一種用於地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置的製作方法
2023-07-05 05:31:11
專利名稱：一種用於地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及地源熱泵系統技術領域。
背景技術：
地源熱泵利用安裝在能源井內的換熱器冬季從周圍土壤中提取熱量滿足室內供暖需求，夏季把室內熱量排入周圍土壤中完成室內製冷。參見圖3，為地源熱泵系統示意圖。受土壤熱容量及周圍土壤換熱速率的影響，每口能源井中的換熱器只能從有限的半徑範圍內取得能量。如果不能掌握能源井使用過程中溫度影響半徑，在設計施工過程中，要麼把能源井間距設置的過大，佔用較多的土地，要麼把能源井的間距設置的過小，土壤換熱情況惡化，影響使用效果。在設計與施工過程中，合理布置能源井間距以達到土地資源利用的最大化又不犧牲能源井換熱效率就顯得尤為重要。但是當前對於地下換熱器所處的能源井內土壤溫度變化及溫度擴散半徑的研究都是基於理論計算，理論計算過程中，受計算速度及傳熱方程的限制，多數模型忽略掉土壤內部水分遷移及所有接觸熱阻引起的影響，把U形管等效為單管或者看作兩個獨立的柱熱源考慮，最接近實際的理論模型目前也只能做到準三維，不能夠準確反映實際狀況。在實驗測試時，由於土壤的腐蝕性，傳感器鎧裝直埋後，引出線老化很快，會導致短路而失去測試功能，並且在回填過程中，由於沒有保護措施，引出線很容易被損壞。到目前還未見有任何能夠達到本技術指標的測試技術。
實用新型內容本實用新型的主要目的是針對現有技術的缺位，解決現有技術無法準確估算並無法有效測量地源熱泵能源井溫度變化及溫度擴散半徑的不足，提出了一種用於地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置，提供了淺層地熱使用情況的實際測試技術，以更好的了解地下溫度場分布特徵及使用過程中的變化情況。
為了實現以上目的，本實用新型所採用的地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置，包括埋在土壤中的溫度測量部件1以及與其順次連接的溫度採集部分2、溫度顯示部分3；特徵在於溫度測量部件1包括溫度傳感器5和管子4，溫度傳感器5置於管子4內部，一端通過連接溫度傳感器5的引出線9與地面上的溫度採集部分2相連，另一端通過設置在管子4上的孔引出到管子4外部與土壤7接觸；溫度傳感器5與管子4上的孔之間以及管子4兩端開口處用封裝材料6密封，使管子4內部與土壤或者水隔離。
管子4採用不鏽鋼管或塑料管或日豐管。
管子4的內徑為5～40mm。
管子4為多根管子連接而成。
溫度傳感器5露出土壤的部分使用不鏽鋼材料鎧裝。
封裝材料6為遇水膨脹橡膠。
採用本實用新型的測試裝置，可以利用現有傳感器直接測量能源井內溫度，鎧裝保護防止傳感器老化腐蝕，不會產生傳感器老化導致的測量精度衰減問題，延長了使用壽命；封裝材料6與封裝管子4的結合使用，防止水分進入管內，避免引出線受到腐蝕，能夠更好的長期使用；在回填過程中，由於傳感器引出線在管子內部，不會受到任何損害。
圖1地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置示意圖；
圖2本實用新型的溫度測量部件；圖3地源熱泵系統能源井部分示意圖；圖中，1-溫度測量部件 2-溫度採集部分 3-溫度顯示部分 4-管子 5-溫度傳感器 6-封裝材料 7-土壤 8-回填材料 9-引出線 10-能源井 11-熱泵機組具體實施方式
以下結合附圖2，具體說明本實用新型在實際應用中的一個實施例。
附圖2中使用的每口井的深度為70米，每個測試系統包含7個溫度傳感器，傳感器沿井的豎向間距10米，最上端的溫度傳感器距地面的距離為10米，溫度傳感器是鎧裝鉑電阻，溫度採集部分為HP34970A數據採集儀，將數據採集儀自帶的測量軟體安裝在電腦中，使用電腦顯示並儲存採集的數據。管子4採用的是聚乙烯管(PE80)，管徑都是DN32，管子採用3根管子電熔連接而成。製作時，在管子中安裝好傳溫度感5，然後傳感器引出線穿過所有管子，最後將管子電熔連接。傳感器封裝材料使用的是遇水膨脹橡膠，並在封裝處管外塗上一層玻璃膠。
權利要求1.一種用於地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置，包括埋在土壤中的溫度測量部件(1)以及與其順次連接的溫度採集部分(2)、溫度顯示部分(3)；其特徵在於溫度測量部件(1)包括溫度傳感器(5)和管子(4)，溫度傳感器(5)置於管子(4)內部，一端通過連接溫度傳感器(5)的引出線(9)與地面上的溫度採集部分(2)相連，另一端通過設置在管子(4)上的孔引出到管子(4)外部與土壤(7)接觸；溫度傳感器(5)與管子(4)上的孔之間以及管子(4)兩端開口處用封裝材料(6)密封，使管子(4)內部與土壤或者水隔離。
2.根據權利要求1所述的用於地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置，其特徵在於管子(4)的內徑為5～40mm。
3.根據權利要求1所述的用於地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置，其特徵在於管子(4)為多根管子連接而成。
4.根據權利要求1所述的用於地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置，其特徵在於溫度傳感器(5)露出土壤的部分採用鎧裝形式。
專利摘要一種用於地源熱泵系統能源井的溫度測量裝置，涉及地源熱泵系統領域。包括埋在土壤中的溫度測量部件(1)以及與其順次連接的溫度採集部分(2)、溫度顯示部分(3)；特徵在於溫度測量部件包括溫度傳感器(5)和管子(4)，溫度傳感器置於管子內部，一端通過連接溫度傳感器的引出線(9)與溫度採集部分相連，另一端通過設置在管子上的孔引出到管子外部與土壤(7)接觸；溫度傳感器與管子上的孔之間以及管子兩端開口處用封裝材料(6)密封，使管子內部與土壤或者水隔離。採用本實用新型的測量裝置，可防止水分進入管內，避免引出線受到腐蝕，能夠更好的長期使用；在回填過程中，傳感器引出線不會受到任何損害。
文檔編號F24J3/08GK2807223SQ20052011395
公開日2006年8月16日 申請日期2005年7月18日 優先權日2005年7月18日
發明者馬重芳, 魏加項, 唐志偉, 張宏宇, 劉文學 申請人:北京工業大學