便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備，包括水箱、與地埋管連接形成閉合循環(huán)系統(tǒng)的出水管和回水管、電加熱器、水泵和控制系統(tǒng)；出水管末端設(shè)有與地埋管連接的出水口，回水管的始端設(shè)有與地埋管連接的回水口；電加熱器設(shè)置在出水管上；水泵設(shè)置在電加熱器的進(jìn)口側(cè)，以提供循環(huán)動力；水箱與水泵的進(jìn)口側(cè)管路連接；電加熱器和水泵與管路的連接方式為可拆卸連接。本實用新型的熱響應(yīng)測試設(shè)備具有體積小易攜帶，拆裝方便，易組裝和維修等優(yōu)點；循環(huán)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成于一體，操作方便、簡單；并具有自清洗功能，可延長設(shè)備的使用壽命。
【專利說明】
便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及淺層地溫能勘查評價及地源熱栗系統(tǒng)前期勘察測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過地埋管換熱器的原位熱響應(yīng)試驗獲得巖土體熱物性參數(shù)的便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]地埋管地源熱栗系統(tǒng)具有高效、節(jié)能、環(huán)保等特性，是目前淺層地溫能開發(fā)利用的主要形式，而地埋管換熱器的設(shè)計是地源熱栗系統(tǒng)設(shè)計的重點。地埋管換熱器是供傳熱介質(zhì)與巖土體換熱的載體，由埋在地下的密閉循環(huán)管組構(gòu)成的換熱器，又稱土壤熱交換器。根據(jù)管路埋設(shè)方式不同，分為水平地埋管換熱器和垂直地埋管換熱器。
[0003]在地源熱栗系統(tǒng)設(shè)計中，通常采用穩(wěn)定熱流熱響應(yīng)試驗計算巖土綜合熱物性參數(shù)，這種試驗是測試系統(tǒng)向地埋管換熱器提供恒定熱量，通過監(jiān)測地埋管換熱器的進(jìn)、出水溫度和流量等數(shù)據(jù)，利用傳熱模型計算巖土體平均導(dǎo)熱系數(shù)等熱物性參數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于原位熱響應(yīng)測試設(shè)備普遍存在體積過大，不宜攜帶，拆裝不便，對水電要求過高的缺點，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)因場地?zé)o法滿足上述測試條件，被迫調(diào)整方案，進(jìn)而無法獲取項目地準(zhǔn)確的測試結(jié)果。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種體積小、拆卸方便快捷的便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為:
[0006]—種便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備，包括用于給設(shè)備進(jìn)行補水的水箱、與地埋管連接形成閉合循環(huán)系統(tǒng)的出水管和回水管、用于系統(tǒng)內(nèi)水加熱的電加熱器、用于輸送水的水栗和控制系統(tǒng)；出水管末端設(shè)有與地埋管連接的出水口，回水管的始端設(shè)有與地埋管連接的回水口；電加熱器設(shè)置在出水管上，水栗設(shè)置在電加熱器的進(jìn)口側(cè)，以提供循環(huán)動力，水箱與水栗的進(jìn)口側(cè)管路連接;電加熱器和水栗與管路的連接方式為可拆卸連接。
[0007]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，電加熱器出口側(cè)設(shè)有第一溫度傳感器，回水管上設(shè)有第二溫度傳感器和流量傳感器;第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和流量傳感器與控制系統(tǒng)連接。
[0008]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，流量傳感器為電磁流量計。
[0009]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，出水口和回水口設(shè)有快接接頭。
[0010]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，出水口和回水口設(shè)有第一連接管和第二連接管，第一連接管一端與出水口快接接頭連接，另一端設(shè)有快接接頭;第二連接管一端與回水口快接接頭連接，另一端設(shè)有快接接頭。
[0011]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲模塊、用于現(xiàn)場溫度、流量、電力參數(shù)和電加熱功能率參數(shù)采集的數(shù)據(jù)采集模塊、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)發(fā)布模塊。
[0012]采用上述技術(shù)方案，由于內(nèi)置有水箱、電加熱器和水栗，裝置少、整體連接布局緊湊，使得本實用新型具有設(shè)備美觀，較輕便，兩人可輕松移動，占用空間較小，運行維護(hù)簡單，操作方便，功能運行穩(wěn)定的特點；由于出水管和回水管與地埋管形成閉合循環(huán)系統(tǒng)，使得通過控制系統(tǒng)能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)水溫和流量進(jìn)行監(jiān)測，循環(huán)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成于一體，操作方便、簡單。對于現(xiàn)場的實際條件沒有太多要求，基本上能夠做到場地平整且有電源就能進(jìn)行測試工作；由于設(shè)備內(nèi)裝置均采用可拆卸連接方式，使得設(shè)備易拆卸，設(shè)備如有部件更換，可輕松的進(jìn)行拆卸及組裝。設(shè)備有自清洗功能，易保養(yǎng)，將清潔劑按比例加入系統(tǒng)中，用自清洗功能可輕松的進(jìn)行管道清洗和加熱設(shè)備的除垢，大大延長設(shè)備的使用壽命。
