一种自动补水的岩土热响应测试装置的制作方法

1.本实用新型属于地层热物性参数测量设备技术领域，具体涉及一种自动补水的岩土热响应测试装置。


背景技术：

2.浅层地热能地源热泵系统的设计需要了解工程所在地的地层热物性参数，当前进行土壤热物性测试的实施方法以现场热响应测试居多，热响应测试分为恒温法与恒流法，工程上常用的是恒流法，恒热流法是由恒定功率的加热装置来对水箱内的水加热后，通过循环水泵送至地下换热，通过测定进出口温度代入已知的换热模型中反算出导热系数等参数值，该方法也是国际地源热泵协会(1gshpa)和美国采暖制冷与空调工程师协会 (ashrae)手册所推荐的的方法。地层热物性参数的确定对浅层地热能地源热泵系统的设计至关重要。
3.现有的热响应测试仪在测试期间，由于测试时间长需要连续加热，在循环系统中的水有相当部分变成气体逸出，导致整个系统中水量不足，严重的话会导致水泵与加热器烧掉，所以要通过外部人工不断补给水量，定时补水，耗费人力物力，生产效率低下。


技术实现要素：

4.为了解决现有热响应测试仪在测试期间有水气逸出，导致整个系统中水量不足，容易会导致水泵与加热器烧坏的问题。
5.本实用新型所述的一种自动补水的岩土热响应测试装置，包括测温探头、循环水箱、气体液化装置、循环水泵、流量计、数据采集与控制系统，所述循环水箱的进水口为装置进水口，所述循环水箱的出水口与气体液化装置的进水口连通，所述气体液化装置的出水口与循环水泵的进水口连通，所述循环水泵的出水口与连通流量计的进水口连通，连通流量计的出水口为装置出水口；所述测温探头分别设置于装置进水口、装置出水口；所述测温探头与数据采集与控制系统电连接，所述数据采集与控制系统分别与循环水箱、气体液化装置、循环水泵、流量计电连接。
6.进一步的，所述数据采集与控制系统包括ddc控制器、测温探头信号反馈单元、循环泵信号反馈单元、加热器信号反馈单元，所述测温探头信号反馈单元、循环泵信号反馈单元、加热器信号反馈单元均与ddc控制器连接，可采集测温探头数据、循环泵数据。加热器数据。
7.进一步的，所述降温装置的入口高于降温装置的出口。
8.进一步的，所述数据采集与控制系统包括ddc控制器、测温探头信号反馈单元、循环泵信号反馈单元、加热器信号反馈单元，所述测温探头信号反馈单元、循环泵信号反馈单元、加热器信号反馈单元均与ddc控制器连接，可采集测温探头数据、循环泵数据。加热器数据。
9.所述的一种自动补水的岩土热响应测试装置，所述测温探头为铂铑合金的热电偶
传感器，测温精度为0.01℃。
10.进一步的，所述循环水箱内设置有加热器，所述加热器与数据采集与控制系统电连接。
11.本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种自动补水的岩土热响应测试装置具有的优点是：通过在传统热响应测试装置上设置气体液化装置，实现自动补水功能，解决了传统测试仪器在实验过程中需要人工加水的问题，减少了人力消耗，提高测试工作效率。
12.以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
13.图1为自动补水的岩土热响应测试装置整体结构示意图。
14.图2为气体液化装置示意图的结构示意图。
15.图中：1、测温探头；2、循环水箱；21、加热器；3、气体液化装置； 31、为气液分离舱；32、为降温装置；33、斜支管；4、循环水泵；5、流量计；6、数据采集与控制系统；7、主管道；8、u型地埋管。
具体实施方式
16.为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“对齐”、“重叠”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
20.实施例1
21.本实用新型提供了一种如图1、图2所示的自动补水的岩土热响应测试装置，包括测温探头1、循环水箱2、气体液化装置3、循环水泵4、流量计5、数据采集与控制系统6，所述循环水箱2的进水口为装置进水口，所述循环水箱2的出水口与气体液化装置3的进水口连通，所述气体液化装置3的出水口与循环水泵4的进水口连通，所述循环水泵4的出水口与连通流量计5的进水口连通，连通流量计5的出水口为装置出水口；所述测温探头1分别设置于装置进水口、装置出水口，用于测量进入或者流出u型地埋管8的的水温；所述测温探头1与数据采集与控制系统6电连接，所述数据采集与控制系统6 分别与循环水箱2、气体液化装
置3、循环水泵4、流量计5电连接，数据控制采集系统6连接可记录储存上述数据，也可控制加热器21与循环水泵4参数，同时具有数据计算功能，可根据采集到的数据计算得到相关热物性参数；装置进水口与u型地埋管8的出水口相连接，装置出水口与u型地埋管8 的进水口相连接。
22.进一步的，如图2所示，所述气体液化装置3包括气液分离舱31、降温装置32，所述气液分离舱31的中部设置有主管道7的进口，气液分离舱31的下方设置有液体出口，所述气液分离舱31的上方设置有气体出口，所述气液分离舱31的上方的气体出口与降温装置32的入口连通，所述降温装置32 的出口与气液分离舱31下方的液体出口连通；所述降温装置32的入口高于降温装置32的出口，形成一边高、一边低的斜支管33；循环水经过长期加热产生气液混合物，气液混合物由主管道7进入企业分离仓31，液体由于重力作用滴入下方液体区，小液滴与气体上升进入气管，通过降温装置32，气体液化变成液体随后流经斜支管33汇入主管道，再次进入系统。整个系统不用排气，不用手动加水。
23.进一步的，所述数据采集与控制系统6包括ddc控制器、测温探头信号反馈单元、循环泵信号反馈单元、加热器信号反馈单元，所述测温探头信号反馈单元、循环泵信号反馈单元、加热器信号反馈单元均与ddc控制器连接，可采集测温探头数据、循环泵数据。加热器数据。
24.所述的一种自动补水的岩土热响应测试装置，所述测温探头1为铂铑合金的热电偶传感器，测温精度为0.01℃。
25.进一步的，所述循环水箱2内设置有加热器21，所述加热器21与数据采集与控制系统6电连接。
26.使用时，将u型地埋管8的出口与测试装置进口连接，u型地埋管8的进口与本设备的出口连接，在系统中加满水。首先在不开加热器21的状态下打开循环水泵4，使系统运行起来，记录设备的进出口温度，记录测温探头 11和12的温度，待进出口温度相等并稳定后，将该温度作为地层的初始温度。然后开启加热器21以恒定的功率对循环水进行加热，数据采集与控制系统6每一分钟记录一次进口温度与出口温度，利用测得的数据再根据 gb50366-2009《地源热泵系统工程技术规范》求得地层热物性参数。
27.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。