[发明专利]一种水平地热抽采试验系统

说明书

本发明公开了一种水平地热抽采试验系统，该系统包括热源装置、高温控制装置、低温控制装置、声发射采集装置和水平埋管模拟装置；由热源装置提供水暖热源，经过加热水箱将水加热后接入到位于水平埋管模拟装置中的测试套管中，水平埋管模拟装置还设有高温控制装置和低温控制装置用于模式外部温度环境对于地面及其回填材料的影响，在水循环的管道上还依附设置声发射接收器用于采集管道内流体流动的声音，并且设有若干组温湿度传感器，根据采集测试的需要进行多维数据的采集，本发明所述系统还设有控制终端，所述的控制终端获取设置各个待测点的温度传感器及流体流动的声音数据进行试验分析，对于地暖测试的数据更加的全面有效。

技术领域

本发明涉及地热能利用技术，具体涉及一种水平地热抽采试验系统。

背景技术

地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。加快开发利用地热能不仅对调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义，是促进生态文明建设的重要举措。

地源热泵是地热能利用的一种典型设施，经常应用于公共建筑和居民住宅的供暖和制冷。然而，自地源热泵引入中国之后，虽然国家、各个地区均出台了很多政策支持地源热泵的推广，但地源热泵在空调系统中的占比仍然较小，分析原因，这与地源热泵中地埋管较低的换热效率有关。目前，国内尚无针对性的地源热泵试验平台。

现有的专利“CN207231806U”公开了一种“太阳能-地源热泵系统模拟试验平台”，但该平台不能很好的模拟地埋管在地下的换热效果，无法考虑埋管地层的温度、埋管地层的渗透特性、流体压力下降和流阻。

发明内容

发明目的：针对现有的地源热泵试验平台无法进行全方位的测试问题，本发明的第一目的是提供一种水平地热抽采试验系统；本发明的另一目的是提供一种水平地热抽采试验系统的测试方法。

技术方案：一种水平地热抽采试验系统，包括热源装置、高温控制装置、低温控制装置、声发射采集装置和水平埋管模拟装置；该系统由热源装置供给热源，热源接入到布置在水平埋管模拟装置中的测试套管，水平埋管模拟装置外侧设有用于模拟该系统外部环境温度的高温控制装置和低温控制装置，在热源管道上还依附设置用于采集管道内流体流动声音的声发射采集设备；所述系统还设有控制终端，所述的控制终端获取设置各个待测点的温度传感器及流体流动的声音数据进行试验分析。

进一步的，所述的热源装置通过循环水泵实现管道内水循环，热源装置两端分别设有用于控制水流进出的入水口阀门和出水口阀门，在加热水箱的进水端设有流量计用于检测控制水流速度和流量大小；所述热源装置还设有中央控制器，其控制包括位于加热水箱内的加热器，位于管道内和加热水箱内的温度传感器，循环水泵的工状态及加热器的加热功率。

更进一步的，所述的入水口阀门注入水后依次流经温度传感器、循环水泵、流量计到达加热水箱，在经过加热水箱后输出经过温度传感器到达出水口阀门，入水口阀门和出水口阀门用于连接测试套管；在入水口阀门和温度传感器之间设有水量补充口；所述的加热水箱上设有排气孔阀。

所述的中央控制器包括中央处理器和控制设备，控制设备包括输入设备和显示设备，通过设定的温度传感器的阈值控制加热水箱的加热，进而控制循环流体的温度、流量。

进一步的，所述水平埋管模拟装置的框架内侧设有隔热层、加热层和透水层，水平埋管模拟装置内部填充回填材料，且布置有测试套管、温度传感器和制冷管，在框架上方设有洒水装置；

所述平台外框架为设有一侧开口的腔体结构；

所述隔热层阻断加热板到平台外框架的热传递；

所述加热层包括加热板和超导热管，且加热板用于分散传递内侧超导热管的热量，超导热管为中空结构，其内部有循环液的相变热管构成；