关闭状态),通过外部水源对进水管道11和出水管道12内的污物进行冲洗后排出装置壳体1外部,由此完成对于进水管道11和出水管道12内污物的清洁。
作为具体实施例,所述数据采集器7选用现有的FL34970B多路数据采集仪来实现,具体FL34970B多路数据采集仪具有以下特点:1、能够对包括温度、流量、交流功率等在内的多种测量数据进行采集;2、每秒扫描多达32个通道的扫描率,能够保证扫描的速度和精度;3、非易失存储器存储50k读数,可在断电时保持数据;4、配有通讯接口如RS232或485,运用FLWD-RJ系统软件可设置测试、采集与存档管理测量数据以及对所得到的数据进行实时显示和分析,因而能有效满足本试验装置的测量任务。另外,所述流量计4可采用现有的超声波流量计来实现,而所述进水温度传感器5和出水温度传感器6可采用现有的热电阻温度传感器来实现。
作为具体实施例,所述隔热保温层13为岩棉夹芯彩钢板,所述岩棉夹芯彩钢板芯材是以玄武岩及其它天然矿石等为主要原料,经高温熔融成纤维,加入适量粘结剂,固化加工而制成的,是同类(夹芯板系列)中耐火性能最强的一种新型防火隔热板材。当然,本领域技术人员在前述实施列的基础上,还可以采用其它的隔热保温板。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种岩土导热性试验装置,其特征在于,包括装置壳体,所述装置壳体的内部设有电加热水箱、循环水泵、流量计、进水温度传感器、出水温度传感器和数据采集器,所述电加热水箱内设有功率不同的多个电加热器,每个所述电加热器通过导线与位于装置壳体外部的插头连接,所述电加热水箱的进水口通过循环水泵与设于装置壳体外部埋在地下的U型地埋管的出水口采用进水管道连接,所述进水温度传感器连接于循环水泵与装置壳体内壁之间的进水管道上,所述电加热水箱的出水口通过流量计与设于装置壳体外部埋在地下的U型地埋管的进水口采用出水管道连接,所述出水温度传感器连接于循流量计与装置壳体内壁之间的出水管道上,所述流量计、进水温度传感器和出水温度传感器与数据采集器电连接,所述装置壳体的外表面、位于装置壳体外部的进水管道表面和出水管道表面均设有隔热保温层。
2.根据权利要求1所述的岩土导热性试验装置,其特征在于,所述进水管道和出水管道上分别连接有伸至装置壳体外部的清洁管道,位于所述装置壳体内部的清洁管道上连接有手动阀。
3.根据权利要求1所述的岩土导热性试验装置,其特征在于,所述数据采集器选用FL34970B多路数据采集仪。
4.根据权利要求1所述的岩土导热性试验装置,其特征在于,所述隔热保温层为岩棉夹芯彩钢板。
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CN115791872A (zh) * | 2023-01-30 | 2023-03-14 | 天津地热开发有限公司 | 一种地埋管换热器传热分析方法及系统 |
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