专利名称：一种新型地源热泵土壤热物性测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于地源热泵行业，是一种土壤热物性测试系统，特别是涉及 一种新型地源热泵土壤热物性测试系统。
背景技术：
土壤(或岩土)的热物性是许多工程实际所需要的重要参数。而土壤和岩 石属多孔介质，其热物性不仅与地理位置和当地地层构造有关，还与地下含水层 有关。为保证准确性，对土壤和岩石的热物性测试应在施工现场进行。
目前国内外在确定土壤热物性参数时的设计方法主要有以下3种
1、 根据前期钻井获得的地质资料，通过査找土壤地质方面的手册进行确 定。显然此种方法不但浪费时间和精力，也很难做到精确测量。
2、 实验室取样测试法。这是较为经典的实验室方法。此方法将现场采集的 土壤试样在实验室中通过一定的方法进行测试，从而获得其导热系数等土壤的热 物性参数值。虽然通过此方法测量的土壤试样热物性数值较为准确，但是由于土 壤属于多孔介质，其热物性不仅与地理位置以及当地地层构造有关，还与地下含 水层密切相关。己有结果表明，仅土壤的导热系数就与试样的温度,密度,空隙比, 饱和度等因素有关。由于此种方法离开了原工程地，故而对现场因素造成的影响 考虑不够全面。
3、现场测试法。顾名思义，现场测试法就是在施工现场进行测试，这样
就避免了现场因素影响造成的误差。这种现场测试利用的是热反应实验法的原 理，即通过向地下输入恒定的热量，进而检测土壤的温度响应来估计土壤热物性 的方法。现场测试时，首先要在需要埋设土壤源热泵系统地下管路的地面上打一 个测试孔，然后按照实际施工的要求装好管路，填上回填料，然后再连接上土壤 导热系数测定仪。通过比较就会发现，只有这种现场测试法才能充分考虑到现场 各因素的影响。可以预见，这类现场测试装置的发展才是预测土壤热物性的发展 方向，降低参数选取的不确定性，使土壤换热器的设计更为合理。

实用新型内容
本实用新型正是为解决上述技术问题而设计。本实用新型的目的，在于提 供一种结构合理，精确度高，能够在各种地质条件中进行土壤热物性测量的测试系统。
本实用新型一种新型地源热泵土壤热物性测试系统，其包含有以下组件 第一电源(1)，第二电源(2)，温度显示仪，流量显示器，地源侧供水管路，地 源侧回水管路，可调节循环泵，温度传感器，流量仪，水箱，加热器，温度控制 器，以及压力表，所述第一电源(1)负责温度显示仪以及流量显示器的电源供 应，所述第二电源(2)负责加热器及温度控制器的电源供应；所述可调节循环 泵安装在地源侧供水管路上，负责泵水至水箱中；所述流量仪安装在地源侧回水 管路上，并连接流量显示器，负责测量地源侧回水管路中的水的流量，并将测量 结果传送至流量显示器显示；在地源侧供水管路及地源侧回水管路上分别安装有 一温度传感器，监控管路中的水温，并分别连接至温度显示仪进行显示；所述加 热器插入在水箱中对水进行加热，并连接有压力表和温度控制器，对水箱中的温 度及压力进行监测。
本实用新型一种新型地源热泵土壤热物性测试系统还可以进一步包括第一 打印机(3)和第二打印机(4)，所述流量显示器及温度显示仪分别连接第一打 印机(3)及第二打印机(4),将测量所得结果传送至打印机进行打印显示。
本实用新型相对于其他传统的测量土壤热物性的设备或方式，本实用新型 由于采用了在仪器与地下管路相连的地方各设置一个温度传感器的设计，因为能 够可以采集到管道平均温度的实时数值，因此适用于现场的作业，大大降低了传 统测量方法中参数选取的不确定性，因为测量精度高，能够在各种地质条件中 进行土壤热物性测量的测试系统。


图1是本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图，具体阐述本实用新型的技术方案实施方式。 电加热法测试现场导热系数，即通过向地下输入恒定的热量，进而检测土壤
的温度响应来估算土壤热物性，其原理如图l:由原理图(图l)中可以看出， 流体经过电加热器加热后，被送入到地下，由于加热后的流体温度高于地下土壤 的温度，故热量通过管壁由流体向土壤放热，这样从地下再回到测试仪中的流体 的温度就存在一定的变化，这就是地下土壤的温度响应。在仪器与地下管路相连
