地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置及方法。它解决了现有热物性测试装置检测不便等技术问题。包括移动支撑柜体、半导体制冷装置、地源测加热制冷水箱、散热/散冷侧加热制冷水箱与散热/散冷管路相连，且散热/散冷管路上设有散热/散冷回路循环泵、散热/散冷装置、管路入口接头管路出口接头、地源测试回路相连、地源回路流量调节机构、检测组件与监控上位机。该测试装置既可以模拟地埋管的夏季运行工况，也可以模拟地埋管的冬季运行工况，同时可以实现加热量和流量的无极调节，操作方便、适应性广，在地源热泵系统的地埋管与岩土间双态换热时的地埋管换热量与岩土热物性测试方面具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地埋管检测设备
，涉及一种换热量与热特性测试装置，尤其是涉及一种地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置及方法。
技术介绍
地源热泵系统中最主要的组成部分之一，就是深埋在土壤中的地埋管，地埋管在实际运行中的换热特性以及地埋管周围的岩土的换热特性会直接影响到地源热泵系统的运行效果。通常，在安装地源热泵系统之前，都会对地下土壤进行热物性测试试验，另外，在部分项目的地埋管系统施工完成后，也会进行部分地埋管的抽样检测，以验证实际的地埋管与岩土间双态换热时的地埋管换热量与岩土热物性是否与设计时的数据相符。目前市场上也存在有各种各样的热物性测试仪，一般来说，市场上的测试装置可以分为两种：一种是车载式测试仪，一种是单体式测试仪。例如，中国专利文献公开了一种基于地源热泵的土壤热物性能测试仪和测试车[专利号：CN201010618192.4]，该测试仪主要包括可变频热泵机组、可变频水泵、温度传感器、电磁流量计等两个回路组成，能够模拟冬季和夏季两种工况，同时采用变频控制热泵机组输出的冷量和热量，由于车载式的结构，也便于现场的运输和搬运。另外，中国专利文献也公开了另外一种单体式的地下土壤热物性测试仪[专利号：CN201210433121.6]，该测试仪主要包含测试柜体和监控柜体两大部分，其中的主要组成部件为电加热器、电磁流量计、循环水泵、温度传感器、压力
传感器和其它辅助设备组成。将测试柜体和监控柜体进行了分体式的设计，具有结构紧凑、运输方便等特点。目前，这两类测试装置的缺点是：车载式的测试仪功能较为齐全，但是由于其热泵式的机构，体积较为庞大，不方便全国范围内跨省市的运输检测，一般来说车载式的测试仪集中在一个片区进行检测。而单体式的测试仪虽然结构紧凑，但是其采用的电加热装置只能模拟地埋管的夏季运行工况，不具备冬季工况的检测功能。这些问题产生的主要原因在于两类测试仪的加热部件的选择，一种采用了包含有蒸发器、冷凝器、膨胀阀和压缩机的热泵，一种采用了常用的电加热器，因此而产生了其使用上的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种结构简单合理，既可模拟夏季运行工况，又可以模拟冬季运行工况且检测准确的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置。本专利技术的另一个目的是针对上述问题，提供一种操作简单，自动化程度高的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试方法。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：本地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置，包括移动支撑柜体，其特征在于，所述的移动支撑柜体内设有一端能产生热量同时另一端能产生冷量或者一端能产生冷量同时另一端能产生热量的半导体制冷装置，所述的半导体制冷装置一端设有地源测加热制冷水箱，另一端设有散热/散冷侧加热制冷水箱，所述的散热/散冷侧加热制冷水箱两端通过散热/散冷管路相连，且散热/散冷管路上设有散热/散冷回路循环泵与散热/散冷装置，且所述的散热/
