本发明涉及一种地源热泵实验装置。
背景技术：
对于我国北方严寒地区，冬季采暖负荷明显大于夏季空调负荷，地源热泵的应用主要以冬季采暖为主，对于没有采用任何辅助的地源热泵系统长期运行后，地埋管换热器周围土壤温度整体下降明显，温度场难以恢复，系统运行效率逐年降低，长期运行经济性差。将地源热泵技术与余热利用技术有效的结合起来，即可以解决地源热泵在北方地区长期运行造成的土壤温度降低以及地源热泵制热效率不高的问题又响应了国家节能减排的政策。将低温余热通过地埋管有效的储存在土壤中，由于余热的不稳定性，在此地源热泵系统中蓄热的温度是不稳定的，时间也是不连续的，因此蓄热为动态变温蓄热。地源热泵技术可以充分有效利用低品位能源，提高能源品位。将地源热泵技术与余热利用技术有效结合起来，将低温余热通过地埋管换热器将热量有效存于土壤中，既可以有效解决地源热泵土壤全年蓄释热总量不平衡的问题，又可以克服余热不稳定的缺点，提高地源热泵实际运行效率及低温余热利用效率。利用地埋管换热器将低温余热向地下土壤补热以保证地源热泵系统高效运行的技术称为低温余热蓄热型地源热泵技术。
土壤热湿迁移问题是现在很多学者的核心研究内容，土壤的热迁移和湿迁移是相互影响，相互作用的，所以研究低温余热蓄热型地源热泵技术对于土壤热湿迁移问题是十分必要的，将数值仿真模拟和实验同步验证是主要手段，构建利用低温余热进行蓄热的双动态变温热源的地源热泵实验系统是十分必要的。
技术实现要素：
本发明是要解决目前研究低温余热蓄热型地源热泵技术对于土壤热湿迁移问题的方法缺乏实验装置的技术问题，而提供一种双动态变温热源地源热泵实验装置。
本发明的双动态变温热源地源热泵实验装置是由外层恒温循环水箱1、内层恒温循环水箱2、温度计3、流量计4、阀门5、u型水管6、圆筒7、保温板8、砂土9和土壤温湿度记录仪10组成；所述的外层恒温循环水箱1和内层恒温循环水箱2内各设置一个循环水泵；
所述的圆筒7为一个空心圆筒，圆筒7内部铺满砂土9，圆筒7上端与保温板8密封，保温板8上端面的中心处布置一个通孔8-1，保温板8上端面的外沿沿着圆周方向均匀布置多个通孔8-1，多个u型水管6通过保温板8上端面的通孔8-1竖直埋在圆筒7内部的砂土9中，在相邻的u型水管6之间的砂土9中均匀布置多个土壤温湿度记录仪10的传感器10-1且多个土壤温湿度记录仪10的传感器10-1为上下多层布置；
所述的内层恒温循环水箱2的第一出水管2-1和第一回水管2-2与保温板8上端面的中心处布置的u型水管6的两个水管分别连通，在内层恒温循环水箱2的第一出水管2-1和第一回水管2-2上各设置一个阀门5和温度计3，在内层恒温循环水箱2的第一出水管2-1上设置一个流量计4；
所述的外层恒温循环水箱1的第二出水管1-2和第二回水管1-1与保温板8上端面的外沿布置的全部u型水管6的两个水管分别连通，在外层恒温循环水箱1的第二出水管1-2和第二回水管1-1上各设置一个阀门5和温度计3，在外层恒温循环水箱1的第二出水管1-2上设置一个流量计4。
本发明的双动态变温热源地源热泵实验装置的外层恒温循环水箱1和内层恒温循环水箱2可以分别独立控制出水的温度，即可以将圆筒7中埋在砂土9中的内层的u型水管6和外层的u型水管6的温度独立控制，可以模仿低温余热蓄热型地源热泵技术，内层的u型水管6代表地源热泵，外层的u型水管6代表余热，通过土壤温湿度记录仪10、温度计3和流量计4获得相应的数据，同时进行相同参数的数值仿真模拟，与实验装置同步验证土壤热湿迁移问题。
本发明的装置构造简单，成本低，特别适合在实验室中应用，并且保温性能好，与外界的换热少，试验准确率达到90％以上。
附图说明
图1是具体实施方式一中的双动态变温热源地源热泵实验装置的俯视示意图；
图2是具体实施方式一中的保温板8的示意图；
图3是具体实施方式一中的双动态变温热源地源热泵实验装置中圆筒7的正视示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式为一种双动态变温热源地源热泵实验装置，如图1-图3所示，具体是由外层恒温循环水箱1、内层恒温循环水箱2、温度计3、流量计4、阀门5、u型水管6、圆筒7、保温板8、砂土9和土壤温湿度记录仪10组成；所述的外层恒温循环水箱1和内层恒温循环水箱2内各设置一个循环水泵；