4的地方各设置一个温度传感器是必要的，这样就可以采集到管道平均温度的实时 数值，这是用来估计大地导热系数的关键数据。
基于以上原理，本实用新型做了如下的设计。本实用新型一种新型地源热 泵土壤热物性测试系统，其包含有以下组件第一电源l，第二电源2，温度显 示仪，流量显示器，地源侧供水管路，地源侧回水管路，可调节循环泵，温度传 感器，流量仪，水箱，加热器，温度控制器，以及压力表，所述第一电源l负责 温度显示仪以及流量显示器的电源供应，所述第二电源2负责加热器及温度控制 器的电源供应；所述可调节循环泵安装在地源侧供水管路上，负责泵水至水箱中； 所述流量仪安装在地源侧回水管路上，并连接流量显示器，负责测量地源侧回水 管路中的水的流量，并将测量结果传送至流量显示器显示；在地源侧供水管路及 地源侧回水管路上分别安装有一温度传感器，监控管路中的水温，并分别连接至 温度显示仪进行显示；所述加热器插入在水箱中对水进行加热，并连接有压力表 和温度控制器，对水箱中的温度及压力进行监测。
使用本实用新型进行测量时，水箱中的水流经由加热器加热后，经由侧回水 管路被送入到地下，此时，设置在侧回水管路上的温度传感器先测得一数值，并 在温度显示仪上进行显示。由于加热后的流体温度高于地下土壤的温度，故热量 通过管壁由流体向土壤放热，这样从地下再回到测试仪中的流体的温度就存在一 定的变化，此时的温度由安装在地源侧供水管路上的另一温度传感器测量获得， 这就是地下土壤的温度响应。本实用新型一种新型地源热泵土壤热物性测试系统 还可以进一步包括第一打印机3和第二打印机4所述流量显示器及温度显示仪分 别连接第一打印机3第二打印机4将测量所得结果传送至打印机进行打印显示。 该装置还有一个显著的特点就是可以调节流量来模拟不同的符合，以达到对土壤 热物性的进一步测量，然后根据不同的流量所得到的土壤导热系数综合确定最为 精确的土壤的实际导热系数，数据分析由专门研发的软件进行处理。
权利要求1、一种新型地源热泵土壤热物性测试系统，其包含有以下组件第一电源(1)，第二电源(2)，温度显示仪，流量显示器，地源侧供水管路，地源侧回水管路，可调节循环泵，温度传感器，流量仪，水箱，加热器，温度控制器，以及压力表，其特征在于所述第一电源(1)负责温度显示仪以及流量显示器的电源供应，所述第二电源(2)负责加热器及温度控制器的电源供应；所述可调节循环泵安装在地源侧供水管路上，负责泵水至水箱中；所述流量仪安装在地源侧回水管路上，并连接流量显示器，负责测量地源侧回水管路中的水的流量，并将测量结果传送至流量显示器显示；所述地源侧供水管路及地源侧回水管路上分别安装有一温度传感器，监控管路中的水温，并分别连接至温度显示仪进行显示；所述加热器插入在水箱中对水进行加热，并连接有压力表和温度控制器，对水箱中的温度及压力进行监测。
2、 根据权利要求1所述的一种新型地源热泵土壤热物性测试系统，其特征在于所述流量显示器及温度显示仪还可以分别连接有第一打印机(3)及第二打印机(4)，将测量所得结果传送至打印机进行打印显示。
专利摘要本实用新型一种新型地源热泵土壤热物性测试系统，其包含有以下组件电源(1)，电源(2)，温度显示仪，流量显示器，地源侧供水管路，地源侧回水管路，可调节循环泵，温度传感器，流量仪，水箱，加热器，温度控制器，以及压力表，本实用新型相对于其他传统的测量土壤热物性的设备或方式，本实用新型由于采用了在仪器与地下管路相连的地方各设置一个温度传感器的设计，因为能够可以采集到管道平均温度的实时数值，因此适用于现场的作业，大大降低了传统测量方法中参数选取的不确定性，因为测量精度高，能够在各种地质条件中进行土壤热物性测量的测试系统。
文档编号G01N25/18GK201397310SQ200920107110
公开日2010年2月3日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者苏存堂 申请人:北京依科瑞德地源科技有限责任公司