[实用新型]一种浅层土壤热响应特性动态实验平台

说明书

本实用新型涉及一种浅层土壤热响应特性动态实验平台，包括加热器、水‑空气热泵、恒温水箱、循环泵、温度流量测试控制系统，加热器、水‑空气热泵、循环泵、温度测试控制系统、恒温水箱依次通过循环管道连接，温度测试系统包括两组温度计、地埋管及计算机采集系统，计算机采集系统采集温度计的数据并动态记录，两组温度计分别设置在地埋管的进水端和出水端，地埋管的出水端连接循环泵，地埋管内的液体经循环泵进入水‑空气热泵，水‑空气热泵对液体进行加热或者降温，加热或者降温后的液体经加热器加热后进入恒温水箱，经恒温水箱均质稳定后的液体进入地埋管，以此循环；恒温水箱的进水端与出水端之间还设置有补水管，补水管上设置有补水泵。

技术领域

本实用新型涉及浅层土壤热响应特性测试领域，具体涉及一种浅层土壤热响应特性动态实验平台。

背景技术

进入21世纪以来，中国经济飞速发展，创造了举世瞩目的社会发展成就，随之而来的资源环境约束趋紧、生态系统退化、环境污染严重、雾霾等极端天气频现等问题，凸显了我国节能减排形势的严峻性，引起党中央、国务院高度重视，党的“十八大”报告首次明确提出“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”、“建设美丽中国”，阐释了推进生态文明建设，大力发展可再生能源的重要性和必要性。

浅层地温能是一种可再生的新型绿色能源，分布广泛，取用便利，储量巨大，经济节能，清洁环保，开发利用前景广阔。其开发利用对建设生态文明和美丽中国具有非常重要的意义，是坚持绿色低碳循环发展、建设资源节约型和环境友好型社会、保障能源安全、改善我省现有能源结构、实现节能减排战略目标的重要措施。

(一)国外研究现状

浅层地温能的利用得益于热泵技术的发展，早在上世纪30年代，世界上就开发出了利用地表水与地下水的热泵机组。到1940年，美国就安装了15台大型商业用热泵，利用的地下水温度13℃～25℃不等，供热量31～1010kw不等，供热的能效比(cop)达3.2～5.0，取得了良好的经济效益。至上世纪70年代世界石油危机的出现，人们对地下水热泵技术的应用与研究更加热情高涨，开始大量安装与使用地下水热泵。进入上世纪90年代，美国地源热源的年增长率达12％，每年大约有5万套地源热泵安装。随着热泵技术应用的日臻成熟，世界上地下水与土壤源热泵的安装数量逐年增加。目前，利用热泵技术开发利用浅层地温能较好的国家有美国、北欧、瑞士、德国、瑞典等。

(二)国内研究现状

我国热泵系统研究始于上世纪90年代，1994年3月国务院批准了《中国21世纪议程下的可持续能源利用》，并相继出台了支持可再生能源开发利用的一系列方针政策。初步统计，到2006年底，以地热泵产品制造、工程设计与施工的企业已达200多家，其总工程量达4500多个。随着我国能源结构政策的调整，以燃煤和耗电为主的锅炉采暖、空气源热泵供冷的传统方式，将会被更加高效的以浅层地温能为热源(或冷源)的地源热泵供暖(或供冷)方式所取代。

在国内北京是我国应用地源热泵技术开采浅层地温能对建筑物进行供暖空调较早且发展最快的地区之一。近几年来，采用浅层地温能为建筑物供暖制冷空调的工程数量迅速增加。到2013年底，北京已有约4000万m2的建筑面积利用浅层地温能供暖、供冷，沈阳市利用浅层地温能供暖已超过6000万m2。全国应用浅层地温能供暖制冷的建筑项目共约4000个，建筑面积近15000万m2，其中80％集中在京津冀辽等华北和东北南部地区。包括北京、天津、河北、辽宁、河南、山东等省市。

地源热泵系统以岩土体、地下水或地表水为热源或冷源，通过地源侧换热系统、热泵机组和用户端换热系统，以电能为动力，将低品位能源转换为高品位的能源，从而实现大地与建筑物之间的能量交换，供暖时向大地提取或制冷时释放热量，满足空调制冷、供暖或提供热水的需求。现有的设备只能测试岩土的吸热能力，而且受地表环境的影响也较大，得出的结果也无法全面反映岩土的换热能力。

实用新型内容