专利名称：一种小型化高精度土壤导热系数现场测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调技术领域，具体涉及一种土壤源热泵空调领域中工程现场土壤导热系数测试仪。
技术背景目前我国城市冬季供暖还主要依靠燃煤、燃油锅炉，夏季供冷主要是制冷机加冷却塔系统，采用这种传统的供暖供冷方式不仅使城市的大气环境污染日益严重，同时也加剧了能源供应结构与需求的矛盾。土壤源热泵是一种以大地土壤为冷、热源满足供冷供热的较好方式。一定深处的土壤温度在冬、夏保持恒定，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，它不仅克服空气源热泵的空气障碍，效率大大提高，而且具有节能、环保、换热稳定的优点。在土壤源热泵系统中，地埋管换热器对系统的经济性和运行可靠性具有决定性的影响，而土壤的热物性在地埋管换热器的设计中是关键性的参数，因此如何准确、操作方便又适合工程实际应用的快速测量土壤的热物性参数，成为决定土壤源热泵系统的经济性，进而影响工程应用的关键技术和核心问题。在现有的土壤热物性的现场测试技术中，申请号为200810201626. 3，名称为地源热泵用高精度土壤热物性测试仪的发明专利，该测试仪结构设计紧凑，移动方便，加热功率在0-12kW内可调，但该发明对双U型埋管形式无法测试；采用无线长线热源模型计算热物性时，没有考虑支管间的热流短路；在研究长时间运行时的土壤热物性时，采用有现长线热源模型中虽然考虑了支管间的热流短路，但计算模型较为复杂，测试数据量大，采用反演算法计算导热系数时，大大增加计算时间，并且一般技术人员无法掌握
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种小型化高精度土壤导热系数现场测试仪，它结构紧凑，测试精度高，测试功率范围广，适用于现场作业，为土壤源热泵系统的合理设计及运行的可靠性提供可靠的依据。为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案它包含保温水箱1、电加热器2、集水器3、分水器4、循环水泵5、流量计6、第一温度传感器7、第二温度传感器8、第三温度传感器9、第一球阀10、第二球阀11、第三球阀12、第四球阀13、第五球阀14、第六球阀15、第七球阀16、电源17、可编程控制器18、液晶触摸屏19、过滤器20、U盘 21、固态继电器22 ；过滤器20安装在保温水箱1连出的总管上，电加热器2设置在保温水箱1内部，过滤器20的出口端与循环水泵5的进口端相通；循环水泵5的出口端与流量计 6的进口端相通；流量计6的出口端与第七球阀16的进口端相通，第七球阀16的出口端与分水器4相通；第一球阀10、第二球阀11分别安装在集水器3连出的两个支管路上，第三球阀12、第四球阀13安装在分水器4的两个连出的支管路上；第五球阀14安装在保温水箱1上；集水器3与第六球阀15的进口端相通，第六球阀15的出口端与保温水箱1相通； 第一温度传感器7安装在集水器3上；第二温度传感器8安装在分水器4上；第三温度传感器9安装在保温水箱1上；流量计6的输出端、第一温度传感器7的输出端、第二温度传感器8的输出端、第三温度传感器9的输出端均与可编程控制器18的输入端相连，可编程控制器18的输出端分别与液晶触摸屏19的输入端、电源17的控制短路电路、固态继电器22 相连，固态继电器22与电加热器2相连，液晶触摸屏19与U盘21相连。本实用新型具有以下有益效果结构紧凑，测试精度高，测试功率范围广，适用于现场作业，为土壤源热泵系统的合理设计及运行的可靠性提供可靠的依据。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
参看图1，本具体实施方式
采用以下技术方案它包含保温水箱1、电加热器2、集水器3、分水器4、循环水泵5、流量计6、第一温度传感器7、第二温度传感器8、第三温度传感器9、第一球阀10、第二球阀11、第三球阀12、第四球阀13、第五球阀14、第六球阀15、第七球阀16、电源17、可编程控制器18、液晶触摸屏19、过滤器20、U盘21、固态继电器22 ；过滤器20安装在保温水箱1连出的总管上，电加热器2设置在保温水箱1内部，过滤器20的出口端与循环水泵5的进口端相通；循环水泵5的出口端与流量计6的进口端相通；流量计 6的出口端与第七球阀16的进口端相通，第七球阀16的出口端与分水器4相通；第一球阀 10、第二球阀11分别安装在集水器3连出的两个支管路上，第三球阀12、第四球阀13安装在分水器4的两个连出的支管路上；第五球阀14安装在保温水箱1上；集水器3与第六球阀15的进口端相通，第六球阀15的出口端与保温水箱1相通；第一温度传感器7安装在集水器3上；第二温度传感器8安装在分水器4上；第三温度传感器9安装在保温水箱1上； 流量计6的输出端、第一温度传感器7的输出端、第二温度传感器8的输出端、第三温度传感器9的输出端均与可编程控制器18的输入端相连，可编程控制器18的输出端分别与液晶触摸屏19的输入端、电源17的控制短路电路、固态继电器22相连，固态继电器22与电加热器2相连，液晶触摸屏19与U盘21相连。本具体实施方式
