一种浅层地热能源动态检测系统

摘要

本发明公开一种浅层地热能源动态检测系统，包括若干个地下土层温度传感器、若干个地下土层湿度传感器、若干个地埋管温度传感器、地下水位传感器、数据暂存处理器和数据分析处理器。本发明还公开了一种上述浅层地热能源动态检测系统的检测方法。本发明能够改进现有技术的不足，提高了对于浅层地热能源参数检测的精确度。

说明书

技术领域

本发明涉及地热能源检测技术领域，尤其是一种浅层地热能源动态检测系统及其检测方法。

背景技术

地源热泵地下换热器(钻孔埋管和桩基埋管)穿越不同性质的岩土层，各岩土层的工程地质和水文地质条件会影响其换热效率。当岩土层中地下水含量丰富，且其水力渗透性相对较高时，地下水含量和渗流影响尤为明显，这就使得地下换热器的换热设计变得比较困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种浅层地热能源动态检测系统及其检测方法，能够解决现有技术的不足，提高了对于浅层地热能源参数检测的精确度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种浅层地热能源动态检测系统，包括，

若干个地下土层温度传感器，按照每3米安装一个下土层温度传感器的方式布置，相同深度中，两个相邻的土层温度传感器的距离小于等于10米，对地下土层温度进行检测；

若干个地下土层湿度传感器，按照每1米安装一个土层温度传感器的方式布置，相同深度中，两个相邻的土层温度传感器的距离小于等于5米，对地下土层湿度进行检测；

若干个地埋管温度传感器，每个地埋管设置有至少一个地埋管温度传感器，对地埋管内的换热介质温度进行检测；

地下水位传感器，与地下水位进行检测；

数据暂存处理器，分别与地下土层温度传感器、地下土层湿度传感器、地埋管温度传感器和地下水位传感器通过分时复用的通讯线路进行通讯连接；对采集来的数据进行暂存、并将离散数据进行拟合；

数据分析处理器，与数据暂存处理器通讯连接，对数据暂存处理器处理后的数据进行分析，得到浅层地热能源动态检测结果。

作为优选，所述数据分析处理器通过无线通讯模块与远程控制终端通讯连接。

作为优选，所述数据暂存处理器通过无线通讯模块与远程控制终端通讯连接。

一种上述浅层地热能源动态检测系统的检测方法，包括以下步骤：

A、地下土层温度传感器、地下土层湿度传感器、地埋管温度传感器、地下水位传感器将检测数据发送至数据暂存处理器，数据暂存处理器将接受的数据进行暂存；

B、数据暂存处理器对暂存的数据进行拟合；

C、数据分析处理器对数据暂存处理器处理后的数据进行分析，对岩土综合导热系数进行修正。

作为优选，步骤B中，拟合曲线与离散数据的偏差阈值为，

其中，V为偏差阈值，x为偏差阈值所对应的离散数据，x₀为离散数据平均值，tanα为相邻两个离散数据变化率的最大值，k₁为比例常数。

作为优选，步骤C中，岩土综合导热系数的修正方法为，

C′＝k₂×C

其中，C为修正前的岩土综合导热系数，C′为修正后的岩土综合导热系数，

f₁为地下土层温度拟合曲线，f₂为地下土层湿度拟合曲线，f₃为地埋管温度拟合曲线，f₄为地下水位拟合曲线。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过综合采集地下岩土层的参数状态，降低了检测误差。本发明结构简单，适用面广，拓展性强。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1，本发明一个具体实施方式包括，

若干个地下土层温度传感器1，按照每3米安装一个下土层温度传感器1的方式布置，相同深度中，两个相邻的土层温度传感器1的距离小于等于10米，对地下土层温度进行检测；

若干个地下土层湿度传感器2，按照每1米安装一个土层温度传感器1的方式布置，相同深度中，两个相邻的土层温度传感器1的距离小于等于5米，对地下土层湿度进行检测；

若干个地埋管温度传感器3，每个地埋管设置有至少一个地埋管温度传感器3，对地埋管内的换热介质温度进行检测；

地下水位传感器4，与地下水位进行检测；

数据暂存处理器5，分别与地下土层温度传感器1、地下土层湿度传感器2、地埋管温度传感器3和地下水位传感器4通过分时复用的通讯线路进行通讯连接；对采集来的数据进行暂存、并将离散数据进行拟合；

数据分析处理器6，与数据暂存处理器5通讯连接，对数据暂存处理器5处理后的数据进行分析，得到浅层地热能源动态检测结果。

数据分析处理器6通过无线通讯模块7与远程控制终端8通讯连接。

数据暂存处理器5通过无线通讯模块7与远程控制终端8通讯连接。

一种上述的浅层地热能源动态检测系统的检测方法，包括以下步骤：

A、地下土层温度传感器1、地下土层湿度传感器2、地埋管温度传感器3、地下水位传感器4将检测数据发送至数据暂存处理器5，数据暂存处理器5将接受的数据进行暂存；

B、数据暂存处理器5对暂存的数据进行拟合；

C、数据分析处理器6对数据暂存处理器5处理后的数据进行分析，对岩土综合导热系数进行修正。

步骤B中，拟合曲线与离散数据的偏差阈值为，

其中，V为偏差阈值，x为偏差阈值所对应的离散数据，x₀为离散数据平均值，tanα为相邻两个离散数据变化率的最大值，k₁为比例常数。

步骤C中，岩土综合导热系数的修正方法为，

C′＝k2×C

其中，C为修正前的岩土综合导热系数，C′为修正后的岩土综合导热系数，

f₁为地下土层温度拟合曲线，f₂为地下土层湿度拟合曲线，f₃为地埋管温度拟合曲线，f₄为地下水位拟合曲线。

远程控制终端8根据岩土综合导热系数修正值的变化率，对k₁进行反馈调节，k₁与岩土综合导热系数修正值变化率的平方成正比。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。