[實用新型]土壤源熱泵地埋管換熱量及土壤熱物性測試裝置

有效

• 申請號: 201220022918.2
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN202442821U
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 時國華;楊先亮;張偉;浦培林;趙桂章
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: G01K17/08
• 分類號: G01K17/08;G01N25/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術領域

本實用新型屬于土壤源熱泵地埋管換熱性能的測試技術領域，特別涉及一種土壤源熱泵地埋管換熱量及土壤熱物性測試裝置。

背景技術

土壤源熱泵是一種以地表淺層地熱資源為冷源或熱源的既可供熱又可制冷的高效節能的空調系統。由于土壤溫度全年相對穩定，同傳統空調系統相比，土壤源熱泵運行效率要高40％左右，而且運行更加可靠和穩定。近年來，土壤源熱泵在我國廣泛應用。

土壤源熱泵通過地埋管實現中間介質與土壤之間的熱量交換。因此，地埋管的換熱性能對土壤源熱泵的性能及其合理實施起著決定性影響。地埋管的換熱性能與各個工程所在地的地下巖土熱物性有關，所以，在施工現場對地埋管的換熱性能進行實地測試是保證土壤源熱泵合理設計及正常運行的關鍵。

在現有的土壤源熱泵地埋管換熱量及土壤熱物性測試技術中，存在以下間題：

1.土壤溫度取值不準確。在計算土壤的平均散熱的傳熱系數時，土壤溫度的取值為土壤原始溫度(即測試前的土壤溫度)，而中間介質通過地埋管與土壤換熱后，土壤溫度是有所變化的，實際土壤溫度與原始溫度不同。另外，在垂直地面方向上，地下土壤存在溫度分層，只通過一個溫度傳感器獲得土壤溫度，并將其作為土壤原始溫度的方法精確度并不高。

2.水箱內水溫不均勻。如專利《地源熱泵地下換熱器的換熱量測試儀》(中華人民共和國，專利號200810069919.0，公開號CN?101299000A)提出的測試儀結構簡單、操作方便，內置加熱器和制冷器的水箱作為測試儀的冷、熱源，盡管測試時，水箱溫度有設定值，但由于水箱存在溫度分層現象，水箱的出水溫度經常變化，引起測試工況不穩定，進而導致測試結果誤差大。

3.測試裝置水流量不可變。地埋管的換熱性能與管內水流量有關，不同的土壤源熱泵工程有著不同的地埋管設計水流量，如果測試裝置水流量不可變的話，大大降低了測試裝置的工程適用性。

可見，開發一種既簡便又準確的地埋管換熱量及土壤熱物性測試裝置對土壤源熱泵技術的推廣和科學應用至關重要。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種土壤源熱泵地埋管換熱量及土壤熱物性測試裝置。該測試裝置具有結構簡單、操作方便、運行工況可調節、適用性廣、測試準確度高等特點，可為土壤源熱泵系統的設計和施工提供可靠的依據。

本實用新型解決技術問題的技術方案如下：

一種土壤源熱泵地埋管換熱量及土壤熱物性測試裝置，其特征在于該裝置包括循環管路系統和測試系統；

所述循環管路系統包括保溫水箱、水箱出口管路及水箱入口管路，水箱出口管路和水箱入口管路分別與待測的地埋管連接，水箱出口管路和水箱入口管路上均設置閥門，水箱入口管路上設有循環水泵；

在所述水箱出口管路上設置電磁流量計，在所述水箱出口管路和水箱入口管路上均設置壓力傳感器和溫度傳感器，所述電磁流量計、所述壓力傳感器和所述溫度傳感器分別通過引線與數據測量記錄裝置相連，在所述地埋管一側的外壁上設有溫度傳感器組，該溫度傳感器組中的各溫度傳感器按地埋管埋深等分后垂直設置；所述溫度傳感器組的引線放置在套管內，引線一端與數據測量記錄裝置相連，另一端穿過套管與溫度傳感器組中的各溫度傳感器連接；所述電磁流量計、所述壓力傳感器、所述溫度傳感器和所述溫度傳感器組構成所述的測試系統。

所述套管靠近并平行地埋管埋地設置。

所述溫度傳感器組通過管卡固定在地埋管的外壁上。

所述溫度傳感器組可以包括3-4個溫度傳感器，溫度傳感器組中傳感器個數可增加以提高測試精度。

所述循環水泵為變頻泵時，可以實現變流量測試。

所述保溫水箱內設置電加熱器和溫度控制器，所述電加熱器和溫度控制器連接，所述電加熱器的加熱功率可調，所述溫度控制器為電子式溫度控制器；所述保溫水箱底部設置換熱盤管，所述換熱盤管與制冷裝置相連，所述保溫水箱內設置攪拌器。

所述保溫水箱為有頂蓋的長方體或圓筒形容器；所述保溫水箱放置在支架上。

所述保溫水箱底部設置排水管，頂蓋上設置放氣閥和補水管。

所述保溫水箱的側面設置溢流管和液位計。

使用該測試裝置進行測試的具體步驟如下：