一种地埋同轴套管换热器测试装置的制作方法

1.本实用新型属于地热能资源勘察设备领域，尤其是一种地埋同轴套管换热器测试装置。


背景技术：

2.根据gb50366-2005地源热泵系统工程技术规范和dz/t 0225-2009浅层地热能勘查评价规范中的相关规定，地埋管地源热泵项目在设计前应进行热响应测试工作，通过测试获得岩土体初始温度、热物性参数以及地埋管换热器的换热能力作为设计依据，同轴套管换热井是竖直地埋管换热器的典型形式之一，与u形地埋管相比，其实际工程应用虽然偏少，但近年来发展速度较快，通过现场原位热响应测试获得岩土体初始温度、岩土体热物性参数(包括导热系数和比热容)、地埋管换热器的换热能力三方面的参数。这种方法能够真实地反应地埋管换热器的换热情况，是目前主流的岩土体热物性参数测试方法，但其操作繁琐。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，且操作简便的地埋同轴套管换热器测试装置。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种地埋同轴套管换热器测试装置,包括保温水箱、加热器、循环水泵、三通阀、出水管和进水管；所述加热器设置在所述保温水箱上，其用以对所述保温水箱内进行加热，所述保温水箱具有进水口和出水口，所述三通阀的第一接口与所述保温水箱的出水口连通，且二者的连通处设有第一阀门，所述循环水泵的进水口与所述三通阀的第三接口连通，所述循环水泵的出水口与所述出水管的一端连接并连通，所述出水管的另一端用以与地埋同轴套管换热器的进水口连通，所述进水管的一端与保温水箱的进水口连通，且二者连通处设有第二阀门，所述进水管的另一端用以与所述地埋同轴套管换热器出水口连接并连通，所述进水管上设有三通，所述三通阀的第二接口与所述三通的余下接口连通；所述进水管上还设有流量计，所述三通设置在所述流量计与所述第二阀门之间；所述出水管的另一端处还设有第一压力监测装置和第一温度监测装置；所述进水管的另一端处还设有第二压力监测装置和第二温度监测装置；所述保温水箱内设有第三温度监测装置。
5.上述技术方案中所述保温水箱的下端还设有一个排水口，且所述排水口处设有第三阀门。
6.上述技术方案中所述循环水泵为变频水泵。
7.上述技术方案中所述第一阀门和第二阀门均为电动阀。
8.上述技术方案中所述第一压力监测装置和第二压力监测装置均为压强传感器。
9.上述技术方案中所述第一温度监测装置、第二温度监测装置和第三温度监测装置均为温度传感器。
10.上述技术方案中所述三通阀为电动三通阀。
11.上述技术方案中所述流量计为电子流量计。
12.上述技术方案中还包括控制器，所述加热器、第一阀门、第二阀门、第一压力监测装置、第二压力监测装置、第一温度监测装置、第二温度监测装置、第三温度监测装置、循环水泵、三通阀和流量计均与所述控制器电连接。
13.本实用新型的有益效果在于：本实施例所提供的地埋同轴套管换热器测试装置与地埋同轴套管换热器连通形成闭合的循环水系统，保温水箱内装水，此时设定加热器的加热功率，对地埋同轴套管换热器测试孔进行一定时间的连续散热试验，并实时监测记录加热功率、水流量和进出口温度数据，依据《地源热泵系统工程技术规范》，分析得到地埋同轴套管换热器换热参数。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例所述地埋同轴套管换热器测试装置的结构简图；
15.图2为本实用新型实施例所述地埋同轴套管换热器的结构示意图。
16.图中：1保温水箱、2加热器、3循环水泵、4三通阀、5出水管、6进水管、7地埋同轴套管换热器、8第一阀门、9第二阀门、10第三阀门、11流量计、12三通、13第一压力监测装置、14第一温度监测装置、15第二压力监测装置、16第二温度监测装置、17第三温度监测装置、18控制器。
具体实施方式
17.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
