CZ305396B6

CZ305396B6 - Apparatus for measuring temperature fields in rock massif

Info

Publication number: CZ305396B6
Application number: CZ2013-936A
Authority: CZ
Inventors: Radovan Hájovský; Martin Pieš; Štěpán Ožana; Zdeněk Macháček
Original assignee: Vysoká Škola Báňská - Technická Universita
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2015-09-02
Also published as: CZ2013936A3

Abstract

The base element of an apparatus for measuring temperature fields in rock massif is a heat-exchange apparatus (1), which is vertically divided by partitions (2) with openings (3) into sections. The sections are provided with temperature sensors (6) connected to a communication bus (7). In the heat-exchange apparatus (1) upper portion, there is installed both a supply pipe (9) with a medium (8) and an outlet pipe (4) with a medium outlet (5). At a given distance from the heat-exchange apparatus (1), there are arranged a certain number of measuring probes (11), which are fitted with the temperature sensors (6) connected to the communication bus (7).

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká zařízení pro měření teplotních polí v horninovém masívu.The invention relates to a device for measuring temperature fields in a rock massif.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Zařízení pro monitorování teplotních polí v horninovém masívu existují v několika provedeních a využívají se různé metody měření. Dosud používané řešení je založeno na principu výměníku, kdy je ve vrtu umístěn senzor pro měření průtoku a teploty, avšak tento způsob může udávat pouze omezené hodnoty vyzařovaného tepla s omezenou přesností v závislosti na odlišnostech ve struktuře měřeného masívu. Dalším z používaných řešení je umístění teploměrů v hloubkovém vrtu, kdy se v jednotlivých úrovních mohou monitorovat teploty v daných vrstvách horniny pomocí teplotních senzorů. Toto řešení ovšem postrádá informace o přenosu tepla z horninového masívu.Devices for monitoring temperature fields in the rock massif are available in several designs and various measurement methods are used. The solution used so far is based on the principle of an exchanger where a sensor for measuring flow and temperature is placed in the borehole, but this method can only give limited values of radiated heat with limited accuracy depending on differences in the structure of the measured mass. Another solution used is the placement of thermometers in the well borehole, where temperatures can be monitored at given levels in given rock layers by means of temperature sensors. However, this solution lacks information on heat transfer from the rock mass.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje zařízení pro měření teplotních polí v horninovém masívu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výměník je svisle rozdělen na sekce přepážkami s otvory, které jsou osazeny snímači teploty zapojenými do komunikační sběrnice, přičemž vrchní část výměníku je opatřena přívodním potrubím s vstupem média a výstupním potrubím s výstupem média a v daných vzdálenostech od výměníku je umístěno n-měřicích sond osazených snímači teploty zapojenými do komunikační sběrnice.The above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the device for measuring temperature fields in the rock mass according to the invention, which consists in that the exchanger is vertically divided into sections by partitions with openings, which are equipped with temperature sensors connected to the communication bus, provided with inlet piping with medium inlet and outlet piping with medium outlet and at given distances from the exchanger there are placed n-measuring probes equipped with temperature sensors connected to the communication bus.

Výhodou zařízení pro měření teplotních polí v horninovém masívu podle vynálezu je možnost snímat teploty a průtoky jak ve výměníku, tak v okolí v jednotlivých vrstvách, což umožňuje vypočítat vyzařování tepla horninového masívu bez nutnosti znalosti složení vrstev hornin. Další výhodou je možnost nastavení frekvence odečtů měření snímačů teploty.The advantage of the device for measuring temperature fields in the rock mass according to the invention is the possibility to sense temperatures and flow rates both in the exchanger and in the surroundings in individual layers, which allows to calculate the heat emission of the rock mass without having to know the composition of rock layers. Another advantage is the possibility to set the reading frequency of the temperature sensors.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Na připojených obrázcích je schematické zobrazení zařízení podle vynálezu, přičemž obr. 1 představuje uspořádání zařízení v řezu, zatímco na obr. 2 je znázorněno jedno z možných řešení rozmístění výměníku a měřicích sond.In the accompanying drawings, there is a schematic representation of a device according to the invention, wherein FIG. 1 shows the arrangement of the device in section, while FIG.

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad provedení zařízení pro měření teplotních polí v horninovém masívu podle vynálezu je patrný z připojených obrázků. Výměník i je rozdělen svisle na sekce přepážkami 2, v nichž jsou otvory 3, propojující dvě sekce nad sebou. Každý otvor 3 v každé přepážce 2 je osazen měřičem teploty 6 zapojeným do komunikační sběrnice 7. Vrchní část výměníku I je opatřena přívodním potrubím 9 se vstupem média 8 a výstupním potrubím 4 s výstupem média 5. Přívodní potrubí 9 je zavedeno do nejnižší sekce výměníku 1. Výměník i je vložen svisle do hloubkového vrtu 10 v místě středu monitorovaného horninového masívu. V daných vzdálenostech od výměníku I je uložena v hloubkových vrtech 12 soustava měřicích sond 11, které jsou osazeny snímači teploty 6 zapojenými do komunikační sběrnice 7.An example of an embodiment of a device for measuring temperature fields in a rock mass according to the invention can be seen from the attached figures. The exchanger 1 is divided vertically into sections by partitions 2 in which there are openings 3 connecting two sections one above the other. Each opening 3 in each partition 2 is fitted with a temperature meter 6 connected to the communication bus 7. The upper part of the exchanger 1 is provided with a supply line 9 with a medium inlet 8 and an outlet line 4 with a medium outlet 5. The exchanger 1 is inserted vertically into the borehole 10 at the center of the rock mass to be monitored. At a given distance from the heat exchanger I, a set of measuring probes 11 is mounted in the boreholes 12, which are fitted with temperature sensors 6 connected to the communication bus 7.

- 1 CZ 305396 B6- 1 GB 305396 B6

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení pro měření teplotních polí v horninovém masívu podle vynálezu je možno využít v oblastech, kde je nutné nebo žádoucí monitorovat vyzařování tepla v jednotlivých vrstvách horninového masívu, například skládkách nebo haldách, kde hrozí endogenní požáry, nebo kde je vyžadována instalace tepelných čerpadel. Zejména jde o oblast využívající tepelnou energii k vytápění nebo zabezpečení hald a skládek.The apparatus for measuring temperature fields in a rock mass according to the invention can be used in areas where it is necessary or desirable to monitor the heat emission in individual rock mass layers, for example landfills or dumps where endogenous fires are threatened or where heat pumps are required. In particular, it is an area that uses thermal energy to heat or secure dumps and landfills.

Claims

PATENT CLAIMS

A device for measuring temperature fields in a rock mass, consisting of a bulkhead exchanger, with inlet and outlet piping, with temperature sensors, with a communication bus and measuring probes, characterized in that the exchanger (1) is vertically divided into sections by bulkheads (2). ) with openings (3) which are fitted with temperature sensors (6) connected to the communication bus (7), the upper part of the exchanger (1) being equipped with an inlet pipe (9) with a medium inlet (8) and an outlet pipe (4) with outlet n-measuring probes (11) fitted with temperature sensors (6) connected to the communication bus (7) are located at given distances from the exchanger (1).