地岩热量传导分析系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种地岩热量传导分析系统及方法，所述系统包括：容器、安装在所述容器上的输入装置和输出装置；其中，所述输入装置连通至所述容器内部，用于向所述容器中输入导热介质，所述输出装置连通至所述容器内部，用于将所述容器内被地岩加热后的导热介质抽出。通过本方案可以进行地岩热量传导分析，快速准确得到所述地岩的传热能力以及所述地岩的热量传导的三维模型等，推动了对地岩热能的研究和利用。

Ground rock heat conduction analysis system and method

The invention provides a system and method for analysis of a rock heat conduction, the system includes an input device and an output device is installed in the container, the container; wherein, the input device connected to the inside of the container, the heat conducting medium for input to the container, the output device connected to the inside the container, the container is heated by the heat conducting medium to rock out. Through this scheme, the rock thermal conduction analysis can be carried out, the heat transfer capability of the ground rock and the three-dimensional model of the heat conduction of the ground rock can be obtained quickly and accurately, thus promoting the research and utilization of the ground rock heat energy.

【技术实现步骤摘要】
地岩热量传导分析系统及方法
本专利技术涉及地岩换热领域，尤其涉及一种地岩热量传导分析系统及方法。
技术介绍
地热能是从地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热能形式存在,在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，地热能作为一种新的洁净能源，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐，但在现有技术中无法有效的计算地岩热量的传导能力，因此如何有效准确地进行地岩热量传导分析成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种地岩热量传导分析系统及方法，用于有效准确的进行地岩热量传导分析。本专利技术的第一个方面是提供一种地岩热量传导分析系统，包括：容器、安装在所述容器上的输入装置和输出装置；其中，所述输入装置连通至所述容器内部，用于向所述容器中输入导热介质，所述输出装置连通至所述容器内部，用于将所述容器内被地岩加热后的导热介质抽出。本专利技术的第二个方面是提供一种地岩热量传导分析方法，采用如第一个方面提供的地岩热量传导分析系统，所述方法包括：测量各深度下所述容器的第一温度；测量所述各深度下所述容器外地岩的第二温度；根据所述各深度下所述第一温度、所述第二温度、以及所述地岩与所述容器之间的距离，分析获得地岩热传导的三维模型。本专利技术的第三个方面是提供一种地岩热量传导分析方法，采用如第一个方面提供的地岩热量传导分析系统，所述方法包括：在向所述容器中输入所述导热介质前，测量获得当前时刻下所述容器外地岩的初始温度；自向所述容器中输入所述导热介质的时刻起，实时测量获得所述容器外地岩的实时温度，直至所述容器外地岩的实时温度达到稳定状态；根据所述初始温度和所述实时温度，通过分析所述容器外地岩温度的变化趋势，获得地岩的传热能力。本专利技术的第四个方面是提供一种地岩热量传导分析方法，采用如第一个方面提供的地岩热量传导分析系统，所述方法包括：测量获得第一深度下导热介质的第三温度；测量获得第二深度下所述导热介质的第四温度；计算所述容器内待测段对应的所述导热介质的质量，所述待测段位于所述第一深度和第二深度之间；根据所述导热介质的质量和流速、以及所述第三温度和第四温度之间的温差计算获得所述待测段的取热能力。本专利技术的第五个方面是提供一种地岩热量传导分析方法，采用如第一个方面提供的地岩热量传导分析系统，所述方法包括：测量获得各时刻下各深度对应的容器内温度；测量获得所述各时刻下所述各深度对应的容器外温度；采集所述各时刻下所述输入装置入口处的第一进口温度和所述输出装置出口处的第一出口温度；采集所述各时刻下所述输入装置入口处的第二进口温度和所述输出装置出口处的第二出口温度；根据所述各时刻下各深度对应的容器内温度和容器外温度、所述第一进口温度、所述第一出口温度、所述第二进口温度以及所述第二出口温度，按照预设的数据格式进行存储，获得相应的传热模型。本专利技术提供的地岩热量传导分析系统及方法中，将未经加热的导热介质输入至容器中，容器中的导热介质经地岩加热经由输出装置输出，有效提取了地下土壤、岩石中的热量，并通过获得不同深度地岩和容器内部的温度，可以分析得到所述系统的任意一段的取热能力、地岩的换热能力以及热量从地层内部向表面传到的三维模型。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的地岩热量传导分析系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例二的地岩热量传导分析系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例二的地岩热量传导分析系统的地岩热能流向示意图；图4为本专利技术实施例二的地岩热量传导分析系统的局部结构示意图；图5为本专利技术实施例二的上位机的测温数据分析界面；图6为本专利技术实施例二的上位机的测温数据分析界面；图7为本专利技术实施例三的地岩热量传导分析系统的结构示意图；图8为本专利技术实施例四提供的一种地岩热量传导分析方法的流程示意图；图9为本专利技术实施例四提供的另一种地岩热量传导分析方法的流程示意图；图10为本专利技术实施例五提供的地岩热量传导分析方法的流程示意图；图11为本专利技术实施例六提供的地岩热量传导分析方法的流程示意图；图12为本专利技术实施例七提供的地岩热量传导分析方法的流程示意图。附图标记：1-容器；2-输入装置；3-输出装置；10-均流板；21-第一管道；31-第二管道；11-泄压阀；22-第一阀；32-第二阀；12-排气阀；4-测温主机；33-泵；14-导热介质；41-第一测温光缆；42-第二测温光缆；43-第一光缆卡具；44-第二光缆卡具；5-上位机；51-第一热能计；52-第二热能计；6-地岩及土壤；7-地岩热能的流向。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了方便说明，放大或者缩小了不同层和区域的尺寸，所以图中所示大小和比例并不一定代表实际尺寸，也不反映尺寸的比例关系。图1为本专利技术实施例一提供的地岩热量传导分析系统的结构示意图，根据图1所示，地岩热量传导分析系统包括：容器1、安装在容器1上的输入装置2以及输出装置3；其中，输入装置2连通至容器1内部，用于向容器1中输入导热介质14，输出装置3连通至容器1内部，用于将容器1内被地岩加热后的导热介质14抽出。在实际应用中，容器1可以深埋在地下，以使容器1表面与外部地岩充分接触，从而有效利用地岩热能对容器1中的导热介质14进行加热，进而高效提取地热能。容器1可由导热性能较好的材料制成，例如，钢材料，以便于快速导热，高效获取地岩热能。以实际场景举例来说：当地岩热量传导分析系统开始工作时，未经加热的导热介质14通过输入装置2注入容器1内部，导热介质14可以为导热性能较好的任意流体介质，例如软化水等，进入容器1的导热介质14逐渐被容器1外部的土壤、岩石加热，获取到热能的导热介质14通过输出装置3输出，也就是说，输入装置2实时向容器1中注入未经加热的导热介质14，输出装置3则实时将容器1中经地岩加热后的导热介质14输出。被抽出的加热后的导热介质14可以被热泵等配套设备提取热量或直接供终端负荷利用后，再将冷却后的导热介质14经过输入装置2回灌至容器1的内部，构成密闭循环，通过这种循环，可以高效环保地获取地下热能，从而加以利用。需要说明的是，图中所示只是一种举例的实施方式，其并未对其它可实施方式进行限制。例如，容器1的形状可以为任意形状，为了更好地与地岩接触以更加有效地吸收地热，优选地，容器1可以为圆柱体容器。进一步地，输入装置2可以包括：第一管道21和第一阀22，第一阀22连接在第一管道21上，第一管道21的一端连通至容器1的内部；输出装置3可以包括：第二管道31、第二阀32和泵33，第二管道31和泵33之间连接有第二阀32，第二管道31的一端连通至容器1的内部。仍以实际场景举例来说：当地岩热量传导分析系统开始工作时，打开第一阀22，将导热介质14通过第一管道21注入到容器1内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地岩热量传导分析系统，其特征在于，包括：容器、安装在所述容器上的输入装置和输出装置；其中，所述输入装置连通至所述容器内部，用于向所述容器中输入导热介质，所述输出装置连通至所述容器内部，用于将所述容器内被地岩加热后的导热介质抽出。

