地埋管换热器热响应测试仪的制作方法
【专利摘要】地埋管换热器热响应测试仪，涉及地埋管换热器测试领域。本实用新型解决了现有地埋管换热器热响应测试装置测量地埋散热量结果准确度低的问题，它包括加热蓄热水箱、热量表、流量计和循环泵，热量表固定在加热蓄热水箱的上表面，热量表的入水口温度信号输入端和出水口温度信号输入端分别与加热蓄热水箱的第一温度传感器的入水口温度信号输出端和第二温度传感器的出水口温度信号输出端连接，流量计通过直管固定在加热蓄热水箱入水口的连接管内，热量表的流量信号输入端与流量计的流量信号输出端连接，循环泵与加热蓄热水箱出水口连接管连接。本实用新型具体应用在地埋管换热器测试领域。
【专利说明】地埋管换热器热响应测试仪【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地埋管换热器测试领域。
【背景技术】
[0002]地源热泵的核心技术之一是地埋管换热器的设计与施工，地源热泵成功的关键在于取得可靠的当地土壤特性，包括地下土壤稳定状态下的取、放热特性，单位埋深土壤换热量等。热响应测试是模拟空调夏天的运行工况，将空调房间的热量通过地埋管换热器排向地下土壤，通过测试试验获取土壤的热物性参数和地埋管换热器的换热能力。为保证一个地源热泵系统准确的设计，土壤热响应测试是必不可少的前提条件，《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005中已明确规定和要求。现有地埋管换热器热响应测试装置中的水箱内温度不均匀，在热响应测试期间，测量散热量结果准确度低，且体积大，携带不方便。
实用新型内容
[0003]本实用新型是为了解决现有地埋管换热器热响应测试装置测量地埋散热量结果准确度低的问题，本发明提供了一种地埋管换热器热响应测试仪。
[0004]地埋管换热器热响应测试仪，它包括加热蓄热水箱，所述的加热蓄热水箱入水口连接管出水端口处设有第一温度传感器，所述的加热蓄热水箱出水口连接管入水端口处设有第二温度传感器，它还包括热量表、流量计和循环泵，所述的热量表固定在加热蓄热水箱的上表面，所述的热量表的入水口温度信号输入端与第一温度传感器的入水口温度信号输出端连接，所述的热量表的出水口温度信号输入端与第二温度传感器的出水口温度信号输出端连接，所述的热量表的流量信号输入端与流量计的流量信号输出端连接，所述的流量计通过直管固定在加热蓄热水箱入水口的连接管内，所述的循环泵与加热蓄热水箱出水口连接管连接。
[0005]所述的加热蓄热水`箱包括箱体、温控器、第一温度传感器、第二温度传感器、第一加热器、第二加热器、电机和搅拌叶片，所述的电机和温控器设置在箱体上表面，所述的第一加热器、第二加热器和搅拌叶片设置在箱体内部，所述的电机用于带动搅拌叶片转动，所述的箱体的一个侧壁设有入水口，该入水口内嵌有入水口连接管，所述的箱体的另一侧壁设有出水口，该出水口内嵌有出水口连接管，所述的第一加热器位于箱体的一个侧壁的下半部，所述的第一加热器的控制信号输入端与温控器的第一控制信号输出端连接，所述的第二加热器位于箱体的另一个侧壁的上半部，所述的第二加热器的控制信号输入端与温控器的第二控制信号输出端连接，所述的温控器的温度信号输入端与第二温度传感器的出水口温度信号输出端连接，
[0006]所述的箱体的出水口内的出水口连接管为加热蓄热水箱出水口连接管，所述的箱体的入水口内的入水口连接管为加热蓄热水箱入水口连接管，所述的箱体上表面为加热蓄热水箱的上表面。
[0007]本实用新型所述的地埋管换热器热响应测试仪可以根据热响应测试中的不同温度需求，选择不同的加热蓄热水箱出水温度，且在热响应测试期间，保持出水温度恒定，从而保证了出水连接管和入水连接管的水温差的恒定，进而保证了测量的准确性。初始时刻通过地埋管换热器热响应测试仪向地下送入一定温度的热水，经过一段时间经地下散热，使供回水温差达到恒定，即地埋管换热器热响应测试仪散热量恒定。通过测得地埋管的总散热量，然后除以地埋管埋深，即可得单位埋深的散热量。
[0008]本实用新型带来的有益效果是，结构简单，体积小，携带方便，且在热响应测试期间通过加热蓄热水箱使其该水箱内水温均匀恒定，保证了出水口水温恒定，使测量地埋散热量结果准确度提高了 5%。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型所述的地埋管换热器热响应测试仪的原理示意图。
