专利名称：群孔热响应测试方法
技术领域：
本发明涉及一种地源热泵技术领域，特别涉及一种群孔热响应测试方法。
背景技术：
目前现有的热响应测试设备只有进行单孔的热响应测试设备，主要用于地源热泵系统前期场地浅层地热能勘查，通过测试仪器，对项目所在场地的测试孔进行一定时间的连续加热，获得岩土综合热物性参数及岩土体平均温度，而地源热泵工程孔成孔结束后没有合适的方法验证工程孔是否满足设计要求，待地源热泵系统工程安装调试结束后，经过长时间的运行后才能知道地埋管侧是否满足系统要求，可能对整个地源热泵系统工程造成巨大的损失，对系统长时间运行后是否满足要求留下隐患。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种群孔热响应测试系统， 该测试方法采用恒热流法进行热响应测试主要用于验证地埋管施工结束后群孔换热能力， 在换热孔周围区域布置测温系统，测量热扩散情况然后再与软件模拟结果进行对比求取热扩散半径，可以通过软件进行地层综合导热系数，体积比热容，每个孔的钻孔热阻，最后得出群孔钻孔换热能力是否达到设计预期的效果。本发明目的实现由以下技术方案完成
一种群孔热响应测试方法，用于测试地源热泵地埋管的换热能力，其特征在于具有如下步骤
选择测试换热能力的地埋管，并在所述地埋管周边均设若干埋深为1. 5-5m的温度传感器；
将热响应测试设备中的测试管路与所述地埋管连接，将所述温度传感器与所述热响应测试设备中的数据采集�？榱樱凰鋈认煊Σ馐陨璞赴ㄋ洹⑷舾刹馐怨苈芳笆莶杉？椋凰鏊淠诓可柚糜形驴氐缂尤绕鳎凰霾馐怨苈酚梢幌滦泄苈泛鸵簧闲泄苈纷槌傻模恳蛔椴馐怨苈返囊欢擞胨鏊淞ǎ凰鱿滦泄苈泛蜕闲泄苈飞戏直鹕柚糜胁馕麓衅�、压差传感器及截止阀，所述下行管路上还设置有流量传感器及水泵，所述水泵设置于所述下行管路上近水箱处，每一组所述的下行管路和上行管路之间通过一带有阀门的直通管路连通；数据采集�？榱铀霾馐怨苈分械牧髁看衅�、测温传感器及压差传感器；
加热所述水箱中的水，并开启所述水泵进行水循环；
通过控制各测试管路的截止阀和水泵，将各个测试管路的流量达到一致，并通过控制阀门控制各测试管路的压力；
流量传感器、测温传感器、压差传感器及温度传感器测量周边环境数据并传递至数据采集�？橹校�
基于所述数据采集�？橹兴杉菀约八鏊涞缂尤裙β剩范ㄈ嚎谆蝗裙β�。
所述直通管路与所述下行管路的接点位于所述下行管路的每一传感器和水泵之间；所述直通管路与所述上行管路的接点位于所述上行管路的每一传感器和水箱之间。所述地埋管边缘每隔0. 1米布设有所述的温度传感器，所述温度传感器的埋深为 2. 5 米。所述水箱的加热方式为恒功率加热。本发明的特点是测试模拟地源热泵系统实际运行工况，可以快速有效得验证地源井设计是否满足设计要求，在工程地质条件下测试群孔效应的影响，及时发现问题对设计进行调整，同时可以控制后期成本，对整个地源热泵系统正常运行提供保障。
附图1本发明专利实施例整体原理示意图。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解
如图1所示，图中标记1-13别为截止阀1、测温传感器2、压差传感器3、流量传感器4 、水泵5、阀门6、地温监测传感器7、水箱8、上行管路9、下行管路10、地埋管11、数据采集�？�12、直通管路13。参见图1所示，本实施例中测试方法主要通过一台热响应测试设备实现的，此设备主要包括
水箱8，内部设置有温控电加热器。若干组由下行管路10和上行管路9 一一对应组成的测试管路，每一组测试管路的一端与所述水箱8连通，另一端与所述地埋管11连通；所述下行管路10和上行管路9上分别设置有测温传感器2、压差传感器3及截止阀1，所述下行管路10上还设置有流量传感器 4及水泵5，所述水泵5设置于所述下行管路10上近水箱8处。每一组所述的下行管路10 和上行管路9之间通过一带有阀门6的直通管路13连通。所述直通管路13与所述下行管路10的接点位于所述下行管路10的流量传感器4和水泵5之间；所述直通管路13与所述上行管路9的接点位于所述上行管路9的压差传感器3和水箱8之间。需要注意的是，此处直通管路13将水泵5、下行管路10和上行管路9的局部、以及水箱构成一个水路，此水路上不包括有任何传感器，故此权利要求中所表述的“所述直通管路与所述下行管路的接点位于所述下行管路的每一传感器和水泵之间”及“所述直通管路与所述上行管路的接点位于所述上行管路的每一传感器和水箱之间”，应当理解为，此管路接点应当位于所有传感器(包括测温传感器2、压差传感器3、流量传感器4 )和水泵5或水箱8之间，接点与水泵 5 (或水箱8)之间不具有任何传感器。地温测试部分，所述连接有测试管路的地埋管11边缘均设有若干埋深为1. 5-5m 的地温监测传感器7，此若干地温监测传感器7构成所述的地温测试部分。