[發(fā)明專利]基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110224680.1
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102411012A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐堅
• 申請（專利權(quán)）人: 徐堅
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 陸永強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土熱物性測試系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

地埋管換熱器是地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計重點。設(shè)計偏小會導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率降低，達(dá)不到制冷制熱要求，增加運(yùn)行費用；而設(shè)計偏大則將造成系統(tǒng)初投資增加，影響系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。地源熱泵系統(tǒng)地下?lián)Q熱器設(shè)計的合理與否很大程度取決于地下巖土熱物性參數(shù)的準(zhǔn)確性。因此在進(jìn)行地源熱泵系統(tǒng)地埋管換熱器設(shè)計前，必須對項目擬埋管區(qū)域進(jìn)行巖土熱響應(yīng)測試，得到可靠的巖土熱物性參數(shù)。但是，由于地埋管換熱器的換熱過程涉及的物理模型很復(fù)雜，涉及的因素很多。它是非穩(wěn)態(tài)的，涉及的時間跨度很長，空間區(qū)域很大，條件也很復(fù)雜，包括水平及豎直埋管與土壤在短期和長期工況下的換熱規(guī)律、多組管道之間的相互影響、土壤凍融的影響、地下水滲流的影響等，換熱器形式多種多樣，地層結(jié)構(gòu)及其熱物性千差萬別，換熱器的負(fù)荷隨時間變化等等。僅僅依靠初始溫度、導(dǎo)熱系數(shù)、熱阻和比熱容不能全面反映埋管換熱器的換熱特性。為此，人們進(jìn)行了長期的探索，提出了各種各樣的解決方案。

例如，中國專利文獻(xiàn)公開了一種同步冷熱響應(yīng)巖土熱物性測試儀[申請?zhí)枺篊N201010202994.7]，包括水-水熱泵機(jī)組的冷響應(yīng)側(cè)由冷響應(yīng)側(cè)供水管、冷響應(yīng)側(cè)流量計、冷響應(yīng)側(cè)供水溫度傳感器、冷響應(yīng)側(cè)U形管、冷響應(yīng)側(cè)回水管、冷響應(yīng)側(cè)回水溫度傳感器和冷響應(yīng)側(cè)循環(huán)泵構(gòu)成回路；水-水熱泵機(jī)組的熱響應(yīng)側(cè)由熱響應(yīng)側(cè)供水管、散熱器調(diào)節(jié)閥、翅片散熱器、加熱器調(diào)節(jié)閥、電加熱器、熱響應(yīng)側(cè)流量計、熱響應(yīng)側(cè)供水溫度傳感器、熱響應(yīng)側(cè)U形管、熱響應(yīng)側(cè)回水管、熱響應(yīng)側(cè)回水溫度傳感器和熱響應(yīng)側(cè)循環(huán)泵構(gòu)成回路。該方案是為了解決巖土熱物性測量采用空氣源熱泵式測量儀對夏季排熱工況和冬季吸熱工況測試時，一次只能測試一種工況，測試結(jié)果不準(zhǔn)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種能智能優(yōu)化測試方案，全面評價地源熱泵系統(tǒng)巖土熱物性，廣泛適用于各類地源熱泵系統(tǒng)的基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種易于實施，能夠全面評價地源熱泵系統(tǒng)巖土熱物性，廣泛適用于各類地源熱泵系統(tǒng)的基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價方法

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：本基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價系統(tǒng)，其特征在于，本系統(tǒng)包括測試儀、相鄰設(shè)置的兩組地埋管回路和用于提供各部分工作所需電能的電源，每組地埋管回路分別包括主管和并聯(lián)設(shè)置的第一支管和第二支管，在主管上串接有加熱器、循環(huán)水泵、溫度測量裝置和流量測量裝置，所述的第一支管的進(jìn)水端和出水端分別設(shè)有進(jìn)水開關(guān)和出水開關(guān)，所述的第二支管的進(jìn)水端和出水端分別設(shè)有進(jìn)水開關(guān)和出水開關(guān)，所述的加熱器、循環(huán)水泵、溫度測量裝置和流量測量裝置均與測試儀相連接，所述的測試儀包括中央處理模塊，在中央處理模塊上連接有能夠輸入包括建筑類型因素、氣候條件因素、設(shè)計負(fù)荷因素、埋管場地面積因素在內(nèi)的各種參數(shù)的參數(shù)輸入模塊和顯示模塊。

在上述的基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價系統(tǒng)中，所述的測試儀上還連接有當(dāng)發(fā)生異常情況時能夠發(fā)出報警信號的信號發(fā)生器和切斷電源的應(yīng)急斷電模塊。

在上述的基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價系統(tǒng)中，所述的信號發(fā)生器通過無線通訊方式與手持式信號接收器相連接。

在上述的基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價系統(tǒng)中，所述的主管上連接有膨脹水箱，所述的主管兩端分別設(shè)有一個溫度測量裝置。

在上述的基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價系統(tǒng)中，所述的第一支管和第二支管均呈U形。

基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價方法，其特征在于，本方法包括下述步驟：

A、通過參數(shù)輸入模塊向測試儀輸入包括建筑類型、氣候條件因素、設(shè)計負(fù)荷因素、埋管場地面積因素在內(nèi)的各種參數(shù)；

B、由測試儀根據(jù)上述參數(shù)生成優(yōu)化測試方案，并根據(jù)優(yōu)化測試方案對相鄰設(shè)置的兩組地埋管回路進(jìn)行設(shè)備連接和調(diào)試，所述的地埋管回路分別包括主管和并聯(lián)設(shè)置的第一支管和第二支管，在主管上串接有加熱器、循環(huán)水泵、溫度測量裝置和流量測量裝置，所述的第一支管的進(jìn)水端和出水端分別設(shè)有進(jìn)水開關(guān)和出水開關(guān)，所述的第二支管的進(jìn)水端和出水端分別設(shè)有進(jìn)水開關(guān)和出水開關(guān)，所述的加熱器、循環(huán)水泵、溫度測量裝置和流量測量裝置均與測試儀相連接；

C、通過測試儀進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工況測試和多因素影響分析試驗，從而生成基于多因素影響分析的巖土熱物性測試評價報告；