[实用新型]一种测试能量桩换热性能的实验系统

说明书

本实用新型公开了一种测试能量桩换热性能的实验系统，包括一个箱体，箱体内容纳有介质，所述介质内埋设有桩基，桩基内部布设有螺旋换热管，所述介质中还布设有热敏元件，所述螺旋换热管与介质外部的一个水循环系统连通，所述水循环系统用于向螺旋换热管供给不同温度的循环水，所述水循环系统中设置有流量计和温度计。通过冷水环路和热水环路分别与螺旋换热管连接，从而将桩基作为整体式的换热元件，循环水在土壤截止内吸收或放出热量后，通过流量计和温度计对其流量和换热前后的温度进行监控，得出能量桩一段时间的换热性能。

技术领域

本实用新型涉及地源热泵测试领域，具体涉及一种测试能量桩换热性能的实验系统。

背景技术

地源热泵系统因其节能环保的优势获得了广泛的应用，该系统由地埋管换热器、热泵机组和末端设备组成。传统的钻孔地埋管换热器因其初投资高及占用地面面积，成为制约地源热泵发展的不利因素。近几年，一种新颖的地埋管换热器被提出，即桩基埋管换热器，又称之为能量桩。建筑物由若干桩基支撑，桩基的深度通常在十几米至几十米之间，利用桩基进行地埋管换热器的制作，由于桩基的直径明显大于钻孔，故与钻孔埋设U型管的方式不同，可将螺旋换热管设置于桩基内部，充分利用桩基内部的空间，换热管通常可固定于钢筋笼上，从而构成了能量桩。能量桩的换热率，即沿深度方向平均每米桩基埋管的换热量要远高于钻孔埋管。利用能量桩技术可在夏季和冬季从地下分别实现散热和吸热，承担了空调系统的冷负荷和热负荷；由于桩基的数量有限，许多时候仅靠能量桩无法满足建筑物的制冷或供热需求，剩下的负荷可由钻孔埋管承担。能量桩的使用，降低了系统的初投资及减少了钻孔埋管的占地面积。

能量桩换热过程中，热量在循环液、换热管、桩内混凝土、桩表面以及周围地下介质之间传递。地源热泵系统制冷时，螺旋管内的循环液将热量释放给地下土壤介质，地源热泵系统供热时，螺旋管内的循环液自地下土壤介质吸热。相关专家和学者对能量桩传热性能的理论研究取得了一定成果，发明人发现，由于该技术还未得到大面积推广，工程项目较少，从实际测试数据体现能量桩传热性能的工作较少；目前，尚未有可行的实验系统既能在散热工况又能在吸热工况测试能量桩的传热性能。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种测试能量桩换热性能的实验系统，通过在桩基内设置换热管，换热管连通有循环水的流量及温度监测装置，而且在桩基周围设置温度监测装置，对桩基整体的换热性能进行检测，从而为实际的施工提供一定的数据基础。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种测试能量桩换热性能的实验系统，包括一个箱体和水循环系统，箱体内容纳有介质，所述介质用于埋设待测试的能量桩，所述介质中还布设有热敏元件，所述水循环系统用于与能量桩内部的螺旋换热管连通，所述水循环系统用于向螺旋换热管供给不同温度的循环水，所述水循环系统中设有流量计和温度计。

能量桩包括桩基和预设在桩基内部的螺旋换热管，通过能量桩内配置螺旋换热管模拟实际楼房桩基内的换热管，螺旋换热管连通流量计和温度计从而对循环水的流量和温度变化进行监控，并在能量桩附近设置热敏元件对介质的温度变化进行监控，从而达到获取换热性能的目的。

更进一步地，所述的介质为土壤。

该土壤可以选用需要实验地区的土壤，以避免不同地区土壤成分不同、散热性能差异引起的误差；所述的桩基内部浇灌有钢筋混凝土，所述的螺旋换热管固定在钢筋混凝土的钢筋笼上，所述的螺旋换热管为中空螺旋状。

更进一步地，所述热敏元件布置在桩基周围的介质中，用于检测桩基周围介质的温度变化情况。

更进一步地，所述流量计和温度计连通螺旋换热管，用于检测循环水的流量和温度变化情况。