地源热泵低品位热源热响应远程测试装置

摘要

本发明公开了一种地源热泵低品位热源热响应远程测试装置，包括：地源热泵岩土热响应现场测试装置以及远程数据无线传输系统两部分，所述的地源热泵岩土热响应测试装置包括风冷热泵机组、电加热器、调压模块、稳压器、电磁阀、变频器、水泵、压力变送器、流量变送器、温度传感器、管道活接头，所述的远程数据无线传输系统采用GPRS远程数据无线传输系统包括现场数据采集模块、GPRSDTU通讯模块、中国移动网络平台以及中心服务器客户端，与现有技术相比，本发明采用现场测试设备与GPRS远程数据无线传输技术相结合的方式，有效弥补了现场使用有线串口通讯测试距离短的缺点。使得测试的监控不受空间和时间的限制。

说明书

技术领域

本发明主要涉及地源热泵低品位热源热响应测试领域。尤其适用于地下岩土热物性测试领域。

背景技术

地源热泵空调技术是利用地下的土壤、地表水、地下水等可再生能源的新型空调系统，由于其低碳环保的特征，在当前应用广泛。其中，低品位热源的热物性参数对地源热泵空调系统的设计及后期运行都具有重要的意义。

但是，由于地质条件的复杂性，经验设计参数往往带有较大偏差，只有利用现场测试的方法才能准确测得低品位热源的参数，为地源热泵空调系统的设计及模拟研究提供准确数据。

然而，测试现场地理位置分散，测试周期短，现在多数测试使用的有线串口通讯测试距离短，采用现场测试极易受到地形，气候，环境等复杂因素的影响。采用远程数据无线传输技术和现场设备测试相结合的方法可以有效解决这一难题。

发明内容

本发明主要针对目前地源热泵低品位热源现场测试装置的不足之处，开发了一种远程数据无线传输技术和现场测试技术相结合的地源热泵低品位热源热响应测试平台，保证了测量数据的准确性和完整性。

本发明采用如下技术方案予以实现：

一种地源热泵低品位热源热响应远程测试装置，包括：地源热泵岩土热响应现场测试装置以及远程数据无线传输系统两部分，其中：

所述的地源热泵岩土热响应测试装置包括风冷热泵机组、电加热器、调压模块、稳压器、电磁阀、变频器、水泵、压力变送器、流量变送器、温度传感器、管道活接头，所述的风冷热泵机组具有进水端和出水端，所述的管道活接头为两个，且分别与所述风冷热泵机组的进水端和出水端通过管路连接，在所述的风冷热泵机组的出水端与其中之一管道活接头之间的管路上依次设置有所述的电加热器、水泵、压力变送器、流量变送器以及温度传感器，所述的变频器与所述的水泵连接用于控制所述的水泵的转速，所述的调压模块、稳压器与所述的电加热器连接，用于控制所述电加热器（2）的加热功率。在所述的风冷热泵机组的进水端的管路上也设置有所述的压力变送器以及温度传感器；

所述的远程数据无线传输系统采用GPRS远程数据无线传输系统包括现场数据采集模块、GPRS DTU通讯模块、中国移动网络平台以及中心服务器客户端，所述的现场数据采集模块采集所述的流量变送器的流体流量、温度传感器采集的温度、电加热器的功率以及压力变送器采集的流体进出地埋管压力。所述的GPRS DTU通讯模块将所述的现场数据采集模块采集的测试数据通过所述的中国移动网络平台传输至所述的中心服务器客户端，实现客户端和现场测试设备的双向通信。

