冷卻塔?地埋管耦合土壤散熱實驗系統技術方案

本發明專利技術公開一種冷卻塔?地埋管耦合土壤散熱實驗系統，包括保溫水箱(1)、板式換熱器(2)、冷卻塔(3)及地埋管換熱器(4)；地埋管換熱器(4)的進水口(41)、出水口(42)分別與保溫水箱(1)的出水口(12)、進水口(11)相通，所述冷卻塔(3)的進水口(31)、出水口(32)分別與板式換熱器(2)的第二出水口(23)、第二進水口(24)相通；板式換熱器(2)的第一進水口(21)與保溫水箱(1)的進水口(11)相通，第一出水口(22)與地埋管換熱器(4)的出水口(42)相通。本發明專利技術的實驗系統，可獲得不同冷卻塔?地埋管耦合土壤方式下埋管周圍土壤溫度變化特征及地埋管與冷卻塔散熱特性。

The soil heat coupling experiment system of cooling tower buried pipe

The invention discloses a cooling tower buried pipe coupling soil cooling experimental system, including the heat preservation water tank (1), heat exchanger (2) and (3) cooling tower and heat exchanger (4); heat exchanger (4) inlet and outlet (41) and (42) respectively. The thermal insulation water tank (1) of the outlet (12), (11) is communicated with the water inlet, the cooling tower (3) of the water inlet and outlet (31) (32) and (2) of the second heat exchanger outlet (23), second (24) is communicated with the water inlet; heat exchanger (2) of the first water inlet (21) and (1) the water inlet of the heat preservation water tank (11) communicated with the first heat exchanger outlet (22) and (4) the water outlet pipe (42). The experiment system of the invention, can obtain different cooling tower buried pipe coupling soil under the soil around the pipe temperature variation and buried pipe and the cooling tower cooling characteristics.

