專(zhuān)利名稱：巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及熱響應(yīng)測(cè)試儀，尤其是涉及一種巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
目前地源熱泵空調(diào)在國(guó)內(nèi)被逐步推廣，其中地埋管地源熱泵系統(tǒng)是地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用最廣方式之一，其特點(diǎn)是通過(guò)深埋于巖土層中換熱管內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)與巖土層完成熱交換，該方式不直接開(kāi)采地下水，不存在因抽取地下水引起的地質(zhì)問(wèn)題，但該方式目前存在的主要問(wèn)題是由于鉆孔成本較高而使初投資過(guò)高，以及布孔占地面積較大而制約地源熱泵系統(tǒng)的發(fā)展，因此合理布置鉆孔數(shù)量是開(kāi)發(fā)淺層地?zé)崮苜Y源的重要前提。巖土綜合導(dǎo)熱系數(shù)和孔內(nèi)熱阻是地源熱泵系統(tǒng)和地源換熱器設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，根據(jù)熱物性參數(shù)結(jié)合空調(diào)負(fù)荷量可以計(jì)算埋管量。地埋管孔的數(shù)目就決定了初始投資成本和其占地面積。因而，科學(xué)測(cè)量計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)就是一項(xiàng)十分重要的工作。測(cè)定巖土綜合導(dǎo)熱系數(shù)的方法是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，目前計(jì)算地埋管換熱器與周?chē)鷰r土體換熱常用的模型主要有線熱源模型、柱熱源模型和數(shù)值模擬模型，所有這些模型都是建立在傅里葉熱傳導(dǎo)定律基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。其中Kelvin的線熱源模型比較廣泛,也比較成熟。根據(jù)數(shù)學(xué)模型,要計(jì)算巖土體綜合導(dǎo)熱系數(shù)，就必須有進(jìn)水溫度、回水溫度以及循環(huán)介質(zhì)流量三個(gè)參數(shù)。因此需要一種儀器能夠持續(xù)對(duì)測(cè)試孔提供恒功率熱量，同時(shí)采集進(jìn)水溫度、回水溫度以及循環(huán)介質(zhì)流量三個(gè)重要參數(shù)。為了改進(jìn)現(xiàn)有測(cè)試技術(shù)，人們進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索，提出了各種各樣的解決方案。例如，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種快速反應(yīng)埋地?fù)Q熱器傳熱性能的熱響應(yīng)測(cè)試儀器[申請(qǐng)?zhí)?00810038449.1]，包括上位機(jī)，所述的上位機(jī)與一個(gè)控制器元件相接，控制器元件通過(guò)接口分別與壓差傳感器、溫度傳感器以及流量傳感器相接，壓差傳感器、溫度傳感器以及流量傳感器連接在系統(tǒng)的管路上，循環(huán)水泵的一端與變功率蓄熱桶或者變功率蓄冰桶相接，循環(huán)水泵的另一端與待檢測(cè)的埋地?fù)Q熱器相連接。上述方案在一定程度上改進(jìn)了現(xiàn)有測(cè)試技術(shù)，使得地源熱泵系統(tǒng)能夠達(dá)到夏季或冬季的運(yùn)行效果。但是依然存在測(cè)試結(jié)果不穩(wěn)定，測(cè)試數(shù)據(jù)的進(jìn)回水溫度有一定的波動(dòng)，流量計(jì)計(jì)量不準(zhǔn)，穩(wěn)壓效果差等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，拆裝運(yùn)輸方便，穩(wěn)壓效果好，使用壽命長(zhǎng)，測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定，能使循環(huán)介質(zhì)溫度混合均勻的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案本巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，包括箱體，在箱體內(nèi)設(shè)有加熱水箱，在加熱水箱上連接有水泵和回水管，在水泵上連接有出水管，所述的出水管和回水管分別與待測(cè)地埋換熱管兩端連接，在出水管上設(shè)有第一溫度傳感器和流量傳感器，在回水管上設(shè)有第二溫度傳感器，所述的箱體內(nèi)還設(shè)有穩(wěn)壓器、數(shù)據(jù)采集儀和電器控制柜，所述的穩(wěn)壓器與電器控制柜、水泵、數(shù)據(jù)采集儀和加熱水箱分別連接，所述的電器控制柜與第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和流量傳感器連接。