一、背景说明:
随着能源资源日益短缺和矿产类化学能源所带来的环境污染日益严峻,具有低耗高效、绿色环保的特点的哪纳紧萄地源热泵技术已经进入工程应用的视野,然而这项技术在实际推广应用中存在一个很大的技术瓶颈,即地层的物热性参数多来自实验室测试或依靠人工经验估算,这会导致地下热交换器长度设计偏差,直接影响地源热泵技术使用效果或造成资金的浪费,对该项技术的应用推广十分不利。地埋物热综合测试仪可以为地源热泵系统提供土壤的热物性参数及钻孔热阻等参数。
二、工作原理:
本文所介绍的地埋物热综合测试仪的测试原理如下:在将要埋设地下换热器的现场钻孔,钻孔结束后下管,并按设计要求回填。测试时将钻孔中的U形管换热器与测试仪管道进水口和出水口相连,形成一个闭合回路。利用水泵驱动管路中的液体循环,以电加热器作为热源对液体加热,并通过控制器对向地下输入的热量进行控制,保证输入地下的热量恒定。测试仪将采集连续运行数>48h的埋管换热器的进出口流体温度、流体流量值、电加热器制热量等数据,根据线热源模型,分析及计算后得出地层平均热传导系数和钻孔热阻等土壤的热物性参数。
四、设备介绍:
1、技术指标:
动力水泵
流量范围为0.05~5m3/h
流量测量精度
0.2级
温度测量精度
0.2℃
压力等级
1.0Mpa
管道接口口径
DN25/DN32
电加热装置
三档可调,功率2~6kW
电源
AC220V±10%
测试深度
≦150m
长*宽*高
550*400*300(MM)
2、将测试设备平放在测试孔周围,要尽量保证地面平整干燥。有条件的可以将测试设备放在帐篷内,或者采取遮阳挡雨的其他方式,防止风吹雨淋日晒。
3、确定地埋管双U还是单U,选择连接附件。测量好井口处PE管材至测试设备的距离,然后将PE管材割断、向地埋管PE管材中注水、套好保温管(20mm),再用热熔机将连接附件与测试井地埋管连接,然后将加水斗缠绕生料带,用手紧固在DN20管箍处。然后在加水斗中加水,注意不要将水飞溅在测试设备上,直至无气泡产生为止。打开后侧柜门,拧开放气阀放气,并根据加水斗的水位不断加水,直至水斗水面不再变化观察设备内部及外部连接处是否漏水,若漏水及时处理。
4、将设备与电脑用数据线连接,运行电脑软件,然后观察实时数据。如果实时数据与电脑系统数据一致,则软件已经正常工作。将循环水泵调至高档,通过启动按钮启动循环泵,并及时向加水斗内加水。拧开放气阀放气,同时观察加水斗有无气泡,视水斗水量加水。这样反复操作几次,直至加水斗无气泡液面静止为止。然后待水系统稳定后(大约15分钟),根据地源热泵系统的设计通过调节水泵的高中低档进行水量调节,或者再配合水泵处的测温球阀的阀门进行流量精确调节。调节水量时,观察实时数据中的流量,使之到达设计测试流量。
5、上述条件达到后,开始进行地下初始温度测试,使水泵运转1—2个小时。这时系统会自动记录这段数据,无需其它改动。此时间段一般为1—2小时即可。
6、接下来就是启动电加热装置,此时要记录一下时间,根据井深确定开启电加热的功率。观察实时数据中地埋管进出水温度的变化,有变化说明电加热已工作,并根据两个存储时间的数据进行加热功率验算,看电加热是否全额投入运行,否则,停电,用万用表检查电加热器。
7、当一切都正常后,每隔一段时间观察加水斗的水量,当运转几个小时候,加水斗水位不下降,则可以减少观察次数。(主要是防止系统中如有少量气体时,会造成系统干烧)。
8、当试验结束后,记录下系统此时的时间,停止电加热装置,水泵再继续运转2小时或者更长时间。最后停止水泵,将电脑的电源连接线及数据连接线取下连同电脑放在安全的地方,卸下加水斗放好,用专用工具打开PE管与设备的连接活接头,倾斜测试设备将设备内的水排空,防止意外冻坏设备。测试完毕,将井口进行封口保护。提取试验数据,对试验数据进行分析,计算得出土壤的综合热物性参数。
9、测试注意事項:
(1)、测试应在测试孔完成至少72h后进行,测试期间应连续不间断,测试时间不少于48h。
(2)、测试现场应提供稳定的电源,具备可靠地测试条件。
(3)、对测试设备进行外部连接的时候,应遵循先接水后接电的原则。
(4)、连接管应减少弯头、变径,连接管外露部分应保温,保温厚度不应小于20mm。
(5)、测试过程中应保持测试环境卫生、安全、防火。