【技术特征摘要】
1.一种地岩热量传导分析系统，其特征在于，包括：容器、安装在所述容器上的输入装置和输出装置；其中，所述输入装置连通至所述容器内部，用于向所述容器中输入导热介质，所述输出装置连通至所述容器内部，用于将所述容器内被地岩加热后的导热介质抽出。2.根据权利要求1所述的地岩热量传导分析系统，其特征在于，所述地岩热量传导分析系统还包括：上位机、测温主机和第一测温光缆，所述第一测温光缆设置在所述容器外表面上，所述测温主机和所述第一测温光缆连接，所述上位机和所述测温主机连接。3.根据权利要求2所述的地岩热量传导分析系统，其特征在于，所述地岩热量传导分析系统还包括：第二测温光缆，所述测温主机和所述第二测温光缆连接，所述第二测温光缆设置在所述输出装置外表面上，且所述第二测温光缆与所述导热介质接触。4.根据权利要求3所述的地岩热量传导分析系统，其特征在于，所述第一测温光缆和所述第二测温光缆沿地岩的深度方向设置。5.根据权利要求1-3中任一项所述的地岩热量传导分析系统，其特征在于，所述地岩热量传导分析系统还包括：第一热能计和第二热能计；所述第一热能计和所述第二热能计均分别与所述输入装置和所述输出装置连接，所述测温主机与所述第一热能计和所述第二热能计连接。6.一种地岩热量传导分析方法，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一项所述的地岩热量传导分析系统，所述方法包括：测量各深度下所述容器的第一温度；测量所述各深度下所述容器外地岩的第二温度；根据所述各深度下所述第一温度、所述第二温度、以及所述地岩与所述容器之间的距离，分析获得地岩热传导的三维模型。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述各深度下所述第一温度、所述第二温度、以及所述地岩与所述容器之间的距离，分析获得地岩热传导的三维模型，包括：根据每个深度下所述第一温度、所述第二温度、所述第一温度和所述第二温度之间的温差...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛广林，戴志清，朱汉臣，朱汉斌，徐志强，仇春伟，魏艳辉，
申请(专利权)人：中国能源建设集团科技发展有限公司，天津柯瑞斯空调设备有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12