专利名称：一种柜式岩土热响应测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对浅层地下岩土的热学物理数据进行测量的仪器。
背景技术：
地热由于其洁净，无污染，越来越受到广大用户的青睐。在采集地热的时候，每个地热孔内的换热情况均需了解。地热孔打多了，造成浪费，打少了又对后续的工程造成影响。重庆地区地下岩土虽以砂岩为主，但埋管换热值则因岩层发育差异、地下水分布差异、 岩性差异、地壳运动后岩石的破碎状况差异，岩土沿孔深分布比例差异，会出现一定的差别，且各地区，同一地区不同的场地差异明显，要想准确的开展地源热泵的工程设计，首先要有测试场地的地下热物性的手段，才能获得符合原始场地准确的设计依据值。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可以对地热孔内的换热情况进行精确测量的柜式岩土热响应测试仪。为了实现上述目的，采用以下技术方案所述测试仪包括U形的地埋换热管；进水管和出水管，地埋换热管的两端分别与进水管和出水管相接；常压水箱，通过连接有电磁流量计和水泵的管道经加热器与出水管相连，进水管连接至常压水箱的出口；进水管、地埋换热管、出水管和加热器组成一个水流循环系统；所述水泵两侧进水口和出水口上连接有具有阀门的回流管道；控制电路，所述控制电路包括交流稳压器，交流稳压器分别为电子调压器、电功率计、数字记录仪器、电磁流量计提供稳定的电能输入；电子调压器的输出端经开关连接有加热电阻丝组成的加热器，测量加热器功率的电功率计连接至交流稳压器的输出端，套在电子调压器输出端导线上的电流互感器计与电功率计相连，电流互感器计将采集的电子调压器输出电流传给电功率计，数字记录仪分别与设置在进水管入口的温度传感器、设置在出水管出口的温度传感器、电功率计、电磁流量计输出端相连。为了方便对管道内补水，所述常压水箱内设置有液位计，并且与带有外补水防水阀的管道相连。为了方便管道连接，所述进口管与出口管上具有接头，地埋换热管通过接头与进口管和出口管相接；所述接头包括与进口管或出口管热熔连接的母套，母套外侧套接有外套，母套的外表面设置有外螺纹，外套内表面具有与母套外表面相配合的内螺纹，且外套与母套之间设置有0形密封圈。为了方便将管道内的空气排出，所述加热器的出口管道上设置有排空气阀。本装置结构简单、紧凑，可以通过从出口管流出水的温度、从入口管流入水的温度及水的流量就可以准确的计算出某个地热孔内的热交换情况，为后续的施工打下良好的基础，且装置中流量调整简单，无需精确的电子变频器对水泵的转速进行调整，进一步减低了成本。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的三维图；图3为本实用新型中控制电路的电路图；图4为未插接管子前的接头结构示意图；图5为插接中接头的结构示意图；图6为插接完成后接头的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述如图1和图2所示，一种柜式岩土热响应测试仪，包括U形的地埋换热管4 ；进水管和出水管，地埋换热管4的两端分别与进水管和出水管相接；进水管的入口处和出水管的出口处设置有进水口的温度传感器8和出水口的温度传感器3。常压水箱7，通过连接有电磁流量计10和水泵9的管道经加热器2与出水管相连，进水管连接至常压水箱7的出口； 进水管、地埋换热管、加热器和出水管组成一个水流循环系统。水泵9两侧的管道上连接有具有阀门11的回流管道。在进行流量调整时，只需要调节阀门11，调节回流管道中的流量， 进而对输送管道中的输送流量进行比较精确的调整。常压水箱内设置有液位计，并且设置有外补水防水阀6的管道与常压水箱7相连， 加热器的出口管道上设置有排空气阀1，便于排出管道内的空气。工作时，常压水箱内7内的水通过水泵9流过流量计，进入加热器，加热器将进入地埋换热管的水加热到某一温度，然后注入地下，经过地下换热后，从地面排出。通过测量地埋换热管道入口和出口水温、电功率计和水的流量可以计算得出换热值，从而得出该地热孔内的换热量值，由此分析计算出综合热物性参数、钻孔单位延米换热量。