基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统。它解决了现有技术中依靠初始温度、导热系数、热阻不能全面反映埋管换热器的换热特性等技术问题。本系统包括测试仪、电源、主管以及第一支管和第二支管，在主管上接有加热器、循环水泵、温度测量装置和流量测量装置，加热器、循环水泵、温度测量装置和流量测量装置均与测试仪相连接，测试仪包括中央处理模块，参数输入模块和显示模块；本实用新型专利技术具有：1、为设计提供更详尽可靠的依据；2、自动化程度高，操作简便；3、安全可靠。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于岩土热物性测试系统，尤其是涉及一种基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统。
技术介绍
地埋管换热器是地源热泵系统的设计重点。设计偏小会导致系统运行效率降低，达不到制冷制热要求，增加运行费用；而设计偏大则将 造成系统初投资增加，影响系统经济性。地源热泵系统地下换热器设计的合理与否很大程度取决于地下岩土热物性参数的准确性。因此在进行地源热泵系统地埋管换热器设计前，必须对项目拟埋管区域进行岩土热响应测试，得到可靠的岩土热物性参数。但是，由于地埋管换热器的换热过程涉及的物理模型很复杂，涉及的因素很多。它是非稳态的，涉及的时间跨度很长，空间区域很大，条件也很复杂，包括水平及竖直埋管与土壤在短期和长期工况下的换热规律、多组管道之间的相互影响、土壤冻融的影响、地下水渗流的影响等，换热器形式多种多样，地层结构及其热物性千差万别，换热器的负荷随时间变化，等等。仅仅依靠初始温度、导热系数、热阻和比热容不能全面反映埋管换热器的换热特性。为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种同步冷热响应岩土热物性测试仪，包括水-水热泵机组的冷响应侧由冷响应侧供水管、冷响应侧流量计、冷响应侧供水温度传感器、冷响应侧U形管、冷响应侧回水管、冷响应侧回水温度传感器和冷响应侧循环泵构成回路；水-水热泵机组的热响应侧由热响应侧供水管、散热器调节阀、翅片散热器、加热器调节阀、电加热器、热响应侧流量计、热响应侧供水温度传感器、热响应侧U形管、热响应侧回水管、热响应侧回水温度传感器和热响应侧循环泵构成回路。该方案是为了解决岩土热物性测量采用空气源热泵式测量仪对夏季排热工况和冬季吸热工况测试时，一次只能测试一种工况，测试结果不准的问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题，提供一种能智能优化测试方案，全面评价地源热泵系统岩土热物性，广泛适用于各类地源热泵系统的基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统。为达到上述目的，本技术采用了下列技术方案本基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统，其特征在于，本系统包括测试仪、相邻设置的两组地埋管回路和用于提供各部分工作所需电能的电源，每组地埋管回路分别包括主管和并联设置的第一支管和第二支管，在主管上串接有加热器、循环水泵、温度测量装置和流量测量装置，所述的第一支管的进水端和出水端分别设有进水开关和出水开关，所述的第二支管的进水端和出水端分别设有进水开关和出水开关，所述的加热器、循环水泵、温度测量装置和流量测量装置均与测试仪相连接，所述的测试仪包括中央处理模块，在中央处理模块上连接有能够输入包括建筑类型因素、气候条件因素、设计负荷因素、埋管场地面积因素在内的各种参数的参数输入模块和显示模块。在上述的基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统中，所述的测试仪上还连接有当发生异常情况时能够发出报警信号的信号发生器和切断电源的应急断电模块。在上述的基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统中，所述的信号发生器通过无线通讯方式与手持式信号接收器相连接。在上述的基于多因素 影响分析的岩土热物性测试评价系统中，所述的主管上连接有膨胀水箱，所述的主管两端分别设有一个温度测量装置。