[發明專利]地源熱泵用多功能巖土體熱物性測試裝置

有效

• 申請號: 201110094220.1
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102243192A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 錢華;李舒宏;張小松;任倩;聞才;鄭曉紅
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發明涉及一種地源熱泵用多功能巖土體熱物性測試裝置，屬于建筑節能與制冷工程領域。

背景技術

近年來，隨著我國節能環保政策的推進，地埋管地源熱泵技術受到了暖通空調行業的關注，地埋管地源熱泵系統是以儲藏在土壤中的可再生的地熱能為冷、熱源的地源熱泵系統其能夠為建筑采暖、空調及生活熱水提供熱量，具有節能、無污染、應用范圍廣和系統維護費用低等優點，在全球范圍內得以廣泛利用。地源熱泵的核心技術是地埋管換熱器的設計與施工，地源熱泵成功的關鍵在于取得可靠的當地土壤特性，包括地下土壤穩定狀態下的取熱特性、放熱特性、不同深度的單位井深土壤換熱量以及土壤的熱物性。其中，地埋管換熱器施工地點的地質結構不同淺層土壤熱特性會很大的變化，因此，有必要在新的建筑工地上進行地埋管換熱器的實地測試試驗研究，測試當地土壤準確的取放熱特性及巖土的熱物性，為地源熱泵的優化設計和可靠運行提供保證。無論是對于實際的工程應用還是對于地埋管換熱器的深入研究都有著重要的意義。

在現有的關于地源熱泵土壤熱物性的測試技術中，申請號為200710188219.9，名稱為淺層地溫能熱、冷響應測試設備以及測試車的發明專利公開一種由用于輸送流體的循環管路、設置在循環管路上的用于對流體介質加熱或者降溫的空氣源熱泵、用于輸送流體介質的泵和設置在循環管路上的溫度傳感器和流量傳感器及相應的控制系統組成的測試設備，可以按照要求建立工況設定溫度，無論是冬季工況還是夏季工況，測定地埋管換熱能力，整個裝置結構設計合理緊湊，簡便易操作。但存在以下問題：使用變頻的空氣源熱泵導致所需冷源較小時，空氣源熱泵系統會出現過載保護現象；同時該發明只能通過控制冬季及夏季工況下的所需的冷熱源工況進行溫度的設定，測試出地埋管的換熱能力，而不能夠完成恒熱流工況的測試，進而無法獲得巖土體的熱物性參數，如巖土體的導熱系數、熱擴散系數及比熱容，因而該發明裝置的測試功能較為單一。如果能發明一裝置即可以按照要求建立工況設定溫度，不出現空氣源熱泵系統過載保護現象，完成地埋管取放熱特性的測試；又可以建立恒定的加熱熱流工況，獲取巖土體的熱物性，則會給地源熱泵用巖土體熱物性測試工作帶來極大的方便與改進。因此，需要設計出一套既能夠完成地埋管換熱器的冬、夏季工況下的取放熱特性測試，又能完成巖土熱物性測試的綜合測試裝置。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種地源熱泵用多功能巖土體熱物性測試裝置，不僅能夠完成地埋管換熱器的冬、夏季工況下的取放熱特性測試，獲得地埋管的單位延米換熱量，也可以完成巖土熱物性測試，獲取巖土體的熱物性參數，包括巖土體的導熱系數、熱擴散系數及比熱容。為地源熱泵系統方案設計中地埋管的設計提供了有利的依據。

本發明是通過以下的技術方案來實現的：一種地源熱泵用多功能巖土體熱物性測試裝置，包括：風冷熱泵系統與電加熱水循環系統。風冷熱泵系統回路依次包括冷凝風機、冷凝器、冷凝壓力調節閥、第一壓力表、儲液器、干燥過濾器、電磁閥、膨脹閥、蒸發器、第二壓力表、制冷壓縮機，回路中的循環介質為制冷劑R22，通過回路制備冷凍水儲存在水箱中。在冷凝器輸出端連接冷凝壓力調節閥，第一壓力表并聯在冷凝器的兩端；干燥過濾器與蒸發器之間設置電磁閥、膨脹閥，制冷劑通過干燥過濾器進行干燥后通過膨脹閥變成低溫的液態制冷劑，然后到置于水箱中的冷凝盤管與水箱中的水進行換熱，獲取冷水；制冷壓縮機的兩端并聯壓力控制器用于保護壓縮機，壓縮機頂部連接熱保護裝置用以保護壓縮機。蒸發器與制冷壓縮機之間安裝第二壓力表，用于保證蒸發器的制冷劑的壓力在一定的范圍內，進而達到保證裝置的作用。