[实用新型]一种具有测定循环液竖向温度分布功能的U形埋管

说明书

所属技术领域

本实用新型属于地源热泵技术领域，具体涉及一种可以测定管内循环液竖向温度分布的U形埋管。

背景技术

近些年来地源热泵系统因其节能和环保的特点而受到了广泛的应用，地埋管地源热泵系统是其中应用最为广泛的一种。地埋管地源热泵系统的效率与地下岩土的热物性有很大关系，目前工程中通常是根据现场测得循环液温度反分析岩土的热物性。但由于地埋管直径较小，只能在地埋管进出口处测得循环液的温度，由此反分析得到的热物性参数为多层岩土的综合值，不能反映地下岩土分层和渗流的特点。

发明内容

为了基于地埋管内循环液的温度分布而反分析各土层的热物性参数，本实用新型提供了一种U形埋管，它能实时检测埋管内循环液的竖向温度分布。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：选择较大直径的U形埋管，在其内放置一个测温电缆，测温电缆贯通整个U形管的两臂并位于其内侧。测温电缆为管状绝缘塑胶皮层封装多个数字温度传感器和三根导线以及两条钢丝线。由于数字温度传感器与导线采用总线方式相连，测温电缆内只需要三根导线，并可使测温电缆的直径不超过10mm。测温电缆内的钢丝线一方面可采用环氧树脂密封的方式固定数字温度传感器，另一方面可承受一定的拉力，用于拉直测温电缆以确定测温点。测温电缆上包裹的绝缘塑胶皮层可以起到防水和保护温度传感器、电源和钢丝绳的作用。

另外，设计一个带孔的电熔套管，套管的两端为电熔焊接段，中间为预留孔段并留有一小直径孔。在U形管两臂的进出口处分别焊接电熔套管，并通过其上的孔将测温电缆引出拉紧后密封该孔。在两套管的另一端可以方便地电熔焊接进水管和出水管。

将测温电缆内的导线与温度数据采集设备相连，即可实时读取埋管内循环液的温度。

本实用新型的有益效果是，可以实时测定U形埋管内循环液的竖向温度分布，以用于反分析地下各岩土层的热物性和渗流速度。现场施工时只需将U形埋管1与带孔电熔套管3焊接，将测温电缆2置于U形埋管1内，并穿过带孔电熔套管3后密封该孔。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是一种具有测定循环液竖向温度分布功能的U形埋管的剖面图。

图2是U形埋管单臂的横截面图。

图3是电熔套管3的剖面图。

图4是电熔套管3在预留孔段10的横截面图。

图5是测温电缆2的详细剖面图。

图中，1.U形埋管，2.测温电缆，3.带孔电熔套管，4.预留孔，5.管状绝缘塑胶皮层，6.温度传感器，7.导线，8.钢丝线，9.电熔焊接段，10.预留孔段。

具体实施方式

如附图1和2所示，一种具有测定循环液竖向温度分布功能的U形埋管由U形埋管和测温电缆2和带孔电熔套管3三部分组成。带孔电熔套管3将U形埋管1的两端与整个系统相连。测温电缆2连续地置于U形埋管的两臂的内侧，并从带孔电熔套管3中穿出，然后与温度数据采集设备相连。U形埋管1为高密度聚乙烯管，其直径不小于30mm。带孔电熔套管3的预留孔4通过环氧树脂材料密封。

如附图3和4所示，带孔电熔套管3的材质为高密度聚乙烯，它包括两端的电熔焊接段9和中间的预留孔段10。电熔焊接段9的内径与U形埋管1的外径一致，而预留孔段10的内径与U形埋管1的外径一致。电熔焊接时，电熔套管3有孔的侧面位于U形埋管1的内侧。

如附图5所示，测温电缆2为管状绝缘塑胶皮层5封装的多根温度传感器6和导线7以及钢丝线8。温度传感器6为DS18B20数字温度传感器，通过环氧树脂等封装材料固定在两根钢丝线8上，并通过总线方式与三根导线7连接。绝缘塑胶皮层5紧密包裹在温度传感器6上，并起到绝缘和防水的效果。由于采用总线方式连接温度传感器，可使测温电缆2的直径不大于10mm，以保证U形管的有效横截面积。钢丝线8能起到固定温度传感器6和承受一定的拉力的作用。

在施工现场将U形埋管1和测温电缆2和带孔电熔套管3三部分组装的步骤如下：

(1)将测温电缆2置于U形埋管1之中。若在U形埋管1的底部存在U形弯头，则测温电缆2先穿过U形弯头，再穿过直管段；若U形埋管1是分段连接的，则测温电缆2依此穿过各分段。

(2)将带孔电熔套管3与U形埋管1的两端焊接。带孔电熔套管3的带孔侧面位于埋管的内侧。

(3)将测温电缆2穿过带孔电熔套管3侧壁的孔洞，拉紧测温电缆2，采用环氧树脂材料密封孔洞。

(4)将具有测定循环液竖向温度分布功能的U形埋管放入钻孔中，并使电熔套管3位于钻孔外，回填钻孔。

(5)将导线连接到温度数据采集设备，并根据测温电缆2内温度传感器6的分布，计算埋管下到钻孔后测温点的位置。