冷却塔‑地埋管耦合土壤散热实验系统技术方案

本发明专利技术公开一种冷却塔‑地埋管耦合土壤散热实验系统，包括保温水箱(1)、板式换热器(2)、冷却塔(3)及地埋管换热器(4)；地埋管换热器(4)的进水口(41)、出水口(42)分别与保温水箱(1)的出水口(12)、进水口(11)相通，所述冷却塔(3)的进水口(31)、出水口(32)分别与板式换热器(2)的第二出水口(23)、第二进水口(24)相通；板式换热器(2)的第一进水口(21)与保温水箱(1)的进水口(11)相通，第一出水口(22)与地埋管换热器(4)的出水口(42)相通。本发明专利技术的实验系统，可获得不同冷却塔‑地埋管耦合土壤方式下埋管周围土壤温度变化特征及地埋管与冷却塔散热特性。

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.

【技术实现步骤摘要】
冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统
本专利技术属于地源热泵空调试验装置
，特别是一种可获得不同冷却塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周围土壤温度变化特征及地埋管与冷却塔散热特性的冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统。
技术介绍
地源热泵因其节能与环保性而逐渐得到普及，并被认为是二十一世纪最具发展潜力的采暖空调技术之一。然而针对以供冷为主的地区，土壤热失衡严重、埋管初投资大，成为制约地源热泵发展应用的关键因素。为此，以冷却塔作为辅助散热装置来代替部分埋管的冷却塔辅助复合地源热泵系统，既能有效缓解土壤热失衡，同时也能减少埋管投资，具有广阔的应用前景。对于冷却塔辅助复合地源热泵系统，冷却塔的辅助散热特性及地埋管周围土壤的温度变化与恢复特性对复合系统性能的影响至关重要，而不同的冷却塔-地埋管耦合土壤散热方式会导致不同的冷却塔散热性能和地埋管周围土壤温度变化规律。为了寻求最佳的冷却塔-地埋管耦合土壤散热方式，以确保复合系统的高效运行，需要通过实验对各种耦合散热方式进行实验对比。然而，现有实验系统通常仅能完成单一散热模式实验，无法获得不同冷却塔-地埋管耦合土壤散热模式下土壤温度变化及冷却塔与地埋管散热特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统，可获得不同冷却塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周围土壤温度变化特征及地埋管与冷却塔散热特性。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统，包括保温水箱1、板式换热器2、冷却塔3和地埋管换热器4；所述地埋管换热器4的进水口41与保温水箱1的出水口12相通，地埋管换热器4的出水口42与保温水箱1的进水口11相通，在地埋管换热器4的出水口42与保温水箱1的进水口11之间依次串联有第三流量计73、第一循环水泵61和第六阀门86，在保温水箱1的出水口12与地埋管换热器4的进水口41之间设有第四阀门84；所述冷却塔3的进水口31通过第二流量计72与板式换热器2的第二出水口23相通，冷却塔3的出水口32通过第二循环水泵62与板式换热器2的第二进水口24相通；所述板式换热器2的第一进水口21通过第五阀门85和第六阀门86与保温水箱1的进水口11相通，板式换热器2的第一进水口21通过第一流量计71和第一阀门81与保温水箱1的出水口12相通，所述板式换热器2的第一出水口22通过第三阀门83和第三流量计73与地埋管换热器4的出水口42相通，板式换热器2的第一出水口22通过第二阀门82与地埋管换热器4的进水口41相通。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：可获得不同冷却塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周围土壤温度变化特征及地埋管与冷却塔散热特性。1、通过阀门的灵活调节，可完成不同冷却塔-地埋管耦合土壤散热模式下地埋管换热器周围土壤的温度动态变化特征及冷却塔与地埋管散热特性的实验；2、通过保温水箱水温的设定，可获得不同出水温度下冷却塔-地埋管间的耦合散热特性，从而可为实际系统的优化设计与运行提供依据；3、通过设定冷却塔的开启条件，可完成冷却塔在连续运行、间歇运行及不同室外环境下冷却塔散热对地下土壤温度恢复特性的实验；4、由于采用带有电加热器的保温水箱来代替水源热泵机组，使得系统结构简单、成本低、便于控制调节，且实验功能多样化。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统的结构示意图。图中，保温水箱1，板式换热器2，冷却塔3，地埋管换热器4，数据采集仪5，第一循环水泵61，第二循环水泵62，第一流量计71，第二流量计72，第三流量计73，第一阀门81，第二阀门82，第三阀门83，第四阀门84，第五阀门85，第六阀门86，电加热器9,温度探头10，信号传输线11。具体实施方式一种冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统，包括保温水箱1、板式换热器2、冷却塔3和地埋管换热器4；所述地埋管换热器4的进水口41与保温水箱1的出水口12相通，地埋管换热器4的出水口42与保温水箱1的进水口11相通，在地埋管换热器4的出水口42与保温水箱1的进水口11之间依次串联有第三流量计73、第一循环水泵61和第六阀门86，在保温水箱1的出水口12与地埋管换热器4的进水口41之间设有第四阀门84；所述冷却塔3的进水口31通过第二流量计72与板式换热器2的第二出水口23相通，冷却塔3的出水口32通过第二循环水泵62与板式换热器2的第二进水口24相通；所述板式换热器2的第一进水口21通过第五阀门85和第六阀门86与保温水箱1的进水口11相通，板式换热器2的第一进水口21通过第一流量计71和第一阀门81与保温水箱1的出水口12相通，所述板式换热器2的第一出水口22通过第三阀门83和第三流量计73与地埋管换热器4的出水口42相通，板式换热器2的第一出水口22通过第二阀门82与地埋管换热器4的进水口41相通。在所述保温水箱1内设有电加热器9。还包括数据采集仪5和多个温度探头10，所述多个温度探头10通过信号传输线11与数据采集仪5电连接；所述多个温度探头10分别设置于保温水箱1的进出水口11、12、板式换热器22进出水口21、22、23、24、冷却塔3的进出水口31、32和地埋管换热器4的进出水口41、42。在所述地埋管换热器4周围土壤不同深度与半径处也设有与数据采集仪5电连接的温度探头10。本专利技术可方便地工作在多种模式下，以获得不同冷却塔-地埋管耦合土壤方式下埋管周围土壤温度变化特征及地埋管与冷却塔散热特性。1、运行在冷却塔-地埋管串联耦合散热模式时，开启电加热9、循环水泵61、循环水泵62，第一阀门81、第二阀门82、第六阀门86打开，其他阀门关闭；冷却塔通过板式换热器与地埋管换热器构成串联连接，即保温水箱出来的热水先经过板式换热器通过冷却塔散热，再进入地埋管换热器散热后回到保温水箱。2、运行在冷却塔-地埋管并联耦合散热模式时，开启电加热9、循环水泵61、循环水泵62，第一阀门81、第三阀门83、第四阀门84、第六阀门86打开，其他阀门关闭；冷却塔通过板式换热器与地埋管换热器构成并联连接，即保温水箱出来的热水同时经过板式换热器通过冷却塔散热及地埋管换热器散热，然后回到保温水箱。3、运行在夜间冷却塔释热模式，日间利用地埋管进行散热运行时：开启电加热器9、第一循环水泵6-1，第四阀门84、第六阀门86打开，其他阀门关闭；夜间利用冷却塔释热运行时：开启第一循环水泵61、第一循环水泵62，第二阀门82、第五阀门85打开，其他阀门关闭；日间利用地埋管换热器进行散热，夜间冷却塔通过板式换热器与地埋管换热器构成串联连接回路，利用冷却塔将日间地埋管换热器散至土壤中的热量释放至空气中，以使地埋管周围土壤的温度尽快恢复。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却塔‑地埋管耦合土壤散热实验系统，其特征在于：包括保温水箱(1)、板式换热器(2)、冷却塔(3)及地埋管换热器(4)；所述地埋管换热器(4)的进水口(41)与保温水箱(1)的出水口(12)相通，地埋管换热器(4)的出水口(42)与保温水箱(1)的进水口(11)相通，在地埋管换热器(4)的出水口(42)与保温水箱(1)的进水口(11)之间依次串联有第三流量计(73)、第一循环水泵(61)和第六阀门(86)，在保温水箱(1)的出水口(12)与地埋管换热器(4)的进水口(41)之间设有第四阀门(84)；所述冷却塔(3)的进水口(31)通过第二流量计(72)与板式换热器(2)的第二出水口(23)相通，冷却塔(3)的出水口(32)通过第二循环水泵(62)与板式换热器(2)的第二进水口(24)相通；所述板式换热器(2)的第一进水口(21)通过第五阀门(85)和第六阀门(86)与保温水箱(1)的进水口(11)相通，板式换热器(2)的第一进水口(21)通过第一流量计(71)和第一阀门(81)与保温水箱(1)的出水口(12)相通，所述板式换热器(2)的第一出水口(22)通过第三阀门(83)和第三流量计(73)与地埋管换热器(4)的出水口(42)相通，板式换热器(2)的第一出水口(22)通过第二阀门(82)与地埋管换热器(4)的进水口(41)相通。...

