一種淺層地熱能源動態檢測系統的製作方法

2023-05-25 20:48:31 2

本發明涉及地熱能源檢測技術領域，尤其是一種淺層地熱能源動態檢測系統及其檢測方法。

背景技術：

地源熱泵地下換熱器(鑽孔埋管和樁基埋管)穿越不同性質的巖土層，各巖土層的工程地質和水文地質條件會影響其換熱效率。當巖土層中地下水含量豐富，且其水力滲透性相對較高時，地下水含量和滲流影響尤為明顯，這就使得地下換熱器的換熱設計變得比較困難。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種淺層地熱能源動態檢測系統及其檢測方法，能夠解決現有技術的不足，提高了對於淺層地熱能源參數檢測的精確度。

為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案如下。

一種淺層地熱能源動態檢測系統，包括，

若干個地下土層溫度傳感器，按照每3米安裝一個下土層溫度傳感器的方式布置，相同深度中，兩個相鄰的土層溫度傳感器的距離小於等於10米，對地下土層溫度進行檢測；

若干個地下土層溼度傳感器，按照每1米安裝一個土層溫度傳感器的方式布置，相同深度中，兩個相鄰的土層溫度傳感器的距離小於等於5米，對地下土層溼度進行檢測；

若干個地埋管溫度傳感器，每個地埋管設置有至少一個地埋管溫度傳感器，對地埋管內的換熱介質溫度進行檢測；

地下水位傳感器，與地下水位進行檢測；

數據暫存處理器，分別與地下土層溫度傳感器、地下土層溼度傳感器、地埋管溫度傳感器和地下水位傳感器通過分時復用的通訊線路進行通訊連接；對採集來的數據進行暫存、並將離散數據進行擬合；

數據分析處理器，與數據暫存處理器通訊連接，對數據暫存處理器處理後的數據進行分析，得到淺層地熱能源動態檢測結果。

作為優選，所述數據分析處理器通過無線通訊模塊與遠程控制終端通訊連接。

作為優選，所述數據暫存處理器通過無線通訊模塊與遠程控制終端通訊連接。

一種上述淺層地熱能源動態檢測系統的檢測方法，包括以下步驟：

A、地下土層溫度傳感器、地下土層溼度傳感器、地埋管溫度傳感器、地下水位傳感器將檢測數據發送至數據暫存處理器，數據暫存處理器將接受的數據進行暫存；

B、數據暫存處理器對暫存的數據進行擬合；

C、數據分析處理器對數據暫存處理器處理後的數據進行分析，對巖土綜合導熱係數進行修正。

作為優選，步驟B中，擬合曲線與離散數據的偏差閾值為，

其中，V為偏差閾值，x為偏差閾值所對應的離散數據，x0為離散數據平均值，tanα為相鄰兩個離散數據變化率的最大值，k1為比例常數。

作為優選，步驟C中，巖土綜合導熱係數的修正方法為，

C′＝k2×C

其中，C為修正前的巖土綜合導熱係數，C′為修正後的巖土綜合導熱係數，

f1為地下土層溫度擬合曲線，f2為地下土層溼度擬合曲線，f3為地埋管溫度擬合曲線，f4為地下水位擬合曲線。

採用上述技術方案所帶來的有益效果在於：本發明通過綜合採集地下巖土層的參數狀態，降低了檢測誤差。本發明結構簡單，適用面廣，拓展性強。

附圖說明

圖1是本發明一個具體實施方式的結構圖。

具體實施方式

本發明中使用到的標準零件均可以從市場上購買，異形件根據說明書的和附圖的記載均可以進行訂製，各個零件的具體連接方式均採用現有技術中成熟的螺栓、鉚釘、焊接、粘貼等常規手段，在此不再詳述。

參照圖1，本發明一個具體實施方式包括，

若干個地下土層溫度傳感器1，按照每3米安裝一個下土層溫度傳感器1的方式布置，相同深度中，兩個相鄰的土層溫度傳感器1的距離小於等於10米，對地下土層溫度進行檢測；

若干個地下土層溼度傳感器2，按照每1米安裝一個土層溫度傳感器1的方式布置，相同深度中，兩個相鄰的土層溫度傳感器1的距離小於等於5米，對地下土層溼度進行檢測；

若干個地埋管溫度傳感器3，每個地埋管設置有至少一個地埋管溫度傳感器3，對地埋管內的換熱介質溫度進行檢測；

地下水位傳感器4，與地下水位進行檢測；

數據暫存處理器5，分別與地下土層溫度傳感器1、地下土層溼度傳感器2、地埋管溫度傳感器3和地下水位傳感器4通過分時復用的通訊線路進行通訊連接；對採集來的數據進行暫存、並將離散數據進行擬合；

數據分析處理器6，與數據暫存處理器5通訊連接，對數據暫存處理器5處理後的數據進行分析，得到淺層地熱能源動態檢測結果。

數據分析處理器6通過無線通訊模塊7與遠程控制終端8通訊連接。

數據暫存處理器5通過無線通訊模塊7與遠程控制終端8通訊連接。

一種上述的淺層地熱能源動態檢測系統的檢測方法，包括以下步驟：

A、地下土層溫度傳感器1、地下土層溼度傳感器2、地埋管溫度傳感器3、地下水位傳感器4將檢測數據發送至數據暫存處理器5，數據暫存處理器5將接受的數據進行暫存；

B、數據暫存處理器5對暫存的數據進行擬合；

C、數據分析處理器6對數據暫存處理器5處理後的數據進行分析，對巖土綜合導熱係數進行修正。

步驟B中，擬合曲線與離散數據的偏差閾值為，

其中，V為偏差閾值，x為偏差閾值所對應的離散數據，x0為離散數據平均值，tanα為相鄰兩個離散數據變化率的最大值，k1為比例常數。

步驟C中，巖土綜合導熱係數的修正方法為，

C′＝k2×C

其中，C為修正前的巖土綜合導熱係數，C′為修正後的巖土綜合導熱係數，

f1為地下土層溫度擬合曲線，f2為地下土層溼度擬合曲線，f3為地埋管溫度擬合曲線，f4為地下水位擬合曲線。

遠程控制終端8根據巖土綜合導熱係數修正值的變化率，對k1進行反饋調節，k1與巖土綜合導熱係數修正值變化率的平方成正比。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。