所述的地温监测传感器7与数据采集�？�12连接。优选的实施例为所述地埋管11边缘每隔0. 1米布设有所述的地温监测传感器7，所述地温监测传感器7的埋深为2. 5米。一数据采集�？�12，耦合有所述测试管路中的流量传感器4、测温传感器2及压差传感器3。本实施例中测试设备的工作原理是将电加热水箱8的水进行恒功率加热，将电加热水通过水泵5进行水循环，通过各个管路的阀门1和水泵控5制流量，将各个环路得流量达到一致，同时观测压力值，压力不易过大否则影响设备及管路的安全，若压力过大则调节中间的阀门6进行降压，通过测试电加热功率、流量计4、温度传感器2等设备参数，测试的组数根据地埋管组数确定，一般等于2孔或者大于2孔，在地源井区域内布设地温监测传感器，每隔0. 1米一个，深度为1. 5nT5. 0m，监测地下温度场情况，将监测到温度场情况与模拟软件进行对比，从而确定换热温度影响半径，通过测试的时间、流量、各孔进出口温度和地下温度监测数据最后求的群孔换热功率，从而验证现有工程地源井是否满足设计要求。结合上述设备结构，以下对于本实施例中测试方法进行详细说明
本实施例是测试6个地源井，群孔热响应测试仪设置6组进出口测试管路，将管路与测试设备采用热熔方式，打开截止阀1，阀门6关闭，先打开水泵5进行无负荷循环，将各个孔内空气排净，通过调节阀门1和水泵5控制流量，模拟实际运行工况，同时根据工况下各个孔承担的换热功率进行加热，模拟工况运行一个周期，通过流量计4和温度传感器2及电功率采集流量、进出口温度、电加热功率等参数，同时在地源井边缘每隔0. 1米布设一个地温监测点，深度为2. 5米，监测随着测试设备运行起来后地下温度场变化，确定换热温度影响半径或者与软件模拟的热影响半径进行对比确定换热影响半径，通过测试的流量、净出口温度、电加热功率、热扩散半径分析地源井换热能力是否满足设计要求。
权利要求
1.一种群孔热响应测试方法，用于测试地源热泵地埋管的换热能力，其特征在于具有如下步骤选择测试换热能力的地埋管，并在所选择的地埋管周边均设若干埋深为1. 5-5m的温度传感器；将热响应测试设备中的测试管路与所述地埋管连接，将所述温度传感器与所述热响应测试设备中的数据采集�？榱樱凰鋈认煊Σ馐陨璞赴ㄋ�、若干测试管路及数据采集�？椋凰鏊淠诓可柚糜形驴氐缂尤绕鳎凰霾馐怨苈酚梢幌滦泄苈泛鸵簧闲泄苈纷槌傻模恳蛔椴馐怨苈返囊欢擞胨鏊淞ǎ凰鱿滦泄苈泛蜕闲泄苈飞戏直鹕柚糜胁馕麓衅�、压差传感器及截止阀，所述下行管路上还设置有流量传感器及水泵，所述水泵设置于所述下行管路上近水箱处，每一组所述的下行管路和上行管路之间通过一带有阀门的直通管路连通；数据采集模块连接所述测试管路中的流量传感器、测温传感器及压差传感器；加热所述水箱中的水，并开启所述水泵进行水循环；通过控制各测试管路的截止阀和水泵，将各个测试管路的流量达到一致，并通过控制阀门控制各测试管路的压力；流量传感器、测温传感器、压差传感器及温度传感器测量周边环境数据并传递至数据采集�？橹校换谒鍪莶杉？橹兴杉菀约八鏊涞缂尤裙β剩范ㄈ嚎谆蝗裙β�。
2.根据权利要求1所述的一种群孔热响应测试方法，其特征在于所述直通管路与所述下行管路的接点位于所述下行管路的每一传感器和水泵之间；所述直通管路与所述上行管路的接点位于所述上行管路的每一传感器和水箱之间。
3.根据权利要求1所述的一种群孔热响应测试方法，其特征在于所述地埋管边缘每隔0. 1米布设有所述的温度传感器，所述温度传感器的埋深为2. 5米。
4.根据权利要求1所述的一种群孔热响应测试方法，其特征在于所述水箱的加热方式为恒功率加热。
全文摘要
本发明涉及一种地源热泵技术领域，特别涉及一种群孔热响应测试方法。该方法具有如下步骤选择测试换热能力的地埋管，在所选择的地埋管周边均设若干温度传感器；将热响应测试设备中的测试管路与所述地埋管连接；加热所述热响应测试设备中水箱中的水，并开启热响应测试设备中水泵进行水循环；通过控制各测试管路的截止阀和水泵，将各个测试管路的流量达到一致，并通过控制阀门控制各测试管路的压力；各传感器测量周边环境数据并传递至数据采集模块中；确定群孔换热功率。其特点是可快速有效得验证地源井是否满足设计要求，在工程地质条件下测试群孔效应的影响，及时发现问题对设计进行调整，可以控制后期成本，对地源热泵系统正常运行提供保障。
文档编号G01N25/20GK102288635SQ20111012320
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者乔坚强, 孙俊杰, 孙婉, 寇利, 杨树彪, 王万忠, 王小清, 章长松, 袁良英, 高世轩, 魏静 申请人:上海市地矿工程勘察院
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