專利名稱：一種新型地源熱泵土壤熱物性測試系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于地源熱泵行業，是一種土壤熱物性測試系統，特別是涉及 一種新型地源熱泵土壤熱物性測試系統。
背景技術：
土壤(或巖土)的熱物性是許多工程實際所需要的重要參數。而土壤和巖 石屬多孔介質，其熱物性不僅與地理位置和當地地層構造有關，還與地下含水層 有關。為保證準確性，對土壤和巖石的熱物性測試應在施工現場進行。
目前國內外在確定土壤熱物性參數時的設計方法主要有以下3種
1、 根據前期鉆井獲得的地質資料，通過査找土壤地質方面的手冊進行確 定。顯然此種方法不但浪費時間和精力，也很難做到精確測量。
2、 實驗室取樣測試法。這是較為經典的實驗室方法。此方法將現場采集的 土壤試樣在實驗室中通過一定的方法進行測試，從而獲得其導熱系數等土壤的熱 物性參數值。雖然通過此方法測量的土壤試樣熱物性數值較為準確，但是由于土 壤屬于多孔介質，其熱物性不僅與地理位置以及當地地層構造有關，還與地下含 水層密切相關。己有結果表明，僅土壤的導熱系數就與試樣的溫度,密度,空隙比, 飽和度等因素有關。由于此種方法離開了原工程地，故而對現場因素造成的影響 考慮不夠全面。
3、現場測試法。顧名思義，現場測試法就是在施工現場進行測試，這樣
就避免了現場因素影響造成的誤差。這種現場測試利用的是熱反應實驗法的原 理，即通過向地下輸入恒定的熱量，進而檢測土壤的溫度響應來估計土壤熱物性 的方法。現場測試時，首先要在需要埋設土壤源熱泵系統地下管路的地面上打一 個測試孔，然后按照實際施工的要求裝好管路，填上回填料，然后再連接上土壤 導熱系數測定儀。通過比較就會發現，只有這種現場測試法才能充分考慮到現場 各因素的影響。可以預見，這類現場測試裝置的發展才是預測土壤熱物性的發展 方向，降低參數選取的不確定性，使土壤換熱器的設計更為合理。
實用新型內容
本實用新型正是為解決上述技術問題而設計。本實用新型的目的，在于提 供一種結構合理，精確度高，能夠在各種地質條件中進行土壤熱物性測量的測試系統。
本實用新型一種新型地源熱泵土壤熱物性測試系統，其包含有以下組件 第一電源(1)，第二電源(2)，溫度顯示儀，流量顯示器，地源側供水管路，地 源側回水管路，可調節循環泵，溫度傳感器，流量儀，水箱，加熱器，溫度控制 器，以及壓力表，所述第一電源(1)負責溫度顯示儀以及流量顯示器的電源供 應，所述第二電源(2)負責加熱器及溫度控制器的電源供應；所述可調節循環 泵安裝在地源側供水管路上，負責泵水至水箱中；所述流量儀安裝在地源側回水 管路上，并連接流量顯示器，負責測量地源側回水管路中的水的流量，并將測量 結果傳送至流量顯示器顯示；在地源側供水管路及地源側回水管路上分別安裝有 一溫度傳感器，監控管路中的水溫，并分別連接至溫度顯示儀進行顯示；所述加 熱器插入在水箱中對水進行加熱，并連接有壓力表和溫度控制器，對水箱中的溫 度及壓力進行監測。
本實用新型一種新型地源熱泵土壤熱物性測試系統還可以進一步包括第一 打印機(3)和第二打印機(4)，所述流量顯示器及溫度顯示儀分別連接第一打 印機(3)及第二打印機(4),將測量所得結果傳送至打印機進行打印顯示。
本實用新型相對于其他傳統的測量土壤熱物性的設備或方式，本實用新型 由于采用了在儀器與地下管路相連的地方各設置一個溫度傳感器的設計，因為能 夠可以采集到管道平均溫度的實時數值，因此適用于現場的作業，大大降低了傳 統測量方法中參數選取的不確定性，因為測量精度高，能夠在各種地質條件中 進行土壤熱物性測量的測試系統。
圖1是本實用新型的系統結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，具體闡述本實用新型的技術方案實施方式。 電加熱法測試現場導熱系數，即通過向地下輸入恒定的熱量，進而檢測土壤
的溫度響應來估算土壤熱物性，其原理如圖l:由原理圖(圖l)中可以看出， 流體經過電加熱器加熱后，被送入到地下，由于加熱后的流體溫度高于地下土壤 的溫度，故熱量通過管壁由流體向土壤放熱，這樣從地下再回到測試儀中的流體 的溫度就存在一定的變化，這就是地下土壤的溫度響應。在儀器與地下管路相連