18.如图1和图2所示，本实施例提供了一种地埋同轴套管换热器测试装置,包括保温水箱1、加热器2、循环水泵3、三通阀4、出水管5和进水管6；所述加热器2设置在所述保温水箱1上，其用以对所述保温水箱1内进行加热，所述保温水箱1具有进水口和出水口，所述三通阀4的第一接口41与所述保温水箱1的出水口连通，且二者的连通处设有第一阀门8，所述循环水泵3的进水口与所述三通阀4的第三接口43连通，所述循环水泵3的出水口与所述出水管5的一端连接并连通，所述出水管5的另一端用以与地埋同轴套管换热器7的进水口连通，所述进水管6的一端与保温水箱1的进水口连通，且二者连通处设有第二阀门9，所述进水管6的另一端用以与所述地埋同轴套管换热器7出水口连接并连通，所述三通阀4安装在所述出水管5上，所述进水管6上设有三通12，所述三通阀4的第二接口42)与所述三通12的余下接口连通；所述进水管6上还设有流量计11，所述三通12设置在所述流量计11与所述第二阀门9之间；所述出水管5的另一端处还设有第一压力监测装置13和第一温度监测装置14；所述进水管6的另一端处还设有第二压力监测装置15和第二温度监测装置16；所述保温水箱1内设有第三温度监测装置17。其中，所述加热器优选的为电加热器，其嵌设在所述保温水箱内，所述保温水箱的包括水箱箱体和设置在于水箱箱体外的保温层组成，所述保温层可以是保温涂层(保温涂料属于现有技术，在此不作赘述)。
19.上述技术方案中所述保温水箱1的下端还设有一个排水口，且所述排水口处设有第三阀门10。
20.上述技术方案中所述循环水泵3为变频水泵。
21.上述技术方案中所述第一阀门8和第二阀门9均为电动阀。
22.上述技术方案中所述第一压力监测装置13和第二压力监测装置15均为压强传感器。
23.上述技术方案中所述第一温度监测装置14、第二温度监测装置16和第三温度监测装置17均为温度传感器。
24.上述技术方案中所述三通阀4为电动三通阀。
25.上述技术方案中所述流量计11为电子流量计。
26.上述技术方案中还包括控制器18(所述控制器可以是plc控制器)，所述加热器2、第一阀门8、第二阀门9、第一压力监测装置13、第二压力监测装置15、第一温度监测装置14、第二温度监测装置16、第三温度监测装置17、循环水泵3、三通阀4和流量计11均与所述控制器18电连接。
27.其中，图1中与控制器18连接的细虚线均表示电连接线路。
28.本实施例所提供的地埋同轴套管换热器测试装置的测试流程如下：关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门，将该地埋同轴套管换热器测试装置与地埋同轴套管换热器正确连接并连通(其中进水口和出水管裸露在空气中的部分需包敷保温层，如海绵)；然后保温水箱注水(水质应洁净无杂质，尽可能用离测试目的区较近区域的地下井水)；给控制器接入稳压电源；打开第一阀门和第二阀门，同时三通阀的开度为0(第一接口与第三接口通路，第二接口关闭)，开启循环水泵，并测量地层初始温度；30分钟后启动加热器，并将加热器的加热功率调至合适功率，设定地埋同轴套管换热器进水温度和流量；测试开始：第一温度监测装置、第二温度监测装置、第三温度监测装置和流量计分别测得地埋同轴套管换热器进水口、出水口和水流量的数据(控制器每间隔1分钟采集一次相关数据并存储)，控制器根据流量调节循环水泵的运行频率，控制器根据地埋同轴套管换热器进水温度的设定值调节三通阀的开度，第一温度传感器温度高于换热器进水温度的设定值时，三通阀的开度增大(第一接口、第二接口和第三接口均相互通路)，三通阀第一接口41进水量减少，第二接口42进水量增加，第一温度传感器温度低于地埋同轴套管换热器进水温度的设定值时，三通阀的开度减小，三通阀第一接口41进水量增加，第二接口42进水量减少，72小时后测试结束，将测试存储数据进行计算即可得出地层综合导热系数和地埋同轴套管换热器单位孔深换热量参考值，获得地埋同轴套管换热器换热能力。
29.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。