[发明专利]一种双工况岩土体热响应试验方法及试验装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种双工况岩土体热响应试验方法和试验装置，属于一种应用于地源热泵系统的岩土热响应试验的方法改进。

背景技术

《地源热泵系统工程技术规范 GB50366-2005》（2009年版）新增了附录C岩土热响应试验部分内容，明确了地源热泵系统的岩土热响应试验相关要求，推荐 “恒热流法”作为试验实施方法。

“恒热流法”是通过电加热器向岩土体施加一定的加热功率的方式，来进行热响应试验。该方法的理论基础为线热源模型，其物理意义明确，易于理解。测试的得到的地埋管进出口温度可通过导热反问题解法反算出岩土体的热物性参数。数据处理方法有线性拟合法和参数估算法两种，前者原理和计算过程简单，后者需要计算机编程，较为复杂。现阶段国际和我国的岩土热响应试验都是采用该方法进行测试，应用广泛。

“恒温法”方法是试验中保持进水温度一定，设法保持回路的进口温度不变，再由测得的流量和回水温度得到回路中的换热量，对于测试的细节没有见到足够详细的描述。采用的加热热源为电热元件或者热泵。由于要在热（冷）源部分必需有控 制装置进行调节。这种方法的主要目标是确定在“稳 定”状态下钻孔单位延米的传热量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的岩土体热响应试验的方法及装置，能够同时测试夏季放热和冬季取热工况，方便实用、经济实惠、省时省力，以弥补现有的岩土体热响应试验中仅能测试夏季放热工况和同时测试两种工况方法及装置的费时费力等缺陷。

为解决上述技术问题，本发明测试方法的技术方案为：

一种双工况岩土体热响应试验方法，其特征在于：利用水冷冷水机组或地源热泵机组的冷凝侧和蒸发侧制备的冷热水，分别与测试放热和吸热的测试孔连接，实现同时模拟两种工况下的岩土体热响应情况并得到岩土体热特性参数。

所述的水冷冷水机组或地源热泵机组的冷凝侧进出水温度为30/35℃，蒸发侧进出水温度为10/5℃。

本发明试验装置为，包括一水冷冷水机组或地源热泵机组、一台冷凝侧循环水泵、一台蒸发侧循环水泵、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、数据传输线路、数据采集模块和流量控制模块，

所述的水冷冷水机组或地源热泵机组的一侧换热器和一台循环水泵通过连接管串联连接, 第一温度传感器、第一流量传感器和第一压力传感器连接于水冷冷水机组或地源热泵机组一侧的换热器入口处，第二温度传感器和第二压力传感器连接于水冷冷水机组或地源热泵机组一侧的换热器的出口处；另一侧侧换热器和另一台循环水泵通过连接管串联连接, 第三温度传感器、第二流量传感器和第三压力传感器连接于水冷冷水机组或地源热泵机组另一侧的换热器入口处，第四温度传感器和第四压力传感器连接于水冷冷水机组或地源热泵机组另一侧的换热器的出口处；所有的温度传感器、压力传感器和流量传感器均连接于数据采集模块，循环水泵循环水泵均连接于流量控制模块，数据传输线路将数据采集模块与流量控制模块连接。

本发明测试装置在岩土体热响应试验中测试所在地的地下岩土体的取放热量的能力，为地源热泵系统的设计提供有效准确的依据。

有益效果：

性能优越、方便实用、省时省力。现有的测试设备仅能测试放热工况，若要进行两种工况的测试还需要配备两种系统，较为麻烦。而本发明提供的新型测试方法及装置可同时测试夏季放热工况和冬季取热工况， 为测试人员提供了便利。

附图说明

图1是本发明测试方法原理图。

图2是本发明测试装置连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的方法及装置的实施方式进行说明。

附图的测试仪器即本发明的装置，包括一台小型的水冷冷水机组或地源热泵机组1、一台热水侧循环水泵2、一台冷水侧循环水泵3、第一温度传感器4、第二温度传感器5、第三温度传感器6、第四温度传感器7、第一流量传感器8、第二流量传感器9、第一压力传感器10、第二压力传感器11、第三压力传感器12、第四压力传感器13、数据传输线路14、数据采集模块15和流量控制模块16。