在上述的基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统中，所述的第一支管和第二支管均呈U形。与现有的技术相比，本基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统的优点在于1、能够针对不同建筑类型采取不同的测试方案，对于重要影响因素进行对比试验，为设计提供更详尽可靠的依据。2、自动化程度高，操作简便，大大提高了测试效率。3、当发生异常情况时能够实现远程报警并切断电源供应，安全可靠。附图说明图I是本技术提供的结构示意图。图2是本技术提供的工作流程图。图中，测试仪I、手持式信号接收器10、中央处理模块11、参数输入模块12、显示模块13、信号发生器14、应急断电模块15、地埋管回路2、膨胀水箱20、主管21、第一支管22、第二支管23、电源3、加热器4、循环水泵5、温度测量装置6、流量测量装置7、进水开关8、出水开关9。具体实施方式如图I所示，本基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价系统包括测试仪I、相邻设置的两组地埋管回路2和用于提供各部分工作所需电能的电源3。每组地埋管回路2分别包括主管21和并联设置的第一支管22和第二支管23，在主管21上串接有加热器4、循环水泵5、温度测量装置6和流量测量装置7。第一支管22的进水端和出水端分别设有进水开关8和出水开关9，第二支管23的进水端和出水端分别设有进水开关8和出水开关9。本实施例中，第一支管22和第二支管23均呈U形，且竖直设置。主管21上连接有膨胀水箱20，且主管20两端分别设有一个温度测量装置6。加热器4、循环水泵5、温度测量装置6和流量测量装置7均与测试仪I相连接，更具体地说加热器4、循环水泵5、温度测量装置6和流量测量装置7通过信号变送器与测试仪I相连接。加热器4的加热元件为电热管，功率范围为0 10kW。采用PtlOOO钼电阻测量流体温度。循环水泵5驱动流体在回路中循环流动，流体经过加热器4加热后流经地埋管回路2与地下岩土进行换热，测得的进出口流体温度、流体流量、加热功率等经信号变送传至测试仪I。测试仪I包括中央处理模块11，在中央处理模块11上连接有能够输入包括建筑类型因素、气候条件因素、设计负荷因素、埋管场地面积因素在内的各种参数的参数输入模块12和显示模块13。测试仪I上还连接有当发生异常情况时能够发出报警信号的信号发生器14和切断电源的应急断电模块15。信号发生器14通过无线通讯方式与手持式信号接收器10相连接。待排查出故障原因后，重新制定测试方案并进行测试。 图2所示，基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价方法包括下述步骤A、通过参数输入模块12向测试仪I输入包括建筑类型、气候条件因素、设计负荷因素、埋管场地面积因素在内的各种参数。B、由测试仪I根据上述参数生成优化测试方案，并根据优化测试方案对相邻设置的两组地埋管回路2进行设备连接和调试，所述的地埋管回路2分别包括主管21和并联设置的第一支管22和第二支管23，在主管21上串接有加热器4、循环水泵5、温度测量装置6和流量测量装置7，所述的第一支管22的进水端和出水端分别设有进水开关8和出水开关9，所述的第二支管23的进水端和出水端分别设有进水开关8和出水开关9，所述的加热器4、循环水泵5、温度测量装置6和流量测量装置7均与测试仪I相连接。这里的进水开关8和出水开关9均为电磁阀且与测试仪I相连接。C、通过测试仪I进行标准工况测试和多因素影响分析试验，从而生成基于多因素影响分析的岩土热物性测试评价报告。上述的标准工况测试包括岩土初始温度测试和岩土体热物性测试；上述的多因素影响分析试验包括变负荷试验、热干扰影响试验、动态负荷试验、单双管影响性试验和变流速试验。多因素影响分析实质上是模拟地埋管回路2的各种实际换热情况，分别改变循环液流速、埋管间距、负荷强度及运行工况等参数来分析进出水口的温度变化，从而得出相关规律，为设计提供更详尽的依据。、D、测试仪I根据上述标准工况测试和多因素影响分析试验的数据生成岩土热物性测试评价分析报告。岩土初始温度测试采用无功循环法测得，即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐坚，
申请(专利权)人：徐坚，
类型：实用新型
国别省市：