[发明专利]用于地源热泵系统的岩土体热物性测试仪及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土物性领域，具体而言，涉及一种用于地源热泵系统的岩土体热物性测试仪及一种岩土体热物性测试方法。

背景技术

地源热泵是以地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。该系统是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管(PE管)组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用。大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。地源热泵系统方案设计前，应进行工程场区内岩土体地质条件进行勘察。其中勘察最主要的内容就是岩土体热物性的测试。

发明内容

本发明为了地源热泵系统的设计提供设计依据，提供了一种用于地源热泵系统的岩土体热物性测试仪，包括水箱、位于所述水箱内的加热装置、与所述水箱连接的供水管、位于供水管上的水泵和流量计、与所述供水管连接的土壤换热器、与所述土壤换热器连接的回水管，所述回水管与所述水箱连接，还包括电控设备和测温探头，所述电控设备与所述加热装置、所述水泵、所述流量计、所述测温探头连接，所述测温探头设置在所述供水管、所述回水管、所述水箱上。

进一步地，所述土壤换热器为单U或双U型埋管。

进一步地，所述供水管与所述水箱底部连接，所述回水管与所述水箱顶部连接。

进一步地，还包括设置于所述水箱底部的泄流阀、设置于所述水箱上的液位仪、设置于所述水箱顶部的排气管、设置于所述供水管上的截止阀。

进一步地，所述土壤换热器设置在地下的土壤内。

本发明另一方名，还提供了一种运用上述用于地源热泵系统的岩土体热物性测试仪的岩土体热物性测试方法，，包括如下步骤：

S1、在水箱中注满水，并开启水泵，记录所述水箱中循环水的温度；

S2、启动水箱中加热装置，直至温度稳定在阈值范围内，获取所述水箱中循环水的温度、供水管温度、回水管温度、管内流量、加热棒功率；

S3、根据所述水箱中循环水的温度、供水管温度、回水管温度、管内流量、加热装置功率分析计算获取土壤的热物性参数。

进一步地，所述步骤S3具体包括，S31、利用公式Q＝cm△t获取土壤换热器的散热量Q，其中，c表示水的比热容，m表示质量流量，△t表示变化的温度；

S32、利用公式P＝Q/(T*H)获取每米散热功率P，其中，T为测试时间，H为土壤换热器离地表的深度。

进一步地，还包括通过调节水泵，设置管内流速不低于0.4m/s。

进一步地，所述步骤S2中，所述阈值范围为30±5摄氏度。

进一步地，获取加热装置功率的步骤包括获取设备运行时间、加热装置消耗的电能，从而获取加热装置功率。

本发明中用于地源热泵系统的岩土体热物性测试仪和岩土体热物性测试方法能够为地源热泵提供有力依据。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明一些实施例中的用于地源热泵系统的岩土体热物性测试仪的结构示意图；

图2为本发明一些实施例中的用于地源热泵系统的岩土体热物性测试仪中的土壤换热器的安装示意图；

图3为本发明一些实施例中的岩土体热物性测试方法的流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。