如图3所示，控制电路，包括交流稳压器12-1，交流稳压器12-1分别为电子调压器 12-2、电磁流量计、电功率计12-3和数字记录仪器12-4提供稳定的电能输入；电子调压器 12-2的输出端经开关12-5连接有加热电阻丝组成的加热器12-6，电功率计12_3连接至交流稳压器12-1的输出端，套在电子调压器输出端导线上的电流互感器计12-7与电功率计 12-3相连，电流互感器计12-7将采集的电子调压器12-2输出电流传给电功率计12_3，数字记录仪12-4分别与设置在进水口的温度传感器8，设置在出水口的温度传感器3电磁流量计10和电功率计12-3相连。其中开关12-5为3个电流接触器，图1中12_5_1部分和12_5_2部分分别表示的为接触器位于主电路的部分和接触器中小电流的控制部分。通过关闭电流接触器的个数， 可以调整加热器中的功率总量。电子调压器12-2可以对输出的电压进行微调，进而对加热器的功率进行微调，电流互感器将感应到的电流信号传给电功率计，进行功率计算等。数字记录仪采集温度变化信息为后期热量计算提供依据。[0028]如图4所述，测试仪的出水管和进水管上均设置有接头13，U形地埋换热管通过接头与出水管和进水管相接。其中接头的结构包括与出水管或进水管热熔连接的母套13-1， 外套13-2套在母套13-1上，母套13-1的外表面设置有外螺纹，外套13-2内表面具有与母套13-1外表面相配合的内螺纹，且外套13-2与母套13-1之间设置有0形密封圈13_3。如图5所示，U形地埋换热管的管头13-4插入母套13-1中，此时0形密封圈13_3 为受压前的自由状态。如图6所示，旋紧外套2，这时，0形密封圈13-3受到挤压变形，紧贴U形地埋换热管的管头13-4外壁，实现水密封的效果。此种接头结构简单，连接两段管道方便、快捷，提高了操作人员的工作效率。
权利要求1.一种柜式岩土热响应测试仪，其特征在于所述测试仪包括 U形的地埋换热管；进水管和出水管，地埋换热管的两端分别与进水管和出水管相接； 常压水箱，通过连接有电磁流量计和水泵的管道经加热器与出水管相连，进水管连接至常压水箱的出口；进水管、地埋换热管、出水管和加热器组成一个水流循环系统； 所述水泵两侧进水口和出水口上连接有具有阀门的回流管道； 控制电路，所述控制电路包括交流稳压器，交流稳压器分别为电子调压器、电功率计、 数字记录仪器、电磁流量计提供稳定的电能输入；电子调压器的输出端经开关连接有加热电阻丝组成的加热器，测量加热器功率的电功率计连接至交流稳压器的输出端，套在电子调压器输出端导线上的电流互感器计与电功率计相连，电流互感器计将采集的电子调压器输出电流传给电功率计，数字记录仪分别与设置在进水管入口的温度传感器、设置在出水管出口的温度传感器、电功率计、电磁流量计输出端相连。
2.如权利要求1所述的柜式岩土热响应测试仪，其特征在于所述常压水箱内设置有液位计，并且与带有外补水防水阀的管道相连。
3.如权利要求1或2所述的柜式岩土热响应测试仪，其特征在于所述进口管与出口管上具有接头，地埋换热管通过接头与进口管和出口管相接；所述接头包括与进口管或出口管热熔连接的母套，母套外侧套接有外套，母套的外表面设置有外螺纹，外套内表面具有与母套外表面相配合的内螺纹，且外套与母套之间设置有0形密封圈。
4.如权利要求3所述的柜式岩土热响应测试仪，其特征在于所述加热器的出口管道上设置有排空气阀。
专利摘要本实用新型公开了一种柜式岩土热响应测试仪，关键在于所述测试仪包括U形的地埋换热管；进水管和出水管，地埋换热管的两端分别与进水管和出水管相接；常压水箱，通过连接有流量计和水泵的管道经加热器与出水管相连，进水管连接至常压水箱的出口；进水管、地埋换热管、出水管和加热器组成一个水流循环系统；所述水泵两侧的进水口和出水口上连接有具有阀门的回流管道；本装置结构简单、紧凑，可以通过从出口管流出水的温度、从入口管流入水的温度及水的流量电加热水的功率，就可以准确的计算出某个地热孔内的热交换情况，为后续的施工打下良好的基础，且装置中流量调整简单，无需精确的电子调频器对水泵的转速进行调整，进一步减低了成本。
文档编号G01N25/20GK202256215SQ20112030150
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者刘贤燕, 古腾易, 唐宇, 崔文智, 彭清元, 陈光海 申请人:重庆南江地能开发有限公司