[0013]此外，本實用新型還具有:
[0014]1.管路連接方便，設(shè)備采用的快接式接頭與地埋管連接，可承受0.3MPa的壓力，并且可根據(jù)用戶實際需求現(xiàn)場制作不同長度的連接管，性價比高，大大的減少了用戶的操作量。
[0015]2.控制系統(tǒng)可自動存儲用戶所需數(shù)據(jù)，并生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)曲線;可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)布，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)來獲得設(shè)備的實時運行狀態(tài)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)，能夠做到現(xiàn)場無人值守。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型一種便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備的原理示意圖；
[0017]圖2為本實用新型一種便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備的使用狀態(tài)原理示意圖。
[0018]圖中，1-水箱，2-出水管，3-回水管，4-電加熱器，5-水栗，6_第一溫度傳感器，7_第二溫度傳感器，8-流量傳感器，9-快接接頭，10-第一連接管，11-第二連接管，12-地埋管回水管，13-地埋管出水管。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限定。此夕卜，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0020]如圖1所示，本實用新型一種便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備，包括用于給設(shè)備進(jìn)行補水的水箱1、與地埋管連接形成閉合循環(huán)系統(tǒng)的出水管2和回水管3、用于系統(tǒng)內(nèi)水加熱的電加熱器4、用于輸送水的水栗5和控制系統(tǒng)；出水管2末端設(shè)有與地埋管連接的出水口，回水管3的始端設(shè)有與地埋管連接的回水口；電加熱器4設(shè)置在出水管2上，水栗5設(shè)置在電加熱器4的進(jìn)口側(cè)，以提供水循環(huán)動力，水箱I與水栗5的進(jìn)口側(cè)管路連接。
[0021]為方便設(shè)備維護(hù)或更換裝置，電加熱器4和水栗5與管路的連接方式采用可拆卸連接，可以為法蘭連接和螺紋連接等方式。
[0022]電加熱器4出口側(cè)設(shè)有第一溫度傳感器6，回水管3上設(shè)有第二溫度傳感器7和流量傳感器8;第一溫度傳感器6、第二溫度傳感器7和流量傳感器8與控制系統(tǒng)連接;流量傳感器優(yōu)選為電磁流量計，控制系統(tǒng)內(nèi)的電路線布局整齊、緊湊，沒有交叉，使電路線拆裝方便，便于更換零部件。為方便設(shè)備維護(hù)或更換裝置，管路上的第一溫度傳感器6、第二溫度傳感器7和流量傳感器8與管路的連接方式采用可拆卸連接，可以為法蘭連接和螺紋連接等方式。
[0023]出水口和回水口設(shè)有快接接頭9，使用時，由于現(xiàn)場地埋管和設(shè)備一般不能直接連接，需要借助連接管，如圖2所示，本實用新型的出水口和回水口設(shè)有第一連接管10和第二連接管11，第一連接管10—端與出水口快接接頭9連接，另一端通過快接接頭9與現(xiàn)場的地埋管回水管12連接;第二連接管11一端與回水口快接接頭9連接，另一端設(shè)有快接接頭9與地埋管出水管13連接;第一連接管10和第二連接管11優(yōu)選為膠皮軟管，可根據(jù)現(xiàn)場實際需求，制作成不同長度或者更換不同材質(zhì)。
[0024]控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)發(fā)布模塊;數(shù)據(jù)采集模塊可對現(xiàn)場溫度、流量、電力參數(shù)和電加熱功能率等參數(shù)進(jìn)行采集;控制系統(tǒng)可在測試過程中形成溫度的數(shù)據(jù)曲線，方便用戶監(jiān)控數(shù)據(jù)趨勢。
[0025]為保證設(shè)備內(nèi)各裝置正常維護(hù)，對于易儲水的水栗5、電加熱器4和水箱I還設(shè)有專用排水閥。
[0026]本實用新型的測試裝置、循環(huán)管路和控制系統(tǒng)設(shè)置在便攜柜體內(nèi)，整體設(shè)備較輕便，兩人可輕松移動。
[0027]工作原理:
[0028]本設(shè)備可進(jìn)行巖土體平均初始溫度測試和穩(wěn)定熱流測試。其中初始溫度測試可采用無功循環(huán)法、水溫平衡法和垂直布置傳感器法(設(shè)有I路傳感器連接通道)三種方法進(jìn)行測試，獲得巖土體平均初始溫度;穩(wěn)定熱流測試是利用測試設(shè)備向地埋管換熱器提供恒定熱流，通過監(jiān)測地埋管換熱器的進(jìn)、出水溫度的變化和流量數(shù)據(jù)，利用傳熱模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計算巖土體熱物性參數(shù)。