[0010]图2为【具体实施方式】二所述的加热蓄热水箱的刨面结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]【具体实施方式】一:参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的地埋管换热器热响应测试仪，它包括加热蓄热水箱，所述的加热蓄热水箱入水口连接管出水端口处设有第一温度传感器4-3，所述的加热蓄热水箱出水口连接管入水端口处设有第二温度传感器4-4,它还包括热量表1、流量计2和循环泵3,所述的热量表1固定在加热蓄热水箱的上表面，所述的热量表1的入水口温度信号输入端与第一温度传感器4-3的入水口温度信号输出端连接，所述的热量表1的出水口温度信号输入端与第二温度传感器4-4的出水口温度信号输出端连接，所述的热量表1的流量信号输入端与流量计2的流量信号输出端连接，所述的流量计2通过直管固定在加热蓄热水箱入水口的连接管内，所述的循环泵3与加热蓄热水箱出水口连接管连接。
[0012]本实施方式中，热量表1为现有装置，且不需要做任何的改进，热量表1内求取单位埋深的散热量的原理为:首先获得地埋管的总散热量，然后除以地埋管埋深，即可得单位埋深的散热量，
[0013]总散热量的计算公式如下:
[0014]Q=P cpG(tg_th)=qXL(I)
[0015]从而可得单位埋深的散热量:
[0016]q=Q/L= P CpG(tg_th)/L(2)
[0017]式中:Q地埋管总散热量，总散热量的单位为kW;
[0018]p 水的密度，密度单位为kg/m3;
[0019]cp水的比热，比热的单位为kj/(kg.°C );
[0020]G水的流量，流量的单位为m3/s ;
[0021]tg出水口连接管水温，水温单位。C ;
[0022]th入水口连接管水温，水温单位。C ;
[0023]L地埋管埋深，深度单位m。
[0024]本实用新型通过流量计2采集流量信息，热量表1通过第一温度传感器4-3和第二温度传感器4-4采集的温度信息，获得出水连接管和入水连接管的水温差tg-th，并通过公式(I)和(2)计算，即可得到单位埋深的散热量。
[0025]【具体实施方式】二:参见图1和2说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】一所述的地埋管换热器热响应测试仪的区别在于，所述的加热蓄热水箱包括箱体4-1、温控器4-2、第一温度传感器4-3、第二温度传感器4-4、第一加热器4-5、第二加热器4_6、电机4_7和搅拌叶片4-8，所述的电机4-7和温控器4-2设置在箱体4-1上表面，所述的第一加热器4-5、第二加热器4-6和搅拌叶片4-8设置在箱体4-1内部，所述的电机4_7用于带动搅拌叶片4-8转动，所述的箱体4-1的一个侧壁设有入水口，该入水口内嵌有入水口连接管，所述的箱体4-1的另一侧壁设有出水口，该出水口内嵌有出水口连接管，所述的第一加热器4-5位于箱体4-1的一个侧壁的下半部，所述的第一加热器4-5的控制信号输入端与温控器4-2的第一控制信号输出端连接，所述的第二加热器4-6位于箱体4-1的另一个侧壁的上半部，所述的第二加热器4-6的控制信号输入端与温控器4-2的第二控制信号输出端连接，所述的温控器4-2的温度信号输入端与第二温度传感器4-4的出水口温度信号输出端连接，
[0026]所述的箱体4-1的出水口内的出水口连接管为加热蓄热水箱出水口连接管，所述的箱体4-1的入水口内的入水口连接管为加热蓄热水箱入水口连接管，所述的箱体4-1上表面为加热蓄热水箱的上表面。
[0027]【具体实施方式】三:参见图1和2说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】一或二所述的地埋管换热器热响应测试仪的区别在于，所述的第一温度传感器4-3和第二温度传感器4-4的结构相同，且所述的第一温度传感器4-3和第二温度传感器4-4均为钼电阻温度传感器。
[0028]【具体实施方式】四:参见图1和2说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】二所述的地埋管换热器热响应测试仪的区别在于，所述的第一加热器4-5和第二加热器4-6的结构相同，且所述的第一加热器4-5为功率范围大于3kw或小于5kw的加热器，第二加热器4-6为功率范围大于3kw或小于5kw的加热器。
