專利名稱：地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種參數(shù)監(jiān)測儀，特別是涉及一種地源熱泵系統(tǒng)運行的流量、溫 度、壓力、電力參數(shù)的在線監(jiān)測儀。
背景技術(shù)：
地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源(也稱地能，包括地下水、土壤或地表水 等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)冷熱源的形式可分為地下水地源熱 泵、地埋管地源熱泵和地表水地源熱泵。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能)，實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。 地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取” 出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。地源熱泵冷系統(tǒng)由地溫熱交換器、熱泵機組和末端系統(tǒng)三大部分組成。這三部分 通過地溫循環(huán)和末端冷暖循環(huán)兩個獨立的閉式循環(huán)有機的連接起來。地源熱泵系統(tǒng)的主要運行參數(shù)包括流量、溫度、壓力、電力等，這些參數(shù)對于地源 熱泵系統(tǒng)的問題排查、運行操作調(diào)整、系統(tǒng)改進以及系統(tǒng)綜合能效評價至關(guān)重要。隨著地源 熱泵工程項目的日益增多，暴露出來的問題也越來越多，無論是地源熱泵設(shè)計上，還是地源 熱泵系統(tǒng)的操作運行上，都沒有真正實現(xiàn)科學、合理地設(shè)計和使用。而地源熱泵系統(tǒng)綜合能 效評價工作能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題，包括設(shè)計和操作不當，從而可對系統(tǒng)或操作方法進 行改進。另一方面通過評價工作增加了實際項目對現(xiàn)有理論的驗證和校核環(huán)節(jié)，有利于現(xiàn) 有理論的進一步完善，從而真正實現(xiàn)地源熱泵節(jié)能、環(huán)保的特點。地源熱泵技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用以及應(yīng)用環(huán)節(jié)存在問題，使得地源熱泵系統(tǒng)運行操作方 案優(yōu)化、系統(tǒng)改進以及綜合能效評價存在非常大的市場，而上述這些工作需要全面的地源 熱泵系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)，地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀必將擁有廣闊的市場。然而絕大多數(shù)地源熱泵項目在安裝過程中沒有預留各參數(shù)的監(jiān)測接口，這使得系 統(tǒng)運行過程中的參數(shù)監(jiān)測變得困難。本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù) 經(jīng)驗及專業(yè)知識，研制出確具實用價值的本實用新型——地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀。 該監(jiān)測儀能夠在不破壞原有管道系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的情況下，實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)的 全面、實時、同步、準確地監(jiān)測。通過對參數(shù)的分析可對地源熱泵系統(tǒng)的運行操作提出優(yōu)化 方案、對系統(tǒng)提出改進方案以及對系統(tǒng)進行綜合能效評價，由于地源熱泵逐漸規(guī)模化應(yīng)用 和問題的逐漸增多，地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀具有較好的應(yīng)用和市場前景。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的在于，克服前期未安裝運行參數(shù)監(jiān)測設(shè)備也未預留接口的 地源熱泵系統(tǒng)，無法進行全面的運行參數(shù)監(jiān)測的問題，提供一種新型結(jié)構(gòu)的地源熱泵系統(tǒng) 運行參數(shù)監(jiān)測儀，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠在不破壞原有管道系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的情 況下，實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)所有重要參數(shù)的實時、同步監(jiān)測，非常適于實用。[0009]本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本實 用新型提出的一種地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，包括非接觸測量的傳感器系統(tǒng)，包括流 量傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器以及鉗形電流互感器；熱力參數(shù)監(jiān)測儀，與流量傳感器、 壓力傳感器以及溫度傳感器通訊連接；以及電力參數(shù)監(jiān)測儀，與鉗形電流互感器通訊連接； 其中，熱力參數(shù)監(jiān)測儀與電力參數(shù)監(jiān)測儀通訊，熱力參數(shù)監(jiān)測儀由電力參數(shù)監(jiān)測儀供電。[0010]本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。[0011]前述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其中所述的熱力參數(shù)監(jiān)測儀包括用于將流 量傳感器、壓力傳感器以及溫度傳感器測得的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的巡檢儀，以及并 聯(lián)連接的接受流量傳感器模擬信號的超聲波流量計；其中超聲波流量計將流量模擬信號傳 遞給巡檢儀。[0012]前述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其中所述的電力參數(shù)監(jiān)測儀包括四塊用于 將鉗形電流互感器測得的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號的多功能電表，以及用于存儲數(shù)據(jù)的工 控機。[0013]前述的地源熱泵系運行參數(shù)監(jiān)測儀，其中所述的流量傳感器是超聲波傳感器。[0014]前述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其中所述的壓力傳感器是壓力變送器。[0015]前述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其中所述的溫度傳感器是置于溫度綁帶中 的PtlOOO溫度傳感器。[0016]前述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于其中所述的電力參數(shù)監(jiān)測儀還 包括USB接口。[0017]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本 實用新型至少具有下列優(yōu)點及有益效果[0018](1)在地源熱泵系統(tǒng)沒有預留參數(shù)監(jiān)測接口的情況下系統(tǒng)運行過程中的參數(shù)監(jiān) 測；[0019](2)監(jiān)測參數(shù)齊全，包括流量、溫度、壓力和電力參數(shù)；[0020](3)電力參數(shù)監(jiān)測儀和熱力參數(shù)監(jiān)測儀連接的傳感器與被測系統(tǒng)的非接觸監(jiān)測， 不破壞原有的系統(tǒng)，做到實時、同步監(jiān)測，可實現(xiàn)所有參數(shù)的同時監(jiān)測；[0021](4)自動化、高精度，所有監(jiān)測工作在傳感器安裝完成后無需人工干預，完全自動 化，所有設(shè)備均選用高精度進口產(chǎn)品，整機精度高。[0022](5)溫度綁帶是利用帆布，保溫棉，保溫膠板構(gòu)成的，用于固定溫度傳感器，與外界 隔熱。[0023](6)電力參數(shù)監(jiān)測儀和熱力參數(shù)監(jiān)測儀可以自由放置，即裝即用，操作方便。[0024](7)與傳感器連接的電纜線和航空插頭，實現(xiàn)與熱力參數(shù)監(jiān)測儀和電力參數(shù)監(jiān)測 儀的即插即用。[0025]綜上所述，本實用新型地源熱泵系運行參數(shù)監(jiān)測儀，包括傳感器系統(tǒng)、熱力參數(shù)監(jiān) 測儀以及電力參數(shù)監(jiān)測儀，同步、實時監(jiān)測流量、溫度、壓力和電力參數(shù)。本實用新型在技術(shù) 上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。[0026]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技 術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征 和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


[0027]圖IA是超聲波傳感器的平面示意圖；[0028]圖IB是壓力變送器的平面示意圖；[0029]圖IC是安裝于溫度綁帶的PtlOOO溫度傳感器的平面示意圖[0030]圖ID是鉗形電流互感器的平面示意圖；[0031]圖2是熱力參數(shù)監(jiān)測儀的內(nèi)部示意圖；[0