這種熱響應(yīng)測(cè)試儀不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，拆裝方便，而且穩(wěn)壓器的設(shè)置能夠增強(qiáng)穩(wěn)壓效果，使得測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定，循環(huán)介質(zhì)溫度混合均勻。在上述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀中，所述的箱體內(nèi)還設(shè)有水泵調(diào)頻器，所述的水泵調(diào)頻器與電器控制柜和水泵連接。在上述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀中，所述的加熱水箱內(nèi)設(shè)有加熱棒，所述的加熱棒與穩(wěn)壓器連接。在上述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀中，所述的加熱水箱內(nèi)還設(shè)有液位計(jì)，且該加熱水箱與帶有外補(bǔ)水防水閥的管道連接。在上述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀中，所述的出水管和回水管上均設(shè)有接頭，待測(cè)地埋換熱管通過(guò)接頭與出水管和回水管連接。在上述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀中，所述的出水管和回水管內(nèi)均設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)。過(guò)濾網(wǎng)的設(shè)置能夠確保流量傳感器正常工作。在上述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀中，所述的流量傳感器為渦輪流量計(jì)。這里的流量傳感器可以采取多種各樣的替代形式。在上述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀中，所述的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均為鉬電阻溫度傳感器。這里的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器可以采取多種各樣的結(jié)構(gòu)形式。在上述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀中，所述的數(shù)據(jù)采集儀上設(shè)有能夠及時(shí)導(dǎo)出數(shù)據(jù)的USB 接口。在上述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀中，所述的箱體由金屬材料制成，在箱體上設(shè)有散熱排風(fēng)裝置。這里的箱體的材質(zhì)可以根據(jù)實(shí)際需要選擇。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，拆裝運(yùn)輸方便，穩(wěn)壓效果好，使用壽命長(zhǎng)，測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定，能使循環(huán)介質(zhì)溫度混合均勻。

圖1是本實(shí)用新型提供的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，箱體1、加熱水箱2、水泵3、回水管4、出水管5、第一溫度傳感器6、流量傳感器7、第二溫度傳感器8、穩(wěn)壓器9、數(shù)據(jù)采集儀10、電器控制柜11、水泵調(diào)頻器12、加熱棒13、接頭14。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，包括箱體1，在箱體I內(nèi)設(shè)有加熱水箱2、穩(wěn)壓器9、數(shù)據(jù)采集儀10、電器控制柜11和水泵調(diào)頻器12，在加熱水箱2上連接有水泵3和回水管4，在水泵3上連接有出水管5，上述的出水管5和回水管4分別與待測(cè)地埋換熱管兩端連接，在出水管5上設(shè)有第一溫度傳感器6和流量傳感器7，在回水管4上設(shè)有第二溫度傳感器8，穩(wěn)壓器9與電器控制柜11、水泵3、數(shù)據(jù)采集儀10和加熱水箱2分別連接，電器控制柜11與第一溫度傳感器6、第二溫度傳感器8和流量傳感器7連接，水泵調(diào)頻器12與電器控制柜11和水栗3連接。