散冷装置与散热/散冷侧加热制冷水箱另一端相连形成回路，所述的地源测加热制冷水箱一端连接有与地埋管相连的管路入口接头，另一端连接有与地埋管相连的管路出口接头，且所述的地源测加热制冷水箱两端之间通过地源测试回路相连，且所述的地源测试回路上分别设有地源回路流量调节机构与检测组件，且所述的检测组件通过设置在移动支撑柜体内的监控上位机相连。用于半导体制冷装置供电的直流电源模块，为半导体制冷装置提供直流电流，使得半导体制冷装置在帕尔帖效应的作用下在两端同时产生热量和冷量，测试装置因此而既可测试夏天的运行工况，也可测试冬天的运行工况。同时，直流电源模块的正负极可以根据需求进行换向，使得半导体制冷装置的热端和冷端可以切换，以满足不同设定模式的需求。另外，直流电流模块可以调节电流的大小，可以将半导体制冷装置的加热制冷量进行无极的调节。所述的连接直流电源模块和半导体制冷装置的回路，连接用于半导体制冷装置供电的直流电源模块和半导体制冷装置，为直流电流的导体，接通后半导体制冷装置开始产生热量和冷量，断开后半导体制冷装置停止产生热量和冷量。在上述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置中，所述的检测组件包括设置在地源测试回路上的流量监测装置，所述的管路入口接头上连接有第一温度检测装置，所述的管路出口接头上连接有第二温度检测装置，在管路入口接头与管路出口接头之间设有压差检测装置，且所述的流量监测装置、第一温度检测装置、第二温度检测装置与压差检测装置均与监控上位机相连。地源测试回路与被检测的地埋管相连接，同时连接地源测加热/制冷水箱、地源测回路循环泵、过滤器、流量监测装置、流量调节装置、连接在管路入口的温度检测装置、连接在管路出口的温度检测装置、连接在管路入口和出口间的压差检测装置、两个
与外部地埋管路连接的接口部件等部件，实现地源测流体环路的运行与检测，是该测试装置的主回路。所述的散热/散冷管路，连接有散热/散冷侧加热/制冷水箱、散热/散冷回路循环泵和散热/散冷装置，实现半导体制冷装置附带产生的热量/冷量的散失功能，是该测试装置的辅助回路。在上述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置中，所述的地源回路流量调节机构包括设置在地源测加热制冷水箱两端之间的地源测回路循环泵和/或流量调节装置。地源回路泵与地源回路上的流量调节装置可以任选一种，实现地源回路的流量的无极调节。在上述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置中，所述的地源测试回路上设有过滤器；所述的地源测回路循环泵和散热/散冷回路循环泵为轴流泵、离心泵和混流泵中的任意一种。地源测回路循环泵和散热/散冷回路循环泵可为轴流泵、离心泵和混流泵的任意一种，同时可以具备流量变频控制功能。所述的过滤器，安装在地源测试回路上，能除去回路中的固体杂质，保障地源测试回路上的其它设备和仪表能正常工作和运转，保障测试装置安全运行。当流体流经过滤器时，其中的杂质被滤出，当需要清洗时，只要将可拆卸的滤筒取出，去除滤出的杂质后，重新装入即可，使用维护极为方便。在上述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置中，所述的半导体制冷装置为半导体制冷片且由两种不同半导体材料串联而成，所述的半导体制冷装置连接有直流电源模块。即这里的半导体制冷装置采用半导体制冷片，利用半导体材料的帕尔帖效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，同时在电偶的两端产生热量和冷量。所述的地源测加热制冷水箱与散热/散冷侧加热制冷水箱分别隔开、半导体制冷片设置在两个
水箱中间，其产生的热量汇集在其中一个水箱，将水箱中的水进行加热，半导体制冷片产生的冷量汇集在另一个水箱，将水箱中的水进行制冷，因此紧紧相邻的两个加热制冷水箱中一个是热水，一个是冷水，两个加热制冷水箱中冷热水的模式会随着设定模式的不同进行相应的更换。在上述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置中，所述的地源测加热制冷水箱与散热/散冷侧加热制冷水箱均由保温材料制成且相互隔开设置，所述的半导体制冷装置设置在地源测加热制冷水箱与散热/散冷侧加热制冷水箱之间。