[发明专利]一种地下岩土热工参数检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种地下岩土热工参数检测系统，其特征在于，包括检测装置(1)和地埋管换热器(2)，所述检测装置(1)包括柜体(3)和设置于柜体(3)中的电加热器组(4)、热量表(5)和循环水泵(6)，所述电加热器组(4)的输入端口通过第一管路(7)与设置在柜体(3)上的第一快速管接头(31)连接，电加热器组(4)的输出端口通过第二管路(8)与设置在柜体(3)上的第二快速管接头(32)连接，所述热量表(5)设置在第一管路(7)和第二管路(8)之间，所述循环水泵(6)设置在电加热器组(4)和热量表(5)之间的第二管路(8)上，所述地埋管换热器(2)埋设于地下，地埋管换热器(2)的输出端口和输入端口对应设有第三快速管接头(21)和第四快速管接头(22)，第三快速管接头(21)和第四快速管接头(22)分别通过连接管对应与第一快速管接头(31)和第二快速管接头(32)连接。

2.根据权利要求1所述的一种地下岩土热工参数检测系统，其特征在于，所述地埋管换热器(2)的输入端口和输出端口对应设有第一温度传感器(23)和第二温度传感器(24)；所述电加热器组(4)和热量表(5)之间的第一管路(7)上设有第三温度传感器(71)，电加热器组(4)和循环水泵(6)之间的第二管路(8)上设有第四温度传感器(81)。

3.根据权利要求2所述的一种地下岩土热工参数检测系统，其特征在于，所述第三温度传感器(71)和热量表(5)之间的第一管路(7)上设有定压罐(72)；所述定压罐(72)和热量表(5)之间的第一管路(7)上设有流量开关(73)。

4.根据权利要求3所述的一种地下岩土热工参数检测系统，其特征在于，所述第三温度传感器(71)和定压罐(72)之间的第一管路(7)上设有安全阀(74)，第三温度传感器(71)和电加热器组(4)之间的第一管路(7)上设有压力传感器(75)。

5.根据权利要求4所述的一种地下岩土热工参数检测系统，其特征在于，所述第三温度传感器(71)和安全阀(74)之间的第一管路(7)上设有注水阀(76)；所述压力传感器(75)和电加热器组(4)之间的第一管路(7)上设有第一排气阀(77)；所述热量表(5)和第二快速管接头(32)之间的第二管路(8)上设有第二排气阀(82)。

6.根据权利要求5所述的一种地下岩土热工参数检测系统，其特征在于，还包括控制装置，所述电加热器组(4)、热量表(5)、循环水泵(6)、第一温度传感器(23)、第二温度传感器(24)、第三温度传感器(71)、第四温度传感器(81)、流量开关(73)和压力传感器(75)分别与控制装置连接。

7.根据权利要求6所述的一种地下岩土热工参数检测系统，其特征在于，所述柜体(3)的前侧壁上分别设有与控制装置连接的触摸显示屏(33)、启动按钮(34)和工作指示灯(35)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种地下岩土热工参数检测系统，其特征在于，所述柜体(3)的底部设有带锁止功能的滚轮装置(36)，柜体(3)的顶部设有吊环(37)，柜体(3)的一侧壁上设有散热格栅(38)。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种地下岩土热工参数检测系统，其特征在于，所述地埋管换热器(2)为U型管换热器、双U型管换热器或W型换热器。

10.一种利用权利要求7所述检测系统检测地下岩土热工参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、检测系统布置：

1)将检测装置(1)和地埋管换热器(2)运至检测现场；选取检测点并采用钻孔设备设置试验井；

2)采用下管设备将地埋管换热器(2)置于试验井中，并对试验井进行回填；

3)经过设定时间的凉井后，使用连接管将地埋管换热器(2)的第三快速管接头(21)和第四快速管接头(22)对应与检测装置(1)的第一快速管接头(31)和第二快速管接头(32)连接；

二、数据采集和计算：

4)启动系统，使循环水泵(6)运行，并使电加热器组(4)停止，当t1-t2≤Δt时，计算t1和t2的平均值并作为地下岩土的初始温度；其中，t1由第一温度传感器(23)检测得到，t2由第二温度传感器(24)检测得到；

5)设定起止时间、检测频率和电加热器组(4)的功率后，启动电加热器组(4)，并记录第一温度传感器(23)的检测值T1、第二温度传感器(24)的检测值T2、第三温度传感器(71)的检测值T3、第四温度传感器(81)的检测值T4以及逐时流量、逐时加热量和累计加热量；

6)根据起止时间、检测频率、逐时流量、逐时加热量、累计加热量以及T1、T2、T3和T4计算得到地下岩土的导热系数和热阻；

所述检测频率是指记录数据的频率，所述逐时流量是指检测系统管路中每小时的水流量，所述逐时加热量是指电加热器组每小时的加热量，所述累计加热量是指在电加热器组的累计加热量。