本发明地源热泵现场测试装置主要功能是模拟地源热泵空调系统的运行工况，具体分为放热和取热两个工况。放热工况是模拟地源热泵夏季运行工况，取热工况模拟地源热泵冬季运行工况。放热工况时，加热器开启为系统提供热量，在加热器两端串联稳压电源，从而在城市电网电压波动时，保证加热器的加热功率恒定不受影响。通过可控硅调压模块调节电加热器功率满足进水温度的测试要求，采用变频器调节水泵流量满足规定流量测试要求。测试过程中通过PLC以及采集模块采集循环环路的流体流量、温度、电加热器的功率以及进出地埋管压力等。通过采集的数据可以得到地下岩土热物性参数以及放热工况下地埋管换热器每米的换热量。冬季放热工况可采用风冷热泵机组和电加热器联合使用提供热量，即保证了热量的可控性，又节约测试电耗；取热工况时，风冷热泵机组开启，通过压缩机变频调节空调制冷量满足进水温度的测试要求，采用变频器调节水泵流量满足规定流量测试要求。从而可以得到取热工况下地埋管换热器每米的换热量。

远程数据无线传输系统采用GPRS远程数据无线传输系统包括现场数据采集模块、GPRS DTU通讯模块、中国移动网络平台以及中心服务器客户端。采用RS485或者RS232串口连接GPRS DTU通讯模块和现场测试数据采集模块，采集测试过程中的循环环路的流体流量、温度、电加热器的功率以及进出地埋管压差等，经由中国移动网络平台传输至中心服务器客户端，实现客户端和现场测试设备的双向通信。通过客户端电脑可以实时监测现场测试数据，并可以通过PLC程序控制，根据监测数据所反映的现场测试情况，实现远程实时开停现场测试设备、远程实时调节现场设备运行参数等。

采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1．  本发明采用现场测试设备与GPRS远程数据无线传输技术相结合的方式，有效弥补了现场使用有线串口通讯测试距离短的缺点。使得测试的监控不受空间和时间的限制。

2．本发明采用现场测试设备与GPRS远程数据传输相结合的方式，排除了现场测试极易受到地形，气候，环境等复杂因素的干扰，保证了测试数据的完整性和准确性。

3．采用GPRS远程数据无线传输系统可以实现实时监控现场设备测试数据，根据测试数据可以实现实时开停现场测试设备，实时调节现场设备的运行参数，保证了测试数据的准确性以及测试人员及现场设备的安全。 

附图说明

图1是本发明地源热泵岩土热响应现场测试装置。

图2是本发明远程数据无线传输系统

其中：

1、风冷热泵机组，2、电加热器，3、调节模块，4、稳压器，5、电磁阀，6、变频器，7、水泵，8、压力变送器，9、流量变送器，10、温度传感器，11、管道活接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

本发明地源热泵现场测试装置包括风冷热泵机组1、电加热器2、可控硅调压模块3、稳压器4、电磁阀5、变频器6、水泵7、压力变送器8、流量变送器9、温度传感器10、管道活接头11。

具体现场测试方法如图一所示，设备主要功能是模拟地源热泵空调系统的现实运行工况，具体分为放热和取热两个工况，放热工况时，首先将现场地埋管换热器与管道活接头11连接，开启循环水泵7灌水排气，待排气完毕，水泵流量稳定后，采用变频器6调节水泵流量满足规定测试要求，然后开启电加热器2，通过可控硅调压模块3调节电加热器功率满足进水温度的测试要求。测试过程中通过PLC以及采集模块实时采集循环环路的流体流量、温度、电加热器的功率以及进出地埋管压力等参数。取热工况时，风冷热泵机组1开启，通过压缩机变频调节空调制冷量满足进水温度的测试要求，采用变频器6调节水泵流量满足规定测试要求。通过PLC以及采集模块实时采集循环环路的流体流量、温度、电加热器的功率以及进出地埋管压差等参数。

远程数据无线传输系统采用GPRS远程数据无线传输系统，包括现场数据采集模块、DTU通讯模块、中国移动网络平台、中心服务器客户端。

远程数据采集以及监控方法如图二所示，将GPRS DTU通讯模块与现场测试数据采集模块用RS485或者RS232串口连接，将PLC以及采集模块实时采集的循环环路的流体流量、温度、电加热器的功率以及进出地埋管压力等参数通过中国移动GPRS网络平台传输至服务器客户端，根据客户端所显示现场测试数据，进行实时监控，通过PLC程序控制，可以根据监测数据所反映的现场测试境况，实现远程实时开停现场设备、远程实时监测设备运行参数，远程实时调节现场设备运行参数等。