专利名称：一种岩土热物性及地埋管换热能力测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种岩土热物性及地埋管换热能力测试仪，属于岩土热物性测量和地源热泵技术领域。
背景技术：
地源热泵作为重要的新能源与可再生能源应用技术，是否真正起到良好的节能减排效益，地埋管换热能力其中非常重要的作用，如果换热能力过小，会导致夏季热泵冷却水温度过高，或者冬季过低，均会严重影响热泵机组的出力和能效比(COP)，导致能源费用大为增加，使系统不但无法节能，反而成为高能耗空调。反之，如果换热能力过大，则虽然热泵 COP可有所提升，但是不合理地增加了初投资，影响空调系统的经济性。如何才能设计更好的地埋管换热系统，《地源热泵系统工程技术规范》2009年局部修订版针对性地提出了采用岩土热物性测试仪对地埋管系统进行热响应试验，以确定地下岩土的导热系数λ和热容量P c等，进而确定地埋管延米换热能力。但是，由于地埋管周围岩土体及其热工过程的复杂性、理论模型设定的复杂性及其求解过程的非线性等，目前常用的相关求解方法要么准确性难以确定，要么存在严重收敛性问题，因此直到目前还难以获得令人满意的精确求解结果，而各种传热模型在工程应用中的合理性和有效性以及相应的岩土热物性测试仪的测量精确度也难有定论。如何突破参数精确求解的难题，在工程实用范围内获得可靠的地埋管换热能力数据？既然不论从设置更精巧的模型还是改进求解技术等方面，均难以全面解决上述问题。 同时，现有的岩土热物性测试仪往往其加热量的恒定控制方法较为复杂，要么采用较大的恒温水箱控制加热功率，要么采用稳压电源等保证在工地复杂的电源电压变化情况下的加热功率恒定问题，有的测量仪还分别模拟冬夏两种工况分别采用加热器和制冷机进行供冷和供热两种条件下的岩土热物性测试，相关测试仪器各有特点，但不同研发主体的产品的测量一致性存在偏差，而又难以辨识何种仪器更为正确，其根本原因就在于待测量对象的复杂性及其求解方法的复杂性问题。因此则有必要从地埋管设计目标出发尝试新的解决途径，并开发出具有更佳测量和求解精确度的岩土热物性测试仪。
发明内容本实用新型的目的和任务是，针对目前地源热泵设计过程中的地埋管换热能力的确定中对于岩土热物性测量及其求解方法中存在的问题，提出一种新型技术路线，建立全新的岩土热物性及地埋管换热能力测试的集总热阻计量模型及其求解体系，并采用高精度电子恒功率方法进行测量，并获得更高准确度的地埋管换热能力测量参数，为地源热泵系统设计和指导运行提供技术基础。本岩土热物性及地埋管换热能力测量仪的测试原理和方法分析如下首先分析常用地埋管传热模型被解释变量Tf和各解释变量的结构关系，以线热源模型为例首先分析常用地埋管传热模型被解释变量Tf和解释变量的结构关系，以线源模型为例
权利要求1.一种岩土热物性及地埋管换热能力测试仪，由岩土热响应测试模块和热响应求解输出模块组成，其中岩土热响应测试模块(1)包括设置于同一个机箱(3)内的由电加热器 (5)、水泵(6)、流量计(4)、过滤器(7)及连接管组成的测试水支路，由智能控制板(12)、水温传感器(8)、通讯接口(9)、环温传感器(10)、通讯连接装置(11)、人机互动显示面板(3) 组成的弱电模块，机箱(3)设置进水口(A)、出水口(B)与地埋管换热器相连接，岩土热响应测试模块(1)通过通讯连接装置(11)与热响应求解上位机(2)相连，热响应求解上位机 (2)通过输出接口(13)与打印输出设备相连，其特征在于电加热器采用高精度自适应电子恒功率型电加热装置，水泵采用自吸式屏蔽泵，水温传感器采用高精度温度传感器，热响应求解输出模块包括岩土集总热阻计量模型的参数估计体系和地埋管换热能力计算的求解软件包，热响应求解上位机(2)集成了全新的岩土集总热阻计量模型的参数估计体系和地埋管换热能力计算的求解软件包。
2.如权利要求1所述的岩土热物性及地埋管换热能力测试仪，其特征在于所述的通讯连接装置(11)采用通信连接线结构或者无线通信装置。
3.如权利要求1所述的岩土热物性及地埋管换热能力测试仪，其特征在于所述的环温传感器(10)的探头部分设置于机箱(3)的箱体外部，采用普通精度探头。
专利摘要一种岩土热物性及地埋管换热能力测试仪，由岩土热响应测试模块和热响应求解输出模块组成，其中岩土热响应测试模块包括由电子恒功率型电加热器、屏蔽泵、流量计、过滤器及连接管组成的测试水支路，由智能控制板、温度传感器、人机互动显示板组成的弱电模块，并设置于同一个机箱内，机箱设置进、出水口与地埋管换热器相连接，热响应求解输出模块包括岩土集总热阻计量模型的参数估计体系和地埋管换热能力计算的求解软件包，和打印输出设备。本实用新型具有恒功率精度高、软件包求解精度高、整机结构小巧美观、携带使用方便等特点。
文档编号G01N25/20GK202119740SQ20112015222
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者张心彬, 张茂勇, 李英健, 梁伟, 范士彦, 郑良村, 郝君, 马宁, 魏巍 申请人:山东亚特尔集团股份有限公司