4的地方各設置一個溫度傳感器是必要的，這樣就可以采集到管道平均溫度的實時 數值，這是用來估計大地導熱系數的關鍵數據。
基于以上原理，本實用新型做了如下的設計。本實用新型一種新型地源熱 泵土壤熱物性測試系統，其包含有以下組件第一電源l，第二電源2，溫度顯 示儀，流量顯示器，地源側供水管路，地源側回水管路，可調節循環泵，溫度傳 感器，流量儀，水箱，加熱器，溫度控制器，以及壓力表，所述第一電源l負責 溫度顯示儀以及流量顯示器的電源供應，所述第二電源2負責加熱器及溫度控制 器的電源供應；所述可調節循環泵安裝在地源側供水管路上，負責泵水至水箱中； 所述流量儀安裝在地源側回水管路上，并連接流量顯示器，負責測量地源側回水 管路中的水的流量，并將測量結果傳送至流量顯示器顯示；在地源側供水管路及 地源側回水管路上分別安裝有一溫度傳感器，監控管路中的水溫，并分別連接至 溫度顯示儀進行顯示；所述加熱器插入在水箱中對水進行加熱，并連接有壓力表 和溫度控制器，對水箱中的溫度及壓力進行監測。
使用本實用新型進行測量時，水箱中的水流經由加熱器加熱后，經由側回水 管路被送入到地下，此時，設置在側回水管路上的溫度傳感器先測得一數值，并 在溫度顯示儀上進行顯示。由于加熱后的流體溫度高于地下土壤的溫度，故熱量 通過管壁由流體向土壤放熱，這樣從地下再回到測試儀中的流體的溫度就存在一 定的變化，此時的溫度由安裝在地源側供水管路上的另一溫度傳感器測量獲得， 這就是地下土壤的溫度響應。本實用新型一種新型地源熱泵土壤熱物性測試系統 還可以進一步包括第一打印機3和第二打印機4所述流量顯示器及溫度顯示儀分 別連接第一打印機3第二打印機4將測量所得結果傳送至打印機進行打印顯示。 該裝置還有一個顯著的特點就是可以調節流量來模擬不同的符合，以達到對土壤 熱物性的進一步測量，然后根據不同的流量所得到的土壤導熱系數綜合確定最為 精確的土壤的實際導熱系數，數據分析由專門研發的軟件進行處理。
權利要求1、一種新型地源熱泵土壤熱物性測試系統，其包含有以下組件第一電源(1)，第二電源(2)，溫度顯示儀，流量顯示器，地源側供水管路，地源側回水管路，可調節循環泵，溫度傳感器，流量儀，水箱，加熱器，溫度控制器，以及壓力表，其特征在于所述第一電源(1)負責溫度顯示儀以及流量顯示器的電源供應，所述第二電源(2)負責加熱器及溫度控制器的電源供應；所述可調節循環泵安裝在地源側供水管路上，負責泵水至水箱中；所述流量儀安裝在地源側回水管路上，并連接流量顯示器，負責測量地源側回水管路中的水的流量，并將測量結果傳送至流量顯示器顯示；所述地源側供水管路及地源側回水管路上分別安裝有一溫度傳感器，監控管路中的水溫，并分別連接至溫度顯示儀進行顯示；所述加熱器插入在水箱中對水進行加熱，并連接有壓力表和溫度控制器，對水箱中的溫度及壓力進行監測。
2、 根據權利要求1所述的一種新型地源熱泵土壤熱物性測試系統，其特征在于所述流量顯示器及溫度顯示儀還可以分別連接有第一打印機(3)及第二打印機(4)，將測量所得結果傳送至打印機進行打印顯示。
專利摘要本實用新型一種新型地源熱泵土壤熱物性測試系統，其包含有以下組件電源(1)，電源(2)，溫度顯示儀，流量顯示器，地源側供水管路，地源側回水管路，可調節循環泵，溫度傳感器，流量儀，水箱，加熱器，溫度控制器，以及壓力表，本實用新型相對于其他傳統的測量土壤熱物性的設備或方式，本實用新型由于采用了在儀器與地下管路相連的地方各設置一個溫度傳感器的設計，因為能夠可以采集到管道平均溫度的實時數值，因此適用于現場的作業，大大降低了傳統測量方法中參數選取的不確定性，因為測量精度高，能夠在各種地質條件中進行土壤熱物性測量的測試系統。
文檔編號G01N25/18GK201397310SQ200920107110
公開日2010年2月3日 申請日期2009年3月31日 優先權日2009年3月31日
發明者蘇存堂 申請人:北京依科瑞德地源科技有限責任公司