【摘要】：能源的匱乏促使著綠色、環(huán)保的新型能源進(jìn)入飛速發(fā)展的時(shí)期,地源熱泵技術(shù)已經(jīng)成為目前熱門的制冷/制熱應(yīng)用技術(shù)。伴隨著地源熱泵技術(shù)應(yīng)用廣泛度的不斷提升,淺層地能的開發(fā)利用也越來(lái)越受到重視。巖土熱物性參數(shù)是淺層地能開發(fā)中必須用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),它對(duì)地埋管換熱器的設(shè)計(jì)有著重要意義。本課題設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套巖土熱物性測(cè)試系統(tǒng),主要工作包括以下幾個(gè)方面:首先,為巖土熱物性測(cè)試儀進(jìn)行需求分析,主要是根據(jù)對(duì)河北省地源熱泵技術(shù)檢測(cè)中心現(xiàn)有業(yè)務(wù)的分析和考察,從巖土熱物性測(cè)試工作的具體特點(diǎn)出發(fā),將本課題拆分為集成控制模塊、參數(shù)采集模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊三個(gè)部分。其中,集成控制模塊主要處理通過編程控制來(lái)集成測(cè)試系統(tǒng)的電氣、人機(jī)交互以及監(jiān)控運(yùn)行等功能。參數(shù)采集模塊則主要處理在基于程序的集成控制下,通過485/232通訊協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)工作模塊的數(shù)據(jù)采集。同時(shí),在集成控制模塊中使用變頻技術(shù)以達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載,降低功耗,減少損耗,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等作用。其次,通過三層架構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了采用人工冷(熱)源向巖土體中連續(xù)加熱(制冷),在檢測(cè)到對(duì)初始巖土體溫度測(cè)試完成之后,利用集成控制系統(tǒng)開始記錄傳熱介質(zhì)的溫度變化與循環(huán)流量。同時(shí)通過編程控制實(shí)現(xiàn)將各個(gè)功能模塊的參數(shù)實(shí)時(shí)顯示在人機(jī)交互界面中。然后,依托河北省科學(xué)院能源研究所的復(fù)合地源熱泵試驗(yàn)臺(tái),通過將本測(cè)試系統(tǒng)的單獨(dú)接駁在地源熱泵系統(tǒng)的地源側(cè),在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行中完成4個(gè)運(yùn)行周期,取得典型測(cè)試數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)代入現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)的數(shù)據(jù)模型,模擬出按照測(cè)試數(shù)據(jù)推薦值所設(shè)計(jì)的地源熱泵模型,與試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際熱泵機(jī)組進(jìn)行冬季制冷工況下的實(shí)測(cè)值與模擬值的對(duì)比,驗(yàn)證本測(cè)試系統(tǒng)的科學(xué)性。最后,在河北省科學(xué)院能地源熱泵試驗(yàn)臺(tái)的多次驗(yàn)證之后,依托河北省地源熱泵技術(shù)檢測(cè)中心的實(shí)際業(yè)務(wù)情況,將本測(cè)試系統(tǒng)在多項(xiàng)地源熱泵的實(shí)際工程中投入了應(yīng)用,充分的體現(xiàn)了本測(cè)試系統(tǒng)的科學(xué)性與可靠性。不僅為地源熱泵工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的參考與技術(shù)支持,還為河北省科學(xué)院帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
【圖文】：

求分析往一個(gè)系統(tǒng)軟件功能作用開發(fā)成功與否主要取決于系統(tǒng)功能需求的分巖土熱物性測(cè)試系統(tǒng)的后續(xù)設(shè)計(jì)，加快測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)速度，本課題設(shè)計(jì)提出針對(duì)實(shí)際應(yīng)用的功能要求。其主要功能需求就是，能夠讓用去獲取測(cè)試地點(diǎn)土壤熱物性的相關(guān)信息，例如土壤中每延米的單位換導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容等。了方便系統(tǒng)開發(fā)必須要制定相對(duì)應(yīng)的功能應(yīng)用策略，開發(fā)此系統(tǒng)的主是為了測(cè)試巖土熱性。巖土熱物性測(cè)試系統(tǒng)主要有如下針對(duì)性的特點(diǎn)靠、精確的巖土熱物性參數(shù)提供給地源熱泵設(shè)計(jì)與工程施工人員，從員在工地上的參數(shù)需求。巖土熱物性測(cè)試系統(tǒng)的建立不僅提高了施工節(jié)約了設(shè)計(jì)與施工成本，非常適應(yīng)地源熱泵技術(shù)發(fā)展的需要。測(cè)試系 Delphi 編譯的系統(tǒng)，主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)功能模塊的集成于控制，參數(shù)采集。與此同時(shí)使用者也可以運(yùn)用這些參數(shù)更好地管理系統(tǒng)，，系下圖所示。

圖 2-2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能圖2.2.1 硬件環(huán)境1）熱泵系統(tǒng)端的硬件構(gòu)成。熱泵機(jī)組：熱泵機(jī)組是本測(cè)試系統(tǒng)的硬件部分的核心部件，考慮到工作效率及運(yùn)行穩(wěn)定性等因素，結(jié)合測(cè)試孔 80-200 米孔深的實(shí)際工況，機(jī)組型號(hào)選用美意(海)空調(diào)設(shè)備有限公司 Mammoth-l019hhf；流量傳感器：測(cè)試系統(tǒng)中的水流不可避免的存在極微小的氣泡，而氣泡對(duì)超波流量計(jì)影響較大，在試驗(yàn)超聲波流量計(jì)誤差較大的前提下，本系統(tǒng)用了大連邁流體控制技術(shù)有限公司 MK ulc2100 型號(hào)的電磁流量計(jì)；水泵：考慮到本測(cè)試系統(tǒng)在測(cè)試期間為連續(xù)幾十小時(shí)運(yùn)行的工況，水泵采用樂(中國(guó))水泵系統(tǒng)有限公司 WILO pun200e；溫度傳感器：上海松導(dǎo)加熱傳感器有限公司 WZP - 187；變頻器：考慮到連續(xù)工況以及 RS485 通訊協(xié)議的兼容性，變頻器選用北京同科技有限公司 TS2900PT2M；
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP311.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2702114