一、背景說明:
隨著能源資源日益短缺和礦產類化學能源所帶來的環境汙染日益嚴峻,具有低耗高效、綠色環保的特點的地源熱泵技術已經進入工程應用的視野,然而這項技術在實際推廣應用中存在一個很大的技術瓶頸,即地層的物熱性引數多來自實驗室測試或依靠人工經驗估算,這會導致地下熱交換器長度設計偏差,直接影響地源熱泵技術使用效果或造成資金的浪費,對該項技術的應用推廣十分不利。地埋物熱綜合測試儀可以為地源熱泵系統提供土壤的熱物性引數及鑽孔熱阻等引數。
二、工作原理:
本文所介紹的地埋物熱綜合測試儀的測試原理如下:在將要埋設地下換熱器的現場鑽孔,鑽孔結束後下管,並按設計要求回填。測試時將鑽孔中的U 形管換熱器與測試儀管道進水口和出水口相連,形成一個閉合迴路。利用水泵驅動管路中的液體迴圈,以電加熱器作為熱源對液體加熱,並通過控制器對向地下輸入的熱量進行控制,保證輸入地下的熱量恆定。測試儀將採集連續執行數>48h 的埋管換熱器的進出口流體溫度、流體流量值、電加熱器制熱量等資料,根據線熱源模型,分析及計算後得出地層平均熱傳導係數和鑽孔熱阻等土壤的熱物性引數。
四、裝置介紹:
1、技術指標:
動力水泵
流量範圍為0.05~5m3/h
流量測量精度
0.2級
溫度測量精度
0.2℃
壓力等級
1.0Mpa
管道介面口徑
DN25/DN32
電加熱裝置
三檔可調,功率2~6kW
電源
AC 220V±10%
測試深度
≦150m
長*寬*高
550*400*300(MM)
2、 將測試裝置平放在測試孔周圍,要儘量保證地面平整乾燥。有條件的可以將測試裝置放在帳篷內,或者採取遮陽擋雨的其他方式,防止風吹雨淋日晒。
3、 確定地埋管雙U還是單U,選擇連線附件。測量好井口處PE管材至測試裝置的距離,然後將PE管材割斷、向地埋管PE管材中注水、套好保溫管(20mm),再用熱熔機將連線附件與測試井地埋管連線,然後將加水斗纏繞生料帶,用手緊固在DN20管箍處。然後在加水斗中加水,注意不要將水飛濺在測試裝置上,直至無氣泡產生為止。開啟後側櫃門,擰開放氣閥放氣,並根據加水斗的水位不斷加水,直至水斗水面不再變化觀察裝置內部及外部連線處是否漏水,若漏水及時處理。
4、 將裝置與電腦用資料線連線,執行電腦軟體,然後觀察實時資料。如果實時資料與電腦系統資料一致,則軟體已經正常工作。將迴圈水泵調至高檔,通過啟動按鈕啟動迴圈泵,並及時向加水斗內加水。擰開放氣閥放氣,同時觀察加水斗有無氣泡,視水斗水量加水。這樣反覆操作幾次,直至加水斗無氣泡液麵靜止為止。然後待水系統穩定後(大約15分鐘),根據地源熱泵系統的設計通過調節水泵的高中低檔進行水量調節,或者再配合水泵處的測溫球閥的閥門進行流量精確調節。調節水量時,觀察實時資料中的流量,使之到達設計測試流量。
5、 上述條件達到後,開始進行地下初始溫度測試,使水泵運轉1—2個小時。這時系統會自動記錄這段資料,無需其它改動。此時間段一般為1—2小時即可。
6、 接下來就是啟動電加熱裝置,此時要記錄一下時間,根據井深確定開啟電加熱的功率。觀察實時資料中地埋管進出水溫度的變化,有變化說明電加熱已工作,並根據兩個儲存時間的資料進行加熱功率驗算,看電加熱是否全額投入執行,否則,停電,用萬用表檢查電加熱器。
7、 當一切都正常後,每隔一段時間觀察加水斗的水量,當運轉幾個小時候,加水斗水位不下降,則可以減少觀察次數。(主要是防止系統中如有少量氣體時,會造成系統乾燒)。
8、 當試驗結束後,記錄下系統此時的時間,停止電加熱裝置,水泵再繼續運轉2小時或者更長時間。最後停止水泵,將電腦的電源連線線及資料連線線取下連同電腦放在安全的地方,卸下加水斗放好,用專用工具開啟PE管與裝置的連線活接頭,傾斜測試裝置將裝置內的水排空,防止意外凍壞裝置。測試完畢,將井口進行封口保護。提取試驗資料,對試驗資料進行分析,計算得出土壤的綜合熱物性引數。
9、測試注意事項:
(1)、測試應在測試孔完成至少72h後進行,測試期間應連續不間斷,測試時間不少於48h。
(2)、測試現場應提供穩定的電源,具備可靠地測試條件。
(3)、對測試裝置進行外部連線的時候,應遵循先接水後接電的原則。
(4)、連線管應減少彎頭、變徑,連線管外露部分應保溫,保溫厚度不應小於20mm。
(5)、測試過程中應保持測試環境衛生、安全、防火。