[實用新型]一種可變邊界條件的地埋管換熱器管群特性綜合試驗臺

有效

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• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN206960130U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 宋偉;鄭昌金;劉乘銘;楊家明
• 申請（專利權）人: 北方工業(yè)大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型設計屬于土壤源熱泵領域，涉及一種測試裝置及測試方法，特別是涉及一種可模擬不同測試條件下U型地埋管管群流量分配和土壤溫度變化的裝置以及測試方法。

背景技術

十三五規(guī)劃提出，將大力發(fā)展地源熱泵這一類新能源。而在土壤源熱泵系統(tǒng)中，由于建筑物冷/熱負荷不均導致地埋管管群出現(xiàn)冷/熱堆積現(xiàn)象一直是影響土壤源熱泵系統(tǒng)長期運行的關鍵，目前可通過輔助不同的調節(jié)系統(tǒng)分擔一部分建筑物的冷/熱負荷或間歇式運行改善土壤散熱條件以保證土壤源熱泵系統(tǒng)的長期運行。通過相似性原理，搭建一種可模擬不同測試條件下，土壤溫度變化的測試裝置。通過記錄分析測點土壤溫度的變化，探究土壤源熱泵系統(tǒng)受各因素的影響程度，對土壤源熱泵系統(tǒng)長期、有效運行具有一定的指導意義。

近年來，國內在土壤源熱泵系統(tǒng)研究中，土壤溫度監(jiān)測方面通常是在實際工程中進行，然而在實際工程下監(jiān)測需要較大的初投資、監(jiān)測時間周期久等不足。研究表明土壤冷/熱堆積現(xiàn)象，一方面隨著系統(tǒng)運行年限的增長而加劇，另一方面中心區(qū)域和邊緣區(qū)域的溫度變化“不同步”，即空間上“能量堆積”的差異性。目前不論是實際工程還是實驗研究，對土壤源熱泵系統(tǒng)中的各U型地埋管流量分配方面研究不足。通過相似性原理搭建物理砂箱試驗臺，模擬實際工況下的土壤溫度變化情況。本試驗臺在以前的研究的基礎上，搭建一種可模擬不同測試條件下，U型地埋管管群流量分配和土壤溫度變化的測試裝置和測試方法，通過記錄分析各地埋管的流量差異和土壤溫度變化，探究各地埋管流量差異對土壤溫度變化的影響程度。

目前大量試驗臺的邊界調節(jié)設為絕熱邊界條件，認為無限遠處無熱量傳遞給試驗臺。但在實際工程中，邊界內外土壤有熱交換，故可在試驗臺外布設恒溫水套，模擬邊界外土壤對試驗臺的熱交換。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對目前試驗臺的絕熱邊界條件、地埋管管群水力分配問題和土壤溫度變化問題，提出分層空腔熱補給的邊界條件與一種研究不同工況下、不同因素對地埋管管群水力分配情況和土壤溫度變化的模擬測試裝置及測試方法。

本發(fā)明的技術方案是：一種可變邊界條件的地埋管換熱器管群特性綜合試驗臺，其特征在于：所述測試裝置由第一水環(huán)路、第二水環(huán)路、第三水環(huán)路、第四水環(huán)路、第五水環(huán)路、第六水環(huán)路、第七水環(huán)路、中心區(qū)域地埋管管群、邊緣區(qū)域地埋管管群、邊界模擬系統(tǒng)、流量采集系統(tǒng)、溫度采集系統(tǒng)、砂箱試驗臺共同組成；

所述第一水環(huán)路由第一恒溫水域、第一循環(huán)水泵、第一流量調節(jié)閥、第二流量調節(jié)閥、第三流量調節(jié)閥、第五流量調節(jié)閥、第七流量調節(jié)閥、第一流量計、第二流量計、第三流量計、第四流量計、第五流量計、第六流量計、第七流量計、第八流量計、第九流量計、第十流量計、第十一流量計、第十二流量計、第十三流量計、第十四流量計、第十五流量計、第十六流量計、第十七流量計、第十八流量計、第十九流量計、第二十流量計、第二十一流量計、第二十二流量計、第二十三流量計、第二十四流量計、第二十五流量計、第二十六流量計、第二十七流量計、第二十八流量計、第二十九流量計、第三十流量計、第三十一流量計、第三十二流量計、第三十三流量計、第三十四流量計、第三十五流量計、第三十六流量計、第三十七流量計、第一地埋管、第二地埋管、第三地埋管、第四地埋管、第五地埋管、第六地埋管、第七地埋管、第八地埋管、第九地埋管、第十地埋管、第十一地埋管、第十二地埋管、第十三地埋管、第十四地埋管、第十五地埋管、第十六地埋管、第十七地埋管、第十八地埋管、第十九地埋管、第二十地埋管、第二十一地埋管、第二十二地埋管、第二十三地埋管、第二十四地埋管、第二十五地埋管、第二十六地埋管、第二十七地埋管、第二十八地埋管、第二十九地埋管、第三十地埋管、第三十一地埋管、第三十二地埋管、第三十三地埋管、第三十四地埋管、第三十五地埋管、第三十六地埋管共同組成；

所述第二水環(huán)路由第二恒溫水域、第二循環(huán)水泵、第二流量調節(jié)閥、第三流量調節(jié)閥、第四流量調節(jié)閥、第五流量調節(jié)閥、第六流量調節(jié)閥、第七流量調節(jié)閥、第十二流量調節(jié)閥、第十三流量調節(jié)閥、第十四流量調節(jié)閥、第十五流量調節(jié)閥、第十六流量調節(jié)閥、第十七流量調節(jié)閥、第十九流量調節(jié)閥、第二十流量調節(jié)閥、第二十一流量調節(jié)閥、第二十二流量調節(jié)閥、第三流量計、第四流量計、第三十三流量計、第三十四流量計、第三十八流量計、第三地埋管、第四地埋管、第三十三地埋管、第三十四地埋管共同組成；

所述第三水環(huán)路由第三恒溫水域、第三循環(huán)水泵、第八流量調節(jié)閥、第二恒溫水套共同組成；