【技術實現步驟摘要】
冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱實驗系統
本專利技術屬于地源熱泵空調試驗裝置
，特別是一種可獲得不同冷卻塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周圍土壤溫度變化特征及地埋管與冷卻塔散熱特性的冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱實驗系統。
技術介紹
地源熱泵因其節能與環保性而逐漸得到普及，并被認為是二十一世紀最具發展潛力的采暖空調技術之一。然而針對以供冷為主的地區，土壤熱失衡嚴重、埋管初投資大，成為制約地源熱泵發展應用的關鍵因素。為此，以冷卻塔作為輔助散熱裝置來代替部分埋管的冷卻塔輔助復合地源熱泵系統，既能有效緩解土壤熱失衡，同時也能減少埋管投資，具有廣闊的應用前景。對于冷卻塔輔助復合地源熱泵系統，冷卻塔的輔助散熱特性及地埋管周圍土壤的溫度變化與恢復特性對復合系統性能的影響至關重要，而不同的冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱方式會導致不同的冷卻塔散熱性能和地埋管周圍土壤溫度變化規律。為了尋求最佳的冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱方式，以確保復合系統的高效運行，需要通過實驗對各種耦合散熱方式進行實驗對比。然而，現有實驗系統通常僅能完成單一散熱模式實驗，無法獲得不同冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱模式下土壤溫度變化及冷卻塔與地埋管散熱特性。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱實驗系統，可獲得不同冷卻塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周圍土壤溫度變化特征及地埋管與冷卻塔散熱特性。實現本專利技術目的的技術解決方案為：一種冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱實驗系統，包括保溫水箱1、板式換熱器2、冷卻塔3和地埋管換熱器4；所述地埋管換熱器4的進水口41與保溫水箱1的出水口12相通，地埋管換熱器4的出水口42與保溫水箱1的進水口11相通，在地埋管換熱器4的出水口42與保溫水箱1的進水口11之間依次串聯有第三流量計73、第一循環水泵61和第六閥門86，在保溫水箱1的出水口12與地埋管換熱器4的進水口41之間設有第四閥門84；所述冷卻塔3的進水口31通過第二流量計72與板式換熱器2的第二出水口23相通，冷卻塔3的出水口32通過第二循環水泵62與板式換熱器2的第二進水口24相通；所述板式換熱器2的第一進水口21通過第五閥門85和第六閥門86與保溫水箱1的進水口11相通，板式換熱器2的第一進水口21通過第一流量計71和第一閥門81與保溫水箱1的出水口12相通，所述板式換熱器2的第一出水口22通過第三閥門83和第三流量計73與地埋管換熱器4的出水口42相通，板式換熱器2的第一出水口22通過第二閥門82與地埋管換熱器4的進水口41相通。本專利技術與現有技術相比，其顯著優點為：可獲得不同冷卻塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周圍土壤溫度變化特征及地埋管與冷卻塔散熱特性。1、通過閥門的靈活調節，可完成不同冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱模式下地埋管換熱器周圍土壤的溫度動態變化特征及冷卻塔與地埋管散熱特性的實驗；2、通過保溫水箱水溫的設定，可獲得不同出水溫度下冷卻塔-地埋管間的耦合散熱特性，從而可為實際系統的優化設計與運行提供依據；3、通過設定冷卻塔的開啟條件，可完成冷卻塔在連續運行、間歇運行及不同室外環境下冷卻塔散熱對地下土壤溫度恢復特性的實驗；4、由于采用帶有電加熱器的保溫水箱來代替水源熱泵機組，使得系統結構簡單、成本低、便于控制調節，且實驗功能多樣化。下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步的詳細描述。附圖說明圖1為本專利技術冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱實驗系統的結構示意圖。圖中，保溫水箱1，板式換熱器2，冷卻塔3，地埋管換熱器4，數據采集儀5，第一循環水泵61，第二循環水泵62，第一流量計71，第二流量計72，第三流量計73，第一閥門81，第二閥門82，第三閥門83，第四閥門84，第五閥門85，第六閥門86，電加熱器9,溫度探頭10，信號傳輸線11。具體實施方式一種冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱實驗系統，包括保溫水箱1、板式換熱器2、冷卻塔3和地埋管換熱器4；所述地埋管換熱器4的進水口41與保溫水箱1的出水口12相通，地埋管換熱器4的出水口42與保溫水箱1的進水口11相通，在地埋管換熱器4的出水口42與保溫水箱1的進水口11之間依次串聯有第三流量計73、第一循環水泵61和第六閥門86，在保溫水箱1的出水口12與地埋管換熱器4的進水口41之間設有第四閥門84；所述冷卻塔3的進水口31通過第二流量計72與板式換熱器2的第二出水口23相通，冷卻塔3的出水口32通過第二循環水泵62與板式換熱器2的第二進水口24相通；所述板式換熱器2的第一進水口21通過第五閥門85和第六閥門86與保溫水箱1的進水口11相通，板式換熱器2的第一進水口21通過第一流量計71和第一閥門81與保溫水箱1的出水口12相通，所述板式換熱器2的第一出水口22通過第三閥門83和第三流量計73與地埋管換熱器4的出水口42相通，板式換熱器2的第一出水口22通過第二閥門82與地埋管換熱器4的進水口41相通。在所述保溫水箱1內設有電加熱器9。還包括數據采集儀5和多個溫度探頭10，所述多個溫度探頭10通過信號傳輸線11與數據采集儀5電連接；所述多個溫度探頭10分別設置于保溫水箱1的進出水口11、12、板式換熱器22進出水口21、22、23、24、冷卻塔3的進出水口31、32和地埋管換熱器4的進出水口41、42。在所述地埋管換熱器4周圍土壤不同深度與半徑處也設有與數據采集儀5電連接的溫度探頭10。本專利技術可方便地工作在多種模式下，以獲得不同冷卻塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周圍土壤溫度變化特征及地埋管與冷卻塔散熱特性。1、運行在冷卻塔-地埋管串聯耦合散熱模式時，開啟電加熱9、循環水泵61、循環水泵62，第一閥門81、第二閥門82、第六閥門86打開，其他閥門關閉；冷卻塔通過板式換熱器與地埋管換熱器構成串聯連接，即保溫水箱出來的熱水先經過板式換熱器通過冷卻塔散熱，再進入地埋管換熱器散熱后回到保溫水箱。2、運行在冷卻塔-地埋管并聯耦合散熱模式時，開啟電加熱9、循環水泵61、循環水泵62，第一閥門81、第三閥門83、第四閥門84、第六閥門86打開，其他閥門關閉；冷卻塔通過板式換熱器與地埋管換熱器構成并聯連接，即保溫水箱出來的熱水同時經過板式換熱器通過冷卻塔散熱及地埋管換熱器散熱，然后回到保溫水箱。3、運行在夜間冷卻塔釋熱模式，日間利用地埋管進行散熱運行時：開啟電加熱器9、第一循環水泵6-1，第四閥門84、第六閥門86打開，其他閥門關閉；夜間利用冷卻塔釋熱運行時：開啟第一循環水泵61、第一循環水泵62，第二閥門82、第五閥門85打開，其他閥門關閉；日間利用地埋管換熱器進行散熱，夜間冷卻塔通過板式換熱器與地埋管換熱器構成串聯連接回路，利用冷卻塔將日間地埋管換熱器散至土壤中的熱量釋放至空氣中，以使地埋管周圍土壤的溫度盡快恢復。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冷卻塔?地埋管耦合土壤散熱實驗系統，其特征在于：包括保溫水箱(1)、板式換熱器(2)、冷卻塔(3)及地埋管換熱器(4)；所述地埋管換熱器(4)的進水口(41)與保溫水箱(1)的出水口(12)相通，地埋管換熱器(4)的出水口(42)與保溫水箱(1)的進水口(11)相通，在地埋管換熱器(4)的出水口(42)與保溫水箱(1)的進水口(11)之間依次串聯有第三流量計(73)、第一循環水泵(61)和第六閥門(86)，在保溫水箱(1)的出水口(12)與地埋管換熱器(4)的進水口(41)之間設有第四閥門(84)；所述冷卻塔(3)的進水口(31)通過第二流量計(72)與板式換熱器(2)的第二出水口(23)相通，冷卻塔(3)的出水口(32)通過第二循環水泵(62)與板式換熱器(2)的第二進水口(24)相通；所述板式換熱器(2)的第一進水口(21)通過第五閥門(85)和第六閥門(86)與保溫水箱(1)的進水口(11)相通，板式換熱器(2)的第一進水口(21)通過第一流量計(71)和第一閥門(81)與保溫水箱(1)的出水口(12)相通，所述板式換熱器(2)的第一出水口(22)通過第三閥門(83)和第三流量計(73)與地埋管換熱器(4)的出水口(42)相通，板式換熱器(2)的第一出水口(22)通過第二閥門(82)與地埋管換熱器(4)的進水口(41)相通。...

