[實用新型]一種具有測定循環液豎向溫度分布功能的U形埋管

有效

• 申請號: 201220198629.8
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN202562134U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 張正威;王明洋;范鵬賢
• 申請（專利權）人: 張正威;王明洋;范鵬賢
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型屬于地源熱泵技術領域，具體涉及一種可以測定管內循環液豎向溫度分布的U形埋管。

背景技術

近些年來地源熱泵系統因其節能和環保的特點而受到了廣泛的應用，地埋管地源熱泵系統是其中應用最為廣泛的一種。地埋管地源熱泵系統的效率與地下巖土的熱物性有很大關系，目前工程中通常是根據現場測得循環液溫度反分析巖土的熱物性。但由于地埋管直徑較小，只能在地埋管進出口處測得循環液的溫度，由此反分析得到的熱物性參數為多層巖土的綜合值，不能反映地下巖土分層和滲流的特點。

發明內容

為了基于地埋管內循環液的溫度分布而反分析各土層的熱物性參數，本實用新型提供了一種U形埋管，它能實時檢測埋管內循環液的豎向溫度分布。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：選擇較大直徑的U形埋管，在其內放置一個測溫電纜，測溫電纜貫通整個U形管的兩臂并位于其內側。測溫電纜為管狀絕緣塑膠皮層封裝多個數字溫度傳感器和三根導線以及兩條鋼絲線。由于數字溫度傳感器與導線采用總線方式相連，測溫電纜內只需要三根導線，并可使測溫電纜的直徑不超過10mm。測溫電纜內的鋼絲線一方面可采用環氧樹脂密封的方式固定數字溫度傳感器，另一方面可承受一定的拉力，用于拉直測溫電纜以確定測溫點。測溫電纜上包裹的絕緣塑膠皮層可以起到防水和保護溫度傳感器、電源和鋼絲繩的作用。

另外，設計一個帶孔的電熔套管，套管的兩端為電熔焊接段，中間為預留孔段并留有一小直徑孔。在U形管兩臂的進出口處分別焊接電熔套管，并通過其上的孔將測溫電纜引出拉緊后密封該孔。在兩套管的另一端可以方便地電熔焊接進水管和出水管。

將測溫電纜內的導線與溫度數據采集設備相連，即可實時讀取埋管內循環液的溫度。

本實用新型的有益效果是，可以實時測定U形埋管內循環液的豎向溫度分布，以用于反分析地下各巖土層的熱物性和滲流速度。現場施工時只需將U形埋管1與帶孔電熔套管3焊接，將測溫電纜2置于U形埋管1內，并穿過帶孔電熔套管3后密封該孔。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是一種具有測定循環液豎向溫度分布功能的U形埋管的剖面圖。

圖2是U形埋管單臂的橫截面圖。

圖3是電熔套管3的剖面圖。

圖4是電熔套管3在預留孔段10的橫截面圖。

圖5是測溫電纜2的詳細剖面圖。

圖中，1.U形埋管，2.測溫電纜，3.帶孔電熔套管，4.預留孔，5.管狀絕緣塑膠皮層，6.溫度傳感器，7.導線，8.鋼絲線，9.電熔焊接段，10.預留孔段。

具體實施方式

如附圖1和2所示，一種具有測定循環液豎向溫度分布功能的U形埋管由U形埋管和測溫電纜2和帶孔電熔套管3三部分組成。帶孔電熔套管3將U形埋管1的兩端與整個系統相連。測溫電纜2連續地置于U形埋管的兩臂的內側，并從帶孔電熔套管3中穿出，然后與溫度數據采集設備相連。U形埋管1為高密度聚乙烯管，其直徑不小于30mm。帶孔電熔套管3的預留孔4通過環氧樹脂材料密封。

如附圖3和4所示，帶孔電熔套管3的材質為高密度聚乙烯，它包括兩端的電熔焊接段9和中間的預留孔段10。電熔焊接段9的內徑與U形埋管1的外徑一致，而預留孔段10的內徑與U形埋管1的外徑一致。電熔焊接時，電熔套管3有孔的側面位于U形埋管1的內側。

如附圖5所示，測溫電纜2為管狀絕緣塑膠皮層5封裝的多根溫度傳感器6和導線7以及鋼絲線8。溫度傳感器6為DS18B20數字溫度傳感器，通過環氧樹脂等封裝材料固定在兩根鋼絲線8上，并通過總線方式與三根導線7連接。絕緣塑膠皮層5緊密包裹在溫度傳感器6上，并起到絕緣和防水的效果。由于采用總線方式連接溫度傳感器，可使測溫電纜2的直徑不大于10mm，以保證U形管的有效橫截面積。鋼絲線8能起到固定溫度傳感器6和承受一定的拉力的作用。

在施工現場將U形埋管1和測溫電纜2和帶孔電熔套管3三部分組裝的步驟如下：

(1)將測溫電纜2置于U形埋管1之中。若在U形埋管1的底部存在U形彎頭，則測溫電纜2先穿過U形彎頭，再穿過直管段；若U形埋管1是分段連接的，則測溫電纜2依此穿過各分段。

(2)將帶孔電熔套管3與U形埋管1的兩端焊接。帶孔電熔套管3的帶孔側面位于埋管的內側。

(3)將測溫電纜2穿過帶孔電熔套管3側壁的孔洞，拉緊測溫電纜2，采用環氧樹脂材料密封孔洞。

(4)將具有測定循環液豎向溫度分布功能的U形埋管放入鉆孔中，并使電熔套管3位于鉆孔外，回填鉆孔。

(5)將導線連接到溫度數據采集設備，并根據測溫電纜2內溫度傳感器6的分布，計算埋管下到鉆孔后測溫點的位置。