[0029]【具体实施方式】五:参见图1说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】一或二所述的地埋管换热器热响应测试仪的区别在于，它还包括上开口的箱体5，所述的加热蓄热水箱位于上开口的箱体5内。
[0030]【具体实施方式】六:参见图1和2说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】五所述的地埋管换热器热响应测试仪的区别在于，所述的上开口的箱体5的宽度与加热蓄热水箱的宽度相同，且所述的上开口的箱体5的高度与加热蓄热水箱的高度相同。
[0031]【具体实施方式】七:参见图1和2说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】六所述的地埋管换热器热响应测试仪的区别在于，所述的上开口的箱体5是长度小于1.5m、宽度小于lm、高度小于Im的箱体。
【权利要求】
1.地埋管换热器热响应测试仪，它包括加热蓄热水箱，所述的加热蓄热水箱入水口连接管出水端口处设有第一温度传感器(4-3)，所述的加热蓄热水箱出水口连接管入水端口处设有第二温度传感器(4-4)，其特征在于，它还包括热量表(I)、流量计(2)和循环泵(3)，所述的热量表(I)固定在加热蓄热水箱的上表面，所述的热量表(I)的入水口温度信号输入端与第一温度传感器(4-3)的入水口温度信号输出端连接，所述的热量表(I)的出水口温度信号输入端与第二温度传感器(4-4)的出水口温度信号输出端连接，所述的热量表(I)的流量信号输入端与流量计(2)的流量信号输出端连接，所述的流量计(2)通过直管固定在加热蓄热水箱入水口的连接管内，所述的循环泵(3)与加热蓄热水箱出水口连接管连接。
2.根据权利要求1所述的地埋管换热器热响应测试仪，其特征在于，所述的加热蓄热水箱包括箱体(4-1)、温控器(4-2)、第一温度传感器(4-3)、第二温度传感器(4-4)、第一加热器(4-5)、第二加热器(4-6)、电机(4-7)和搅拌叶片(4-8)，所述的电机(4-7)和温控器(4-2)设置在箱体(4-1)上表面，所述的第一加热器(4-5)、第二加热器(4-6)和搅拌叶片(4-8)设置在箱体(4-1)内部，所述的电机(4-7)用于带动搅拌叶片(4-8)转动，所述的箱体(4-1)的一个侧壁设有入水口，该入水口内嵌有入水口连接管，所述的箱体(4-1)的另一侧壁设有出水口，该出水口内嵌有出水口连接管，所述的第一加热器(4-5 )位于箱体(4-1)的一个侧壁的下半部，所述的第一加热器(4-5)的控制信号输入端与温控器(4-2)的第一控制信号输出端连接，所述的第二加热器(4-6)位于箱体(4-1)的另一个侧壁的上半部，所述的第二加热器(4-6)的控制信号输入端与温控器(4-2)的第二控制信号输出端连接，所述的温控器(4-2)的温度信号输入端与第二温度传感器(4-4)的出水口温度信号输出端连接， 所述的箱体(4-1)的出水口内的出水口连接管为加热蓄热水箱出水口连接管，所述的箱体(4-1)的入水口内的入水口连接管为加热蓄热水箱入水口连接管，所述的箱体(4-1)上表面为加热蓄热水箱的上表面。
3.根据权利要求1或2所述的地埋管换热器热响应测试仪，其特征在于，所述的第一温度传感器(4-3 )和第二温度传感器(4-4 )的结构相同，且所述的第一温度传感器(4-3 )和第二温度传感器(4-4)均为钼电阻温度传感器。
4.根据权利要求2所述的地埋管换热器热响应测试仪，其特征在于，所述的第一加热器(4-5)和第二加热器(4-6)的结构相同，且所述的第一加热器(4-5)为功率范围大于3kw或小于5kw的加热器，第二加热器(4-6)为功率范围大于3kw或小于5kw的加热器。
5.根据权利要求1或2所述的地埋管换热器热响应测试仪，其特征在于，它还包括上开口的箱体(5 )，所述的加热蓄热水箱位于上开口的箱体(5 )内。
6.根据权利要求5所述的地埋管换热器热响应测试仪，其特征在于，所述的上开口的箱体(5)的宽度与加热蓄热水箱的宽度相同，且所述的上开口的箱体(5)的高度与加热蓄热水箱的高度相同。
7.根据权利要求6所述的地埋管换热器热响应测试仪，其特征在于，所述的上开口的箱体(5)是长度小于1.5m、宽度小于lm、高度小于Im的箱体。
【文档编号】G01N25/20GK203479736SQ201320613844
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】王松庆, 贺士晶, 刘曙光 申请人:东北林业大学