【技术特征摘要】
1.一种冷却塔-地埋管耦合土壤散热实验系统，其特征在于：包括保温水箱(1)、板式换热器(2)、冷却塔(3)及地埋管换热器(4)；所述地埋管换热器(4)的进水口(41)与保温水箱(1)的出水口(12)相通，地埋管换热器(4)的出水口(42)与保温水箱(1)的进水口(11)相通，在地埋管换热器(4)的出水口(42)与保温水箱(1)的进水口(11)之间依次串联有第三流量计(73)、第一循环水泵(61)和第六阀门(86)，在保温水箱(1)的出水口(12)与地埋管换热器(4)的进水口(41)之间设有第四阀门(84)；所述冷却塔(3)的进水口(31)通过第二流量计(72)与板式换热器(2)的第二出水口(23)相通，冷却塔(3)的出水口(32)通过第二循环水泵(62)与板式换热器(2)的第二进水口(24)相通；所述板式换热器(2)的第一进水口(21)通过第五阀门(85)和第六阀门(86)与保温水箱(1)的进水口(11)相通，板式换热器(2)的第一进水口(21)通过第一流量计(71)和第一阀门(81)与保温水箱(1)的出水口(12)相通，所述板式换热器(2)的第一出水口(22)通过第三阀门(83)和第三流量计(73)与地埋管换热器(4)的出水口(42)相通，板式换热器(2)的第一出水口(22)通过第二阀门(82)与地埋管换热器(4)的进水口(41)相通。2.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于：在所述保温水箱(1)内设有电加热器(9)。3.根据权利要求2所述的实验系统，其特征在于：还包括数据采集仪(5)和多个温度探头(10)，所述多个温度探头(10)通过信号传输线(11)与数据采集仪(5)电连接；所述多个温度探头(10)分别设置于保温水箱(1)的进出水口(11、12)、板式换热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫波，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32