[发明专利]一种粮仓能源桩试验平台及其试验运行方法

说明书

本发明公开一种粮仓能源桩试验平台及其试验运行方法；该试验平台包括控温隔热系统、能源桩模型、粮仓模型、筏板模型、能源转换系统以及热、力学监控制系统；所述控温隔热系统包括叠加设置的上控温隔热箱和下控温隔热箱，所述粮仓模型设置于所述上控温隔热箱内，所述能源桩模型设置于所述下控温隔热箱内，所述能源桩模型和所述粮仓模型之间设置有所述筏板模型，所述能源桩模型和所述粮仓模型分别与所述能源转换系统连接；所述热、力学监控制系统分别用于监测所述控温隔热系统、能源桩模型、粮仓模型和能源转换系统。本发明基于上述试验平台的试验运行方法，达到了利用试验平台模拟粮仓运行，从而研究系统循行过程中热力学变化的目的。

技术领域

本发明涉及粮食的热力学特性测试领域领域，特别是涉及一种粮仓能源桩试验平台及其试验运行方法。

背景技术

中国是一个粮食生产大国。粮食安全关乎国计民生。随着人们生活水平的日益提高，对于食物品质的要求也在逐步加强。粮食在储藏的过程中会产生高温、霉变、虫害等问题，传统的方式采用人工制冷和熏蒸对这些问题进行防治。这就造成粮食在储存的过程中会消耗大量的能源，这与我国的绿色发展理念相悖。因此，寻求一种可替代的清洁能源就成为目前迫切需要解决的问题。

地热能作为一种分布广、储量大并且可再生的清洁能源，发展利用的潜力极大。能源桩技术是将建筑桩基变成地源热泵系统的一部分，在桩基内埋置换热管，通过泵机实现地热的循环。目前能源桩在一般建筑中也有应用，而众多学者对能源桩热力响应的研究也从未停止。能源桩技术与现代粮仓相结合是一种新的储粮方式。然而环境温度等影响，对粮仓和能源桩之间的换热效率会产生一定影响，制约着能源桩和粮仓的结合，为此，研究环境温度对粮仓、能源桩之间的换热效率的影响规律，为粮仓设计，粮食绿色储藏等提供理论依据成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种粮仓能源桩试验平台及其试验运行方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过模拟不同温度下能源桩、粮仓的热循环，可以研究不同工况下能源桩的换热能力，为能源桩在仓储领域的应用提供一个试验研究平台。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种粮仓能源桩试验平台，包括控温隔热系统、能源桩模型、粮仓模型、筏板模型、能源转换系统以及热、力学监控制系统；所述控温隔热系统包括叠加设置的上控温隔热箱和下控温隔热箱，所述粮仓模型设置于所述上控温隔热箱内，所述能源桩模型设置于所述下控温隔热箱内，所述能源桩模型和所述粮仓模型之间设置有所述筏板模型，所述能源桩模型和所述粮仓模型分别与所述能源转换系统连接；所述热、力学监控制系统分别用于监测所述控温隔热系统、能源桩模型、粮仓模型和能源转换系统。

可选的，所述上控温隔热箱和下控温隔热箱结构相同，均包括有机玻璃层，所述有机玻璃层外贴附有加热片，所述有机玻璃层和所述加热片之间设置有保温材料层。

可选的，所述热、力学监控制系统包括温度传感器、数据采集器和温度控制器；所述温度传感器均匀设置于所述控温隔热系统内，所述数据采集器和所述温度控制器分别设置于所述能源转换系统上，所述温度控制器与所述加热片连接；所述温度传感器和温度控制器分别与所述数据采集器连接。

可选的，所述能源桩模型包括均匀填充于所述下控温隔热箱内的填料，所述填料内插设有多个能源桩，所述填料内均匀插设有多个所述温度传感器。

可选的，所述能源桩包括通过管材模浇筑的混凝土柱，所述混凝土柱内设置有钢筋笼，所述钢筋笼内绑定有U型结构的换热管，所述换热管自上至下依次连接有三个振弦式应变计，所述换热管和振弦式应变计均位于所述混凝土柱内；所述能源桩底部放置有土压力盒。

可选的，所述粮仓模型包括粮仓，所述粮仓包括截面为圆形的仓壁，所述仓壁顶部设置有锥形结构的仓顶，所述仓顶上部设置有环形提手；所述仓壁上自上至下均匀布置有多个温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述数据采集器连接；所述仓壁上方和下方均开设有一个通风口；所述粮仓内底部设置有十字交叉形结构的地上笼。