通过集水器3与地下单U或双U埋管连接，利用固态继电器控制加热功率，采用U盘实时存储采集的数据。本具体实施方式
采用无限长线热源修正模型公式为Tf=Tff+qrEii^fA ^ATx
L 4H 〈 16A7 JJ式中免=1"，Q为加热功率；H为埋管深度，Tf地埋管内循环水的平均温度；Tff为土
OO —U
壤远端未受扰动的温度；P SCS、λ s分别为土壤的容积比热容、导热系数；= Ii^A，
X U
为指数积分函数，U为积分变量。考虑热流沿管长热流的不均勻性、U型管的数量和支管之间的热流短路，引入温差修正^
‘ΙπΓΗχ χΝ[0014]其中R。为循环水与管壁之间的对流换热热阻；RP为埋管换热器传热热阻，H为钻孔深度，N为U性管数，D为热流短路修正系数本具体实施方式
测量精度高，加热功率范围广，计算简单，并根据循环水平均温度、土壤初始温度、加热功率，循环水量和钻孔深度来计算土壤热物性参数的无限长线热源修正模型，此模型考虑了地埋管两支管间的热流短路的影响，提高了测试精度。
权利要求1.一种小型化高精度土壤导热系数现场测试仪，其特征在于它包含保温水箱(1)、电加热器O)、集水器(3)、分水器G)、循环水泵(5)、流量计(6)、第一温度传感器(7)、第二温度传感器(8)、第三温度传感器(9)、第一球阀(10)、第二球阀(11)、第三球阀(12)、第四球阀(13)、第五球阀(14)、第六球阀(15)、第七球阀(16)、电源(17)、可编程控制器(18)、 液晶触摸屏(19)、过滤器00)、U盘01)、固态继电器02)；过滤器OO)安装在保温水箱 ⑴连出的总管上，电加热器⑵设置在保温水箱⑴内部，过滤器OO)的出口端与循环水泵(5)的进口端相通；循环水泵(5)的出口端与流量计(6)的进口端相通；流量计(6)的出口端与第七球阀(16)的进口端相通，第七球阀(16)的出口端与分水器(4)相通；第一球阀 (10)、第二球阀(11)分别安装在集水器(3)连出的两个支管路上，第三球阀(12)、第四球阀(1 安装在分水器(4)的两个连出的支管路上；第五球阀(14)安装在保温水箱(1)上； 集水器⑶与第六球阀(15)的进口端相通，第六球阀(15)的出口端与保温水箱⑴相通； 第一温度传感器(7)安装在集水器C3)上；第二温度传感器(8)安装在分水器(4)上；第三温度传感器(9安装在保温水箱(1)上；流量计(6)的输出端、第一温度传感器(7)的输出端、第二温度传感器(8)的输出端、第三温度传感器(9)的输出端均与可编程控制器(18) 的输入端相连，可编程控制器(18)的输出端分别与液晶触摸屏(19)的输入端、电源(17) 的控制短路电路、固态继电器02)相连，固态继电器02)与电加热器(2)相连，液晶触摸屏(19)与U盘(21)相连。
2.根据权利要求1所述的一种小型化高精度土壤导热系数现场测试仪，其特征在于它通过集水器C3)与地下单U埋管连接。
3.根据权利要求1所述的一种小型化高精度土壤导热系数现场测试仪，其特征在于它通过集水器C3)与地下双U埋管连接。
专利摘要一种小型化高精度土壤导热系数现场测试仪，它涉及空调技术领域。第五球阀安装在保温水箱上；集水器与第六球阀的进口端相通，第六球阀的出口端与保温水箱相通；第一温度传感器安装在集水器上；第二温度传感器安装在分水器上；第三温度传感器安装在保温水箱上；流量计的输出端、第一温度传感器的输出端、第二温度传感器的输出端、第三温度传感器的输出端均与可编程控制器的输入端相连；本实用新型结构紧凑，测试精度高，测试功率范围广，适用于现场作业，为土壤源热泵系统的合理设计及运行的可靠性提供可靠的依据。
文档编号G01N25/20GK201974395SQ20112003035
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者郑鹏, 郭金山 申请人:青岛沃富地源热泵工程有限公司