[发明专利]同步冷热响应岩土热物性测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩土热物性测试仪。

背景技术

地埋管地源热泵系统作为一种利用浅层地热资源进行供热、空调和生活热水供应的节能环保型热泵系统，得到越来越多的应用，但在实际应用过程中，如何准确的确定地下岩土的热物性参数对系统的设计尤为重要。目前对岩土热物性测量的仪器主要有电加热式测试仪或空气源热泵式测试仪两种，其中电加热式测试仪只能进行夏季排热工况的测试，而不能进行冬季吸热工况的测试，因此，电加热式测试仪具有局限性；而空气源热泵式测试仪可以进行夏季排热工况和冬季吸热工况的测试，但是，空气源热泵式测试仪还存在以下缺点：1、空气源热泵式测试仪一次只能测试一种工况，当需要进行两种工况的测量孔测试时，需要依次进行测试，由于前一次测试对地下岩土的温度场进行了干扰，在有限的测试时间内如果岩土温度未充分恢复，会对后一次的测试结果产生较大的影响或得出错误的结论；2、容易受测试时周围气象条件变化的影响，不易实现恒热流条件。

发明内容

本发明的目的是为解决岩土热物性测量采用空气源热泵式测量仪进行夏季排热工况和冬季吸热工况的测试时，一次只能测试一种工况，需要依次进行，且两次测试过程中前一次的测试会对后一次的测试结果产生影响，得出错误的结论及由于采用空气源热泵受测试周围的气象条件的影响，不易实现恒热流条件的问题，提供一种同步冷热响应岩土热物性测试仪。

本发明包括水-水热泵机组、冷响应侧循环泵、冷响应侧回水温度传感器、冷响应侧供水温度传感器、冷响应侧U形管、冷响应侧流量计、热响应侧循环泵、热响应侧回水温度传感器、热响应侧供水温度传感器、热响应侧U形管、热响应侧流量计、散热器调节阀、加热器调节阀、数据采集装置、冷响应侧回水管、冷响应侧供水管、热响应侧回水管、热响应侧供水管、第一加热器闸阀、第二加热器闸阀、电加热器、第一散热器闸阀、第二散热器闸阀和翅片散热器，冷响应侧回水管的一端与冷响应侧U形管上端的一个管口连接，冷响应侧回水管的另一端通过冷响应侧循环泵与水-水热泵机组连接，冷响应侧供水管的一端与冷响应侧U形管上端的另一个管口连接，冷响应侧供水管的另一端通过冷响应侧流量计与水-水热泵机组连接，冷响应侧回水温度传感器装在冷响应侧回水管上且位于冷响应侧循环泵与冷响应侧U形管之间，冷响应侧供水温度传感器装在冷响应侧供水管上且位于冷响应侧流量计与冷响应侧U形管之间，热响应侧回水管的一端与热响应侧U形管上端的一个管口连接，热响应侧回水管的另一端通过热响应侧循环泵与水-水热泵机组连接，热响应侧供水管的一端与热响应侧U形管上端的另一个管口连接，热响应侧供水管的另一端通过热响应侧流量计与水-水热泵机组连接，热响应侧回水温度传感器装在热响应侧回水管上且位于热响应侧循环泵与热响应侧U形管之间，热响应侧供水温度传感器装在热响应侧供水管上且位于热响应侧流量计与热响应侧U形管之间，热响应侧供水管上沿水-水热泵机组至热响应侧流量计的方向上依次装有散热器调节阀和加热器调节阀，翅片散热器与散热器调节阀并联，且翅片散热器的两端分别通过第一散热器闸阀和第二散热器闸阀连接在热响应侧供水管上，散热器调节阀通过数据线与热响应侧供水温度传感器连接，电加热器与加热器调节阀并联，且电加热器的两端分别通过第一加热器闸阀和第二加热器闸阀连接在热响应侧供水管上，加热器调节阀分别通过数据线与热响应侧供水温度传感器和热响应侧回水温度传感器连接，数据采集装置分别通过数据线与冷响应侧回水温度传感器、冷响应侧供水温度传感器、冷响应侧流量计、热响应侧回水温度传感器、热响应侧供水温度传感器和热响应侧流量计连接。

本发明的优点是：一、本发明能同步对冷响应侧测量孔33和热响应侧测量孔34进行冬季吸热和夏季排热两种工况的测试，根据测量结果计算出所测地域的岩土热物性参数；由于水-水热泵机组1能够同时提供冷热水，即能同时对两个测试孔进行夏季排热工况的测试及冬季吸热工况的测试，同时进行两种工况下的冷热响应测试试验，根本上解决了由于测试时间不同和测试环境不同导致测试结果的误差，并且可以更好的利用同时测定的两组结果进行对比，对试验的成功与否进行判断，对结果的准确性进行校核；并且采用水-水热泵机组1不受测试气象条件的影响，更易保证恒热流的测试条件，提高了测试结果的准确性。二、利用本发明的测试仪对地下岩土进行测试，使得测试的程序大大简化，测试的时间大幅缩短（不需要较长的地温恢复期），这对于专业的勘测队伍来说很重要，测试程序的简化和测试时间的缩短减少了测试的费用，降低了测试成本。三、同时由于水-水热泵机组不像空气源热泵那样与周围的空气进行热量的交换，因此，不受测试周围气象条件的影响。