【技術特征摘要】
1.一種冷卻塔-地埋管耦合土壤散熱實驗系統，其特征在于：包括保溫水箱(1)、板式換熱器(2)、冷卻塔(3)及地埋管換熱器(4)；所述地埋管換熱器(4)的進水口(41)與保溫水箱(1)的出水口(12)相通，地埋管換熱器(4)的出水口(42)與保溫水箱(1)的進水口(11)相通，在地埋管換熱器(4)的出水口(42)與保溫水箱(1)的進水口(11)之間依次串聯有第三流量計(73)、第一循環水泵(61)和第六閥門(86)，在保溫水箱(1)的出水口(12)與地埋管換熱器(4)的進水口(41)之間設有第四閥門(84)；所述冷卻塔(3)的進水口(31)通過第二流量計(72)與板式換熱器(2)的第二出水口(23)相通，冷卻塔(3)的出水口(32)通過第二循環水泵(62)與板式換熱器(2)的第二進水口(24)相通；所述板式換熱器(2)的第一進水口(21)通過第五閥門(85)和第六閥門(86)與保溫水箱(1)的進水口(11)相通，板式換熱器(2)的第一進水口(21)通過第一流量計(71)和第一閥門(81)與保溫水箱(1)的出水口(12)相通，所述板式換熱器(2)的第一出水口(22)通過第三閥門(83)和第三流量計(73)與地埋管換熱器(4)的出水口(42)相通，板式換熱器(2)的第一出水口(22)通過第二閥門(82)與地埋管換熱器(4)的進水口(41)相通。2.根據權利要求1所述的實驗系統，其特征在于：在所述保溫水箱(1)內設有電加熱器(9)。3.根據權利要求2所述的實驗系統，其特征在于：還包括數據采集儀(5)和多個溫度探頭(10)，所述多個溫度探頭(10)通過信號傳輸線(11)與數據采集儀(5)電連接；所述多個溫度探頭(10)分別設置于保溫水箱(1)的進出水口(11、12)、板式換熱器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊衛波，
申請(專利權)人：揚州大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32