在上述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置中，所述的流量监测装置为电磁流量计、涡轮流量计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置，包括移动支撑柜体(23)，其特征在于，所述的移动支撑柜体(23)内设有一端能产生热量同时另一端能产生冷量或者一端能产生冷量同时另一端能产生热量的半导体制冷装置(1)，所述的半导体制冷装置(1)一端设有地源测加热制冷水箱(2)，另一端设有散热/散冷侧加热制冷水箱(3)，所述的散热/散冷侧加热制冷水箱(3)两端通过散热/散冷管路(7)相连，且散热/散冷管路(7)上设有散热/散冷管路循环泵(9)与散热/散冷装置(18)，且所述的散热/散冷装置(18)与散热/散冷侧加热制冷水箱(3)另一端相连形成回路，所述的地源测加热制冷水箱(2)一端连接有与地埋管相连的管路入口接头(16)，另一端连接有与地埋管相连的管路出口接头(17)，且所述的地源测加热制冷水箱(2)两端之间通过地源测试回路(6)相连，且所述的地源测试回路(6)上分别设有地源回路流量调节机构与检测组件，且所述的检测组件通过设置在移动支撑柜体(23)内的监控上位机(20)相连。

【技术特征摘要】
1.一种地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置，包括移动支撑柜体(23)，其特征在于，所述的移动支撑柜体(23)内设有一端能产生热量同时另一端能产生冷量或者一端能产生冷量同时另一端能产生热量的半导体制冷装置(1)，所述的半导体制冷装置(1)一端设有地源测加热制冷水箱(2)，另一端设有散热/散冷侧加热制冷水箱(3)，所述的散热/散冷侧加热制冷水箱(3)两端通过散热/散冷管路(7)相连，且散热/散冷管路(7)上设有散热/散冷管路循环泵(9)与散热/散冷装置(18)，且所述的散热/散冷装置(18)与散热/散冷侧加热制冷水箱(3)另一端相连形成回路，所述的地源测加热制冷水箱(2)一端连接有与地埋管相连的管路入口接头(16)，另一端连接有与地埋管相连的管路出口接头(17)，且所述的地源测加热制冷水箱(2)两端之间通过地源测试回路(6)相连，且所述的地源测试回路(6)上分别设有地源回路流量调节机构与检测组件，且所述的检测组件通过设置在移动支撑柜体(23)内的监控上位机(20)相连。2.根据权利要求1所述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置，其特征在于，所述的检测组件包括设置在地源测试回路(6)上的流量监测装置(11)，所述的管路入口接头(16)上连接有第一温度检测装置(13)，所述的管路出口接头(17)上连接有第二温度检测装置(14)，在管路入口接头(16)与管路出口接头(17)之间设有压差检测装置(15)，且所述的流量监测装置(11)、第一温度检测装置(13)、第二温度检测装置(14)与压差检测装置(15)均与监控上位机(20)相连。3.根据权利要求1所述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置，其特征在于，所述的地源回路流量调节机构包括设置在地源测加热制冷水箱(2)两端之间的地源测回路循环泵(8)和/或流量调节装置(12)。4.根据权利要求3所述的地埋管与岩土双态换热时换热量与
\t热物性测试装置，其特征在于，所述的地源测试回路(6)上设有过滤器(10)；所述的地源测回路循环泵(8)和散热/散冷管路循环泵(9)为轴流泵、离心泵和混流泵中的任意一种。5.根据权利要求1或2或3或4所述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置，其特征在于，所述的半导体制冷装置(1)为半导体制冷片且由两种不同半导体材料串联而成，所述的半导体制冷装置(1)连接有直流电源模块(4)。6.根据权利要求5所述的地埋管与岩土双态换热时换热量与热物性测试装置，其特征在于，所述的地源测加热制冷水箱(2)与散热/散冷侧加热制冷水箱(3)均由保温材料制成且相互隔开设置，所述的半导体制冷装置(1)设置在地源测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王盼，
申请(专利权)人：杭州滨创能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33