[发明专利]冷却塔‑地埋管耦合土壤散热实验系统

说明书

技术领域

本发明属于地源热泵空调试验装置技术领域，特别是一种可获得不同冷却塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周围土壤温度变化特征及地埋管与冷却塔散热特性的冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统。

背景技术

地源热泵因其节能与环保性而逐渐得到普及，并被认为是二十一世纪最具发展潜力的采暖空调技术之一。然而针对以供冷为主的地区，土壤热失衡严重、埋管初投资大，成为制约地源热泵发展应用的关键因素。为此，以冷却塔作为辅助散热装置来代替部分埋管的冷却塔辅助复合地源热泵系统，既能有效缓解土壤热失衡，同时也能减少埋管投资，具有广阔的应用前景。

对于冷却塔辅助复合地源热泵系统，冷却塔的辅助散热特性及地埋管周围土壤的温度变化与恢复特性对复合系统性能的影响至关重要，而不同的冷却塔-地埋管耦合土壤散热方式会导致不同的冷却塔散热性能和地埋管周围土壤温度变化规律。为了寻求最佳的冷却塔-地埋管耦合土壤散热方式，以确保复合系统的高效运行，需要通过实验对各种耦合散热方式进行实验对比。

然而，现有实验系统通常仅能完成单一散热模式实验，无法获得不同冷却塔-地埋管耦合土壤散热模式下土壤温度变化及冷却塔与地埋管散热特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统，可获得不同冷却塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周围土壤温度变化特征及地埋管与冷却塔散热特性。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统，包括保温水箱1、板式换热器2、冷却塔3和地埋管换热器4；

所述地埋管换热器4的进水口41与保温水箱1的出水口12相通，地埋管换热器4的出水口42与保温水箱1的进水口11相通，在地埋管换热器4的出水口42与保温水箱1的进水口11之间依次串联有第三流量计73、第一循环水泵61和第六阀门86，在保温水箱1的出水口12与地埋管换热器4的进水口41之间设有第四阀门84；

所述冷却塔3的进水口31通过第二流量计72与板式换热器2的第二出水口23相通，冷却塔3的出水口32通过第二循环水泵62与板式换热器2的第二进水口24相通；

所述板式换热器2的第一进水口21通过第五阀门85和第六阀门86与保温水箱1的进水口11相通，板式换热器2的第一进水口21通过第一流量计71和第一阀门81与保温水箱1的出水口12相通，所述板式换热器2的第一出水口22通过第三阀门83和第三流量计73与地埋管换热器4的出水口42相通，板式换热器2的第一出水口22通过第二阀门82与地埋管换热器4的进水口41相通。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：可获得不同冷却塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周围土壤温度变化特征及地埋管与冷却塔散热特性。

1、通过阀门的灵活调节，可完成不同冷却塔-地埋管耦合土壤散热模式下地埋管换热器周围土壤的温度动态变化特征及冷却塔与地埋管散热特性的实验；

2、通过保温水箱水温的设定，可获得不同出水温度下冷却塔-地埋管间的耦合散热特性，从而可为实际系统的优化设计与运行提供依据；

3、通过设定冷却塔的开启条件，可完成冷却塔在连续运行、间歇运行及不同室外环境下冷却塔散热对地下土壤温度恢复特性的实验；

4、由于采用带有电加热器的保温水箱来代替水源热泵机组，使得系统结构简单、成本低、便于控制调节，且实验功能多样化。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统的结构示意图。

图中，保温水箱1，板式换热器2，冷却塔3，地埋管换热器4，数据采集仪5，第一循环水泵61，第二循环水泵62，第一流量计71，第二流量计72，第三流量计73，第一阀门81，第二阀门82，第三阀门83，第四阀门84，第五阀门85，第六阀门86，电加热器9,温度探头10，信号传输线11。

具体实施方式

一种冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统，包括保温水箱1、板式换热器2、冷却塔3和地埋管换热器4；

所述地埋管换热器4的进水口41与保温水箱1的出水口12相通，地埋管换热器4的出水口42与保温水箱1的进水口11相通，在地埋管换热器4的出水口42与保温水箱1的进水口11之间依次串联有第三流量计73、第一循环水泵61和第六阀门86，在保温水箱1的出水口12与地埋管换热器4的进水口41之间设有第四阀门84；