一种便携式地温能热响应测试设备的制作方法

本发明涉及浅层地温能勘查及地源热泵系统前期勘察测试技术领域，具体涉及为一种便捷式地温能热响应测试设备。

背景技术：

在地源热泵系统设计中，通常采用稳定热流热响应试验计算岩土综合热物性参数，这种试验是测试系统向地埋管换热器提供恒定热量，通过监测地埋管换热器的进、出水温度和流量等数据，利用传热模型计算岩土体平均导热系数等热物性参数。现有技术中，由于原位热响应测试设备普遍存在体积过大，不宜携带，拆装不便，对水电要求过高的缺点，导致经常出现因场地无法满足上述测试条件，被迫调整方案，进而无法获取项目地准确的测试结果。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种体积小、拆卸方便快捷的便携式地温能热响应测试设备。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种便携式地温能热响应测试设备，包括水箱出水管、回水管、电加热器、水泵、控制系统，所述出水管末端设有与地埋管连接的出水口，回水管的始端设有与地埋管连接的回水口；电加热器设置在出水管上，水泵设置在电加热器的进口侧，以提供循环动力，水箱与水泵的进口侧管路连接；电加热器和水泵与管路的连接方式为可拆卸连接。

所述电加热器出口侧设有第一温度传感器，回水管上设有第二温度传感器和流量传感器；第一温度传感器、第二温度传感器和流量传感器与控制系统连接。

所述流量传感器为电磁流量计。

所述出水口和回水口设有快接接头。

所述出水口和回水口设有第一连接管和第二连接管，第一连接管一端与出水口快接接头连接，另一端设有快接接头；第二连接管一端与回水口快接接头连接，另一端设有快接接头。

所述控制系统包括数据存储模块、用于现场温度、流量、电力参数和电加热功能率参数采集的数据采集模块、远程控制及数据发布模块。

采用上述技术方案，由于内置有水箱、电加热器和水泵，装置少、整体连接布局紧凑，使得本发明具有设备美观，较轻便，两人可轻松移动，占用空间较小，运行维护简单，操作方便，功能运行稳定的特点；由于出水管和回水管与地埋管形成闭合循环系统，使得通过控制系统能够对系统内水温和流量进行监测，循环系统与控制系统集成于一体，操作方便、简单。对于现场的实际条件没有太多要求，基本上能够做到场地平整且有电源就能进行测试工作；由于设备内装置均采用可拆卸连接方式，使得设备易拆卸，设备如有部件更换，可轻松的进行拆卸及组装。设备有自清洗功能，易保养，将清洁剂按比例加入系统中，用自清洗功能可轻松的进行管道清洗和加热设备的除垢，大大延长设备的使用寿命。

此外，本发明还具有：

1.管路连接方便，设备采用的快接式接头与地埋管连接，可承受0.3mpa的压力，并且可根据用户实际需求现场制作不同长度的连接管，性价比高，大大的减少了用户的操作量。

2.控制系统可自动存储用户所需数据，并生成相应的数据曲线；可进行远程控制、远程数据发布，用户可以通过网络来获得设备的实时运行状态及相应的数据，能够做到现场无人值守。

附图说明

图1为本发明一种便携式地温能热响应测试设备的原理示意图；

图2为本发明一种便携式地温能热响应测试设备的使用状态原理示意图。

图中，1-水箱，2-出水管，3-回水管，4-电加热器，5-水泵，6-第一温度传感器，7-第二温度传感器，8-流量传感器，9-快接接头，10-第一连接管，11-第二连接管，12-地埋管回水管，13-地埋管出水管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突

就可以相互组合。

如图1所示，本发明一种便携式地温能热响应测试设备，包括用于给设备进行补水的水箱1、与地埋管连接形成闭合循环系统的出水管2和回水管3、用于系统内水加热的电加热器4、用于输送水的水泵5和控制系统；出水管2末端设有与地埋管连接的出水口，回水管3的始端设有与地埋管连接的回水口；电加热器4设置在出水管2上，水泵5设置在电加热器4的进口侧，以提供水循环动力，水箱1与水泵5的进口侧管路连接。