[0029]測試過程，整個設(shè)備無水的情況下連接到地埋管上，將設(shè)備的出水口的第一連接管10，回水口的第二連接管11分別與現(xiàn)場的地埋管回水管12和地埋管出水管13快接接頭9連接，形成閉合循環(huán)測試系統(tǒng)，并且系統(tǒng)呈通路狀態(tài);在水箱I內(nèi)補足整個系統(tǒng)所需的水后，通過控制系統(tǒng)，啟動水栗5和電加熱器4，系統(tǒng)水開始自循環(huán)和加熱；同時通過控制系統(tǒng)來對現(xiàn)場溫度、電加熱功率和流量進(jìn)行實時監(jiān)控，根據(jù)測試需求調(diào)節(jié)加熱檔位，使設(shè)備保持運行過程穩(wěn)定;測試過程可形成數(shù)據(jù)曲線，測試數(shù)據(jù)自動儲存在控制系統(tǒng)內(nèi)，用戶可用移動硬盤拷貝。此外，還可啟用遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)發(fā)布模塊，通過網(wǎng)絡(luò)來獲得設(shè)備的實時運行狀態(tài)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0030]清洗過程，設(shè)備本身具備自清洗功能，可自動控制清洗的時間和水栗的啟停，并設(shè)有防止系統(tǒng)內(nèi)水溫過高保護(hù)功能。
[0031 ]當(dāng)測試用水使用湖水或者河水時，因水質(zhì)較差會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕;設(shè)備使用一段時間后，水路管路及設(shè)備會產(chǎn)生水垢，設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行清潔。測試過程完畢后，用一個清潔連接管或直接使用第一連接管10或第二連接管11，將設(shè)備的出水口和回水口連接，形成閉合循環(huán)清洗系統(tǒng)，往裝有水的水箱I內(nèi)加入一定比例的除垢劑，啟動設(shè)備自清洗模式，通過控制水栗5的間斷性的啟停，除垢溶液進(jìn)入系統(tǒng)，對系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行浸泡和沖洗，實現(xiàn)對管道清洗和加熱器等設(shè)備除垢；自清洗模式結(jié)束后，將連接管的一端打開，排出污水，再次將設(shè)備短接，采用清水自循環(huán)一段時間，將水泄出清洗過程完畢。
[0032]本實用新型還具有額外的功能:
[0033]1.電路連接方便、快捷，用戶只需自行配制一個帶有電度表的二級配電箱即可。
[0034]2.設(shè)備可進(jìn)行多檔加熱，用戶可根據(jù)需求自行選擇，設(shè)備運行過程穩(wěn)定，不易發(fā)生故障。
[0035]3.設(shè)備亦可進(jìn)行PE管、水井溫度測定，土壤熱干擾測定，溫度恢復(fù)測定等輔助功會κ.
[0036]以上結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細(xì)說明，但本實用新型不限于所描述的實施方式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型原理和精神的情況下，對這些實施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備，其特征在于，包括用于給設(shè)備進(jìn)行補水的水箱、與地埋管連接形成閉合循環(huán)系統(tǒng)的出水管和回水管、用于系統(tǒng)內(nèi)水加熱的電加熱器、用于輸送水的水栗和控制系統(tǒng);所述出水管末端設(shè)有與地埋管連接的出水口，所述回水管的始端設(shè)有與地埋管連接的回水口；所述電加熱器設(shè)置在所述出水管上，所述水栗設(shè)置在所述電加熱器的進(jìn)口側(cè)，以提供循環(huán)動力，所述水箱與所述水栗的進(jìn)口側(cè)管路連接;所述電加熱器和所述水栗與管路的連接方式為可拆卸連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備，其特征在于，所述電加熱器出口側(cè)設(shè)有第一溫度傳感器，所述回水管上設(shè)有第二溫度傳感器和流量傳感器;所述第一溫度傳感器、所述第二溫度傳感器和所述流量傳感器與所述控制系統(tǒng)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備，其特征在于，所述流量傳感器為電磁流量計。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備，其特征在于，所述出水口和所述回水口設(shè)有快接接頭。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備，其特征在于，所述出水口和所述回水口設(shè)有第一連接管和第二連接管，所述第一連接管一端與所述出水口快接接頭連接，另一端設(shè)有快接接頭;所述第二連接管一端與所述回水口快接接頭連接，另一端設(shè)有快接接頭。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式地溫能熱響應(yīng)測試設(shè)備，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲模塊、用于現(xiàn)場溫度、流量、電力參數(shù)和電加熱功能率參數(shù)采集的數(shù)據(jù)采集模塊、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)發(fā)布模塊。
【文檔編號】G01N25/20GK205581034SQ201620313625
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】畢文明, 郭建峰, 李忠蘭, 王建
【申請人】北京華清榮昊新能源開發(fā)有限責(zé)任公司