所述的圆筒7为一个空心圆筒，圆筒7内部铺满砂土9，圆筒7上端与保温板8密封，保温板8上端面的中心处布置一个通孔8-1，保温板8上端面的外沿沿着圆周方向均匀布置多个通孔8-1，多个u型水管6通过保温板8上端面的通孔8-1竖直埋在圆筒7内部的砂土9中，在相邻的u型水管6之间的砂土9中均匀布置多个土壤温湿度记录仪10的传感器10-1且多个土壤温湿度记录仪10的传感器10-1为上下多层布置；
所述的内层恒温循环水箱2的第一出水管2-1和第一回水管2-2与保温板8上端面的中心处布置的u型水管6的两个水管分别连通，在内层恒温循环水箱2的第一出水管2-1和第一回水管2-2上各设置一个阀门5和温度计3，在内层恒温循环水箱2的第一出水管2-1上设置一个流量计4；
所述的外层恒温循环水箱1的第二出水管1-2和第二回水管1-1与保温板8上端面的外沿布置的全部u型水管6的两个水管分别连通，在外层恒温循环水箱1的第二出水管1-2和第二回水管1-1上各设置一个阀门5和温度计3，在外层恒温循环水箱1的第二出水管1-2上设置一个流量计4。
本实施方式的双动态变温热源地源热泵实验装置的外层恒温循环水箱1和内层恒温循环水箱2可以分别独立控制出水的温度，即可以将圆筒7中埋在砂土9中的内层的u型水管6和外层的u型水管6的温度独立控制，可以模仿低温余热蓄热型地源热泵技术，内层的u型水管6代表地源热泵，外层的u型水管6代表余热，通过土壤温湿度记录仪10、温度计3和流量计4获得相应的数据，同时进行相同参数的数值仿真模拟，与实验装置同步验证土壤热湿迁移问题。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的流量计4为电磁流量计。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的阀门5为电磁阀。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的u型水管6为ppr管。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述的圆筒7为不锈钢圆筒。其他与具体实施方式一至四之一相同。
用以下试验对本发明进行验证：
试验一：本试验为一种双动态变温热源地源热泵实验装置，如图1-图3所示，具体是由外层恒温循环水箱1、内层恒温循环水箱2、温度计3、流量计4、阀门5、u型水管6、圆筒7、保温板8、砂土9和土壤温湿度记录仪10组成；所述的外层恒温循环水箱1和内层恒温循环水箱2内各设置一个循环水泵；
所述的圆筒7为一个空心圆筒，圆筒7内部铺满砂土9，圆筒7上端与保温板8密封，保温板8上端面的中心处布置一个通孔8-1，保温板8上端面的外沿沿着圆周方向均匀布置多个通孔8-1，多个u型水管6通过保温板8上端面的通孔8-1竖直埋在圆筒7内部的砂土9中，在相邻的u型水管6之间的砂土9中均匀布置多个土壤温湿度记录仪10的传感器10-1且多个土壤温湿度记录仪10的传感器10-1为上下多层布置；
所述的内层恒温循环水箱2的第一出水管2-1和第一回水管2-2与保温板8上端面的中心处布置的u型水管6的两个水管分别连通，在内层恒温循环水箱2的第一出水管2-1和第一回水管2-2上各设置一个阀门5和温度计3，在内层恒温循环水箱2的第一出水管2-1上设置一个流量计4；
所述的外层恒温循环水箱1的第二出水管1-2和第二回水管1-1与保温板8上端面的外沿布置的全部u型水管6的两个水管分别连通，在外层恒温循环水箱1的第二出水管1-2和第二回水管1-1上各设置一个阀门5和温度计3，在外层恒温循环水箱1的第二出水管1-2上设置一个流量计4；
所述的流量计4为电磁流量计；所述的阀门5为电磁阀；所述的u型水管6为ppr管；所述的圆筒7为不锈钢圆筒。
本试验的双动态变温热源地源热泵实验装置的外层恒温循环水箱1和内层恒温循环水箱2可以分别独立控制出水的温度，即可以将圆筒7中埋在砂土9中的内层的u型水管6和外层的u型水管6的温度独立控制，可以模仿低温余热蓄热型地源热泵技术，内层的u型水管6代表地源热泵，外层的u型水管6代表余热，通过土壤温湿度记录仪10、温度计3和流量计4获得相应的数据，同时进行相同参数的数值仿真模拟，与实验装置同步验证土壤热湿迁移问题。
本试验的装置构造简单，成本低，特别适合在实验室中应用，并且保温性能好，与外界的换热少，试验准确率达到90％以上。