[实用新型]一种岩土传热性能测试仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及热性能测试仪，具体一种为现场测定岩土体传热、储热性能的岩土传热性能测试仪。

背景技术

近年来，基于地埋管钻孔形式的浅层地热能资源开发应用技术在建筑节能领域倍受青睐，尤其是岩土体高温储热技术为最大程度利用太阳能、工业废热等资源提供了有效的实现方式。掌握岩土体的传热性能对于实施上述技术具有重要的指导意义。岩土体的传热性能指标主要包括岩土平均热导率和单位深度换热量，其中单位深度换热量按传热方式还可分为排热换热量和取热换热量。

目前市场上使用的岩土热响应测试仪仅仅采用绝热型电加热器来提供测试热源，以恒热流排热方式来获得岩土的平均热导率，并以该参数来指导地源热泵系统设计。该测试仪仪器存在工况调节性差(适用于夏季工况)，加热热流受现场电压波动影响严重，经常导致很大的后期数据处理误差，且该仪器只能进行单工况测试，测温范围小(仅为常温至40℃)，无法获得取热工况的换热量数据，使用受到很大限制等缺点。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种岩土传热性能测试仪，该测仪通过排热和取热工况试验来获得岩土体的单位深度换热量和平均热导率，可为浅层地热能储能系统设计提供实际参数依据，具有结构简单，测温范围广，适用于现场实际使用等特点。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，设计一种岩土传热性能测试仪，其特征在于该测试仪包括箱体、热源部分、冷源部分和用户部分；所述热源部分包括内部设置加热器的恒温水箱，加热器与恒温水箱外的控制器相连接；所述冷源部分包括恒温水箱内部设置的蒸发器，蒸发器的两端分别与恒温水箱外的压缩机的一端和膨胀阀的一端相连接；压缩机的另一端和膨胀阀的另一端分别连接在冷凝器的两端上；压缩机通过信号线还与控制器相连接；所述用户部分包括地埋管换热器的接口阀门，接口阀门的两端分别通过循环水泵和热量表与恒温水箱连接，热量表还与数据记录仪相连接，循环水泵通过信号线也与控制器相连接；除所述接口阀门设置在箱体的外边之外，其余零部件均安装在箱体之内。

与现有技术相比，本实用新型测试仪由于采取冷热补偿技术，通过高精度PID控制技术来实现恒定水箱温度，可调节性良好，稳定性可达到±0.5℃，从而保证稳定的换热条件，以减小测试误差；本实用新型测试仪结构紧凑，安装灵活，操作简便，适合批量化生产。

附图说明

图1为本实用新型岩土传热性能测试仪一种实施例的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本实用新型：

本实用新型设计的岩土传热性能测试仪(简称测试仪，参见图1)，其特征在于该测试仪包括箱体13、热源部分、冷源部分和用户部分；所述热源部分包括内部设置加热器5的恒温水箱1，加热器5与恒温水箱1外的控制器6(PID)相连接；所述冷源部分包括恒温水箱1内部设置的蒸发器4，蒸发器4的两端分别与恒温水箱1外的压缩机7的一端和膨胀阀8的一端相连接；压缩机7的另一端和膨胀阀8的另一端分别连接在冷凝器9的两端上；压缩机7通过信号线还与控制器6相连接；冷却风机10安装在冷凝器9的上方位置；所述用户部分包括地埋管换热器的接口阀门2，接口阀门2的两端分别通过循环水泵3和热量表11与恒温水箱1连接，热量表11还与数据记录仪12相连接，循环水泵3通过信号线也与控制器6相连接；除所述接口阀门2设置在箱体13的外边之外，其余零部件均安装在箱体13之内。

现有技术测试仪采用绝热型电加热器来提供热源，只能测试岩土夏季储热性能，测温范围仅为常温-40℃。本实用新型测试仪进行了全新设计，采用基于制冷循环和可调加热器的PID冷热补偿技术，来维持稳定的换热条件，可以获得岩土夏季储热性能和冬季取热性能，且测温范围扩大至5-80℃，从而使该技术的应用领域变得更加广阔。

本实用新型测试仪包括两个循环回路：一个是蒸发器4与压缩机7、膨胀阀8、冷凝器9构成的制冷循环回路；另一个恒温水箱1通过循环水泵3与地埋管换热器构成换热循环回路。

本实用新型测试仪恒温水箱1的工作或测试温度范围为5-80℃，大于现有技术的常温-40℃。

本实用新型测试仪的进一步特征在于，所述蒸发器4安装在加热器5的上方位置；所述冷却风机10安装在冷凝器9的上方位置。所述蒸发器4安装在加热器5上方位置的好处是更有利于冷热补偿，维持恒温水箱1内的温度稳定。所述冷却风机10安装在冷凝器9的上方位置的好处是更便于与室外空气进行充分换热。