[发明专利]一种适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置。

背景技术

地埋管换热器是地源热泵最为关键的组成之一,地埋管换热器的换热性能对地源热泵整体效率有至关重要的作用。热短路问题是地源热泵系统中普遍存在的问题,也是制约垂直U型地埋管换热器发展的关键因素。当地埋管系统在土壤中通过热交换器传热的过程中，热短路等因素对系统运行的影响，制约了地埋管换热器传热的效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置，利用该实验模拟装置来模拟分析实际地埋系统运行过程中各因素对U型地埋管换热器换热性能的影响规律，从而减少热短路对换热器的影响，提高地埋管换热器的工作效率。

实现上述目的的技术方案是：一种适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置，包括保温水箱、温度流量检测仪、地埋管换热器、地源侧水泵、加热器、蒸发器、PID控制器、压缩机、膨胀阀、冷凝器和冷却风机，其中：

所述保温水箱与所述地埋管换热器通过管道连通；

所述温度流量检测仪和地源侧水泵分别设置在所述保温水箱和地埋管换热器之间的管道上；

所述加热器与所述保温水箱相连；

所述蒸发器设置在所述保温水箱内；

所述蒸发器的一端、压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器的另一端依次通过管道连通；

所述冷却风机设置在所述冷凝器的附近；

所述PID控制器分别与所述温度流量检测仪、加热器和压缩机电连接。

上述的一种适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置，其中，所述地埋管换热器向土壤排热由所述加热器完成，所述地埋管换热器从土壤吸热由所述蒸发器完成。

上述的一种适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置，其中，模拟夏季工况时，所述加热器对所述保温水箱中的流体加热，所述保温水箱中加热之后的流体通过所述地源侧水泵进入所述地埋管换热器，在地下土壤中进行散热，散热后的流体进入所述保温水箱继续加热，完成流体在所述地埋管换热器中的循环。

上述的一种适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置，其中，模拟冬季工况时，所述蒸发器从所述保温水箱中的流体中吸热，所述保温水箱中冷却之后的流体通过所述地源侧水泵进入所述地埋管换热器，在地下土壤中进行吸热，吸热后的流体进入所述保温水箱继续冷却，完成流体在所述地埋管换热器中的循环。

本发明的适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置，利用该实验模拟装置来模拟分析实际地埋系统运行过程中各因素对U型地埋管换热器换热性能的影响规律，通过数据的比对，找出各因素对地埋管换热器传热性能的影响程度，从而减少热短路对换热器的影响，提高地埋管换热器的工作效率，确保地源热泵系统高效稳定安全的运行，为地源热泵工程实践提供参考数据。

附图说明

图1为本发明的适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：

请参阅图1，本发明的最佳实施例，一种适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置，包括保温水箱1、温度流量检测仪2、地埋管换热器3、地源侧水泵4、加热器5、蒸发器6、PID控制器7、压缩机8、膨胀阀9、冷凝器10和冷却风机11。保温水箱1与地埋管换热器3通过管道连通；温度流量检测仪2和地源侧水泵4分别设置在保温水箱1和地埋管换热器3之间的管道上；加热器5与保温水箱1相连；蒸发器6设置在保温水箱1内；蒸发器6的一端、压缩机8、冷凝器10、膨胀阀9和蒸发器6的另一端依次通过管道连通；冷却风机11设置在冷凝器10的附近；PID控制器7分别与温度流量检测仪2、加热器5和压缩机8电连接。

本发明的一种适用于提高地埋管换热器传热性能的实验模拟装置，地埋管换热器3向土壤排热由加热器5完成，地埋管换热器3从土壤吸热由蒸发器6完成，具体地：

(1)模拟夏季工况时，加热器5对保温水箱1中的流体加热，保温水箱1中加热之后的流体通过地源侧水泵4进入地埋管换热器3，在地下土壤中进行散热，散热后的流体进入保温水箱1继续加热，完成流体在地埋管换热器3中的循环。