为方便设备维护或更换装置，电加热器4和水泵5与管路的连接方式采用可拆卸连接，可以为法兰连接和螺纹连接等方式。

电加热器4出口侧设有第一温度传感器6，回水管3上设有第二温度传感器7和流量传感器8；第一温度传感器6、第二温度传感器7和流量传感器8与控制系统连接；流量传感器优选为电磁流量计，控制系统内的电路线布局整齐、紧凑，没有交叉，使电路线拆装方便，便于更换零部件。为方便设备维护或更换装置，管路上的第一温度传感器6、第二温度传感器7和流量传感器8与管路的连接方式采用可拆卸连接，可以为法兰连接和螺纹连接等方式。

出水口和回水口设有快接接头9，使用时，由于现场地埋管和设备一般不能直接连接，需要借助连接管，如图2所示，本发明的出水口和回水口设有第一连接管10和第二连接管11，第一连接管10一端与出水口快接接头9连接，另一端通过快接接头9与现场的地埋管回水管12连接；第二连接管11一端与回水口快接接头9连接，另一端设有快接接头9与地埋管出水管13连接；第一连接管10和第二连接管11优选为胶皮软管，可根据现场实际需求，制作成不同长度或者更换不同材质。

控制系统包括数据存储模块、数据采集模块、远程控制及数据发布模块；数据采集模块可对现场温度、流量、电力参数和电加热功能率等参数进行采集；控制系统可在测试过程中形成温度的数据曲线，方便用户监控数据趋势。

为保证设备内各装置正常维护，对于易储水的水泵5、电加热器4和水箱1还设有专用排水阀。

本发明的测试装置、循环管路和控制系统设置在便携柜体内，整体设备较轻便，两人可轻松移动。

工作原理：

本设备可进行岩土体平均初始温度测试和稳定热流测试。其中初始温度测试可采用无功循环法、水温平衡法和垂直布置传感器法(设有1路传感器连接通道)三种方法进行测试，获得岩土体平均初始温度；稳定热流测试是利用测试设备向地埋管换热器提供恒定热流，通过监测地埋管换热器的进、出水温度的变化和流量数据，利用传热模型进行数据分析计算岩土体热物性参数。

测试过程，整个设备无水的情况下连接到地埋管上，将设备的出水口的第一连接管10，回水口的第二连接管11分别与现场的地埋管回水管12和地埋管出水管13快接接头9连接，形成闭合循环测试系统，并且系统呈通路状态；在水箱1内补足整个系统所需的水后，通过控制系统，启动水泵5和电加热器4，系统水开始自循环和加热；同时通过控制系统来对现场温度、电加热功率和流量进行实时监控，根据测试需求调节加热档位，使设备保持运行过程稳定；测试过程可形成数据曲线，测试数据自动储存在控制系统内，用户可用移动硬盘拷贝。此外，还可启用远程控制及数据发布模块，通过网络来获得设备的实时运行状态及相应的数据。

清洗过程，设备本身具备自清洗功能，可自动控制清洗的时间和水泵的启停，并设有防止系统内水温过高保护功能。

当测试用水使用湖水或者河水时，因水质较差会对设备产生腐蚀；设备使用一段时间后，水路管路及设备会产生水垢，设备应定期进行清洁。测试过程完毕后，用一个清洁连接管或直接使用第一连接管10或第二连接管11，将设备的出水口和回水口连接，形成闭合循环清洗系统，往装有水的水箱1内加入一定比例的除垢剂，启动设备自清洗模式，通过控制水泵5的间断性的启停，除垢溶液进入系统，对系统内的设备进行浸泡和冲洗，实现对管道清洗和加热器等设备除垢；自清洗模式结束后，将连接管的一端打开，排出污水，再次将设备短接，采用清水自循环一段时间，将水泄出清洗过程完毕。

本发明还具有额外的功能：

1.电路连接方便、快捷，用户只需自行配制一个带有电度表的二级配电箱即可。

2.设备可进行多档加热，用户可根据需求自行选择，设备运行过程稳定，不易发生故障。

3.设备亦可进行pe管、水井温度测定，土壤热干扰测定，温度恢复测定等辅助功能.

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。