作為優(yōu)選，在本實(shí)施例中，在加熱水箱2內(nèi)設(shè)有加熱棒13和液位計(jì)，上述的加熱棒13與穩(wěn)壓器9連接，加熱水箱2與帶有外補(bǔ)水防水閥的管道連接，在出水管5和回水管4上均設(shè)有接頭14，待測(cè)地埋換熱管通過(guò)接頭14與出水管5和回水管4連接，在出水管5和回水管4內(nèi)均設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，流量傳感器7為渦輪流量計(jì)，第一溫度傳感器6和第二溫度傳感器8均為鉬電阻溫度傳感器，在數(shù)據(jù)采集儀10上設(shè)有能夠及時(shí)導(dǎo)出數(shù)據(jù)的USB接口，箱體I由金屬材料制成，在箱體I上設(shè)有散熱排風(fēng)裝置。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。盡管本文較多地使用了箱體1、加熱水箱2、水泵3、回水管4、出水管5、第一溫度傳感器6、流量傳感器7、第二溫度傳感器8、穩(wěn)壓器9、數(shù)據(jù)采集儀10、電器控制柜11、水泵調(diào)頻器12、加熱棒13、接頭14等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，本測(cè)試儀包括箱體(1)，在箱體(I)內(nèi)設(shè)有加熱水箱(2)，在加熱水箱(2)上連接有水泵(3)和回水管(4)，在水泵(3)上連接有出水管(5)，所述的出水管(5)和回水管(4)分別與待測(cè)地埋換熱管兩端連接，在出水管(5)上設(shè)有第一溫度傳感器(6)和流量傳感器(7)，在回水管(4)上設(shè)有第二溫度傳感器(8)，所述的箱體⑴內(nèi)還設(shè)有穩(wěn)壓器(9)、數(shù)據(jù)采集儀(10)和電器控制柜(11)，所述的穩(wěn)壓器(9) 與電器控制柜(11)、水泵(3)、數(shù)據(jù)采集儀(10)和加熱水箱(2)分別連接，所述的電器控制柜(11)與第一溫度傳感器出)、第二溫度傳感器(8)和流量傳感器(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，所述的箱體(I)內(nèi)還設(shè)有水泵調(diào)頻器(12)，所述的水泵調(diào)頻器(12)與電器控制柜(11)和水泵(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，所述的加熱水箱(2)內(nèi)設(shè)有加熱棒(13)，所述的加熱棒(13)與穩(wěn)壓器(9)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，所述的加熱水箱(2)內(nèi)還設(shè)有液位計(jì)，且該加熱水箱(2)與帶有外補(bǔ)水防水閥的管道連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，所述的出水管(5)和回水管(4)上均設(shè)有接頭(14)，待測(cè)地埋換熱管通過(guò)接頭(14)與出水管(5)和回水管(4) 連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，所述的出水管(5)和回水管(4)內(nèi)均設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，所述的流量傳感器(7) 為渦輪流量計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，所述的第一溫度傳感器(6)和第二溫度傳感器⑶均為鉬電阻溫度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集儀(10)上設(shè)有能夠及時(shí)導(dǎo)出數(shù)據(jù)的USB接口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，其特征在于，所述的箱體(I)由金屬材料制成，在箱體(I)上設(shè)有散熱排風(fēng)裝置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀。它解決了現(xiàn)有測(cè)試儀測(cè)試結(jié)果不穩(wěn)，穩(wěn)壓效果差等技術(shù)問(wèn)題。本巖土熱響應(yīng)測(cè)試儀，包括箱體，在箱體內(nèi)設(shè)有加熱水箱，在加熱水箱上連接有水泵和回水管，在水泵上連接有出水管，所述的出水管和回水管分別與待測(cè)地埋換熱管兩端連接，在出水管上設(shè)有第一溫度傳感器和流量傳感器，在回水管上設(shè)有第二溫度傳感器，所述的箱體內(nèi)還設(shè)有穩(wěn)壓器、數(shù)據(jù)采集儀和電器控制柜，所述的穩(wěn)壓器與電器控制柜、水泵、數(shù)據(jù)采集儀和加熱水箱分別連接，所述的電器控制柜與第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和流量傳感器連接。本實(shí)用新型具有拆裝運(yùn)輸方便，穩(wěn)壓效果好，測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N25/20GK202837216SQ201220503148
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者朱正勇 申請(qǐng)人:杭州科瑞爾能源科技有限公司