【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程地源热泵
，尤其是涉及一种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置及其应用。
技术介绍
地源热泵技术是人们利用浅层地热能的一种方式。浅层地热能是地热资源的一部分，资源丰富、分布广泛、温度稳定，开发技术臻于成熟，目前已广泛应用于供暖和制冷，是一种很好的替代能源和清洁能源，具有绿色环保、高效节能、运行成本低、可持续利用、技术成熟、不消耗地下水等特点，应用前景广阔。长期以来，地源热泵系统的设计工作由暖通空调专业人士完成。他们从自身专业的角度出发，更为关心如何使地源热泵系统稳定、高效、持续的运转，侧重于换热系统本身。由于专业知识的局限，在设计中为确定埋管长度，单纯计算冬季日最大热负荷和夏季日最大冷负荷。实际工程中，冷热负荷多数情况下是不相等的，地埋管式地源热泵系统向地层排放的总热量与吸收的总热量并不相等，造成所谓的“热失衡”问题。上海每年需要在夏季制冷的时间比需要在冬季制热的时间几乎长一倍，冷负荷远大于热负荷。若持续每年累计向地层排放的热量大于向地层吸取的热量，即使该地区地下恒温带每年只升高，10年后该地源热泵系统便无法有效正常工作。恒温地层的温度一旦发生改变，势必引起地层及所影响范围内土的物理力学性质的改变，使原本稳定的地基土发生因温度变化产生的热扰动，严重的影响上部结构和地下建筑的工程稳定性和安全性。所以地源热泵系统的设计对于相关地层热物性参数的选取尤为谨慎，长期以来地源热泵热换热器的设计主要以进行地层的热物性原位测试和经验相结合的方法来获取为主。上海基于地埋管式地源热泵的工程实例尚不多，尚处在经验数值的积累阶段，设计需要的地层热物...
【技术保护点】
一种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置，其特征在于，包括模型箱、试验用土模型、测量模块、数据采集模块、热循环模块和上位PC机，所述的试验用土模型设在模型箱内，所述的测量模块设在试验用土模型中，所述的热循环模块与试验用土模型连接，所述的数据采集模块与测量模块连接，所述的数据采集模块与上位PC机连接。
【技术特征摘要】
1.种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置，其特征在于，包括模型箱、试验用土模型、测量模块、数据采集模块、热循环模块和上位PC机，所述的试验用土模型设在模型箱内，所述的测量模块设在试验用土模型中，所述的热循环模块与试验用土模型连接，所述的数据采集模块与测量模块连接，所述的数据采集模块与上位PC机连接。2.据权利要求1所述的一种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置，其特征在于，所述的模型箱的左、右、后立面和底面采用整块4_厚的建筑钢板焊成并刷防锈漆；前立面采用整块Icm厚的密封不漏水的钢化玻璃；模型箱内壁与试验用土模型接触的部位设有的隔热层。3.据权利要求1所述的一种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置，其特征在于，所述的试验用土模型为研究区域的原状土体，根据相应的模型比设计厚度分层铺设各土层。4.据权利要求1所述的一种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置，其特征在于，所述的测量模块包括温度传 感器、土压计和孔压计，所述的温度传感器测量热循环模块中的U形管回路循环液体以及试验用土模型中的土体不同位置处的温度分布，土压计、孔压计分别精确测量热流循环过程中试验用土模型的土压力和孔隙水压力变化。5.据权利要求4所述的一种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置，其特征在于，所述的数据采集模块包括温度采集子系统和压力采集子系统，所述的温度采集子系统与温度传感器连接，所述的压 力采集子系统分别与土压计、孔压计连接。6.据权利要求1所述的一种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置，其特征在于，所述的热循环模块包括U形管、低温恒温槽、电加热器、集水箱和循环水泵，所述的U形管包括地上部分和地下部分，地下部分设在试验用土模型内，所述的地上部分采用PPR管，所述的地下部分采用PE管。7.据权利要求6所述的一种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置，其特征在于，所述的低温恒温槽、电加热器、集水箱和循环水泵提供恒定高温或低温的循环流体；低温恒温槽提供冷源循环液体模拟冬季工况；电加热器、集水箱和循环水泵提供热源循环液体模拟夏季工况。8.据权利要求6所述的一种地源热泵岩土热响应测试室内模型试验装置，其特征在于，所述的集水箱采用隔热陶瓷水箱加工制作而成，使用时悬挂于墙上，顶盖上设计了曝气溢出孔，箱壁上设计了源水进水口、热水出水口、循环回水口和高水位溢出口 4个液路出口，所述的源水进水口、...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐益群，任兴伟，周洁，李珺，王建秀，杨坪，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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