[发明专利]浅层地温能热、冷响应测试设备以及测试车

说明书

技术领域

本发明涉及一种浅层地温能测试设备，特别是涉及一种浅层地温能热、冷响应测设备以及测试车。

背景技术

国内地源热泵的应用时间不长，相关的理论研究相对滞后，尤其在土壤换热器的换热能力方面的研究，既缺乏数据积累，也缺乏现成的测试方法。由于地源热泵的地埋管系统属于地质专业和暖通制冷专业的交叉学科，因此，一直以来对其研究不够深入。一旦地埋管换热器设计不好，很容易造成系统工作效率下降，甚至导致地源热泵主机无法正常工作。

目前，对浅层地温能热、冷响应测试的传统方法是获得岩土的热物性参数，进而通过软件计算岩土冬、夏季工况的换热能力。获得岩土热物性参数的方法一种是通过当地钻孔取出的岩土样本确定钻孔周围的地质构成，并作传热试验确定其热物性参数，或对采样岩土成分分析后，查阅相关资料确定其热物性参数。然而，地下地质构成复杂，即使同一种岩土成分，其热物性参数取值范围也比较大。况且不同地层地质条件下的导热系数可相差近十倍，导致计算得到的埋管长度也相差数倍，从而使得地源热泵系统的造价会产生相当大的偏差。另外，这种方法无法对地埋管换热系统的回填料的热物性以及回填料与地埋管及岩土之间的传热热阻进行分析，更无法准确确定不同运行工况(温度)下地埋管换热系统的换热情况。因此，只有现场测试数据才能准确反映当地地质条件、施工工艺水平下的地埋管换热量。另一种方案是，通过向岩土排热测定其热物性参数。首先预估该换热孔的换热能力，使用电加热器向地埋管提供恒定的热流，得出地埋管进、出水温度变化数据，然后利用传热模型计算岩土热物性参数。另外，此方案可以直接测定岩土的吸热能力。岩土换热能力包括两方面，一方面是岩土的吸热能力，另一方面岩土的排热能力。现有的测试设备只能测试岩土的吸热能力，所以，得出来的结果无法全面反映岩土的换热能力。

因此有必要提出一种方案来解决地源热泵地埋管换热器换热能力评价的问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的地埋管换热器换热能力测试方法和测试设备存在的缺陷，提供一种新的浅层地温能热、冷响应测试设备以及测试车，所要解决的技术问题是使其准确测量地源热泵地埋管换热器换热能力，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种浅层地温能热、冷响应测试设备，其包括：循环管路，用于输送流体介质；空气源热泵，设置在循环管路上，用于对流体介质加热或者降温；缓冲箱，设置在循环管路上，用于保持流体介质的温度稳定；泵，设置在循环管路上，用于输送流体介质；流量传感器，设置在循环管路上，用于检测流体介质在循环管路内的流量；温度传感器，设置在循环管路上用于检测流体介质的温度；以及控制系统，接收上述的流量传感器和温度传感器的数据，并控制空气源热泵和泵的工作状态。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的浅层地温能热、冷响应测试设备，其还包括辅助加热器，设置在上述的循环管路上。

前述的浅层地温能热、冷响应测试设备，所述的辅助加热器为电加热器。

前述的浅层地温能热、冷响应测试设备，其中所述的循环管路包括流体介质输出口，和流体介质返回口；在该输出口和返回口处分别设有温度传感器。

前述的浅层地温能热、冷响应测试设备，其中所述的空气源热泵包括：变频压缩机，四通换向阀、板式换热器、电子膨胀阀及风冷换热器，其中变频压缩机、板式换热器、电子膨胀阀、风冷换热器和四通换向阀通过管线连接形成循环回路。

前述的浅层地温能热、冷响应测试设备，其中所述的控制系统包括：PLC控制器；数据采集模块，连接至上述的流量传感器和温度传感器；数据输出模块，用于输出数据；以及变频器控制模块，用于控制上述的空气源热泵和泵；上述的各个模块都连接于PLC控制器。

前述的浅层地温能热、冷响应测试设备，其中所述的控制系统还包括加热器控制模块，用于控制辅助加热器，并且该模块连接到PLC控制器。

前述的浅层地温能热、冷响应测试设备，其中所述的控制系统还包括触摸屏，其连接至PLC控制器，用于实现人机交互。

前述的浅层地温能热、冷响应测试设备，其中所述的循环管路上设有多个阀门，用于控制循环管路中流体介质的流向。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种浅层地温能热、冷响应测试车，其包括有一车厢，其特征在于在车厢中安装有前述的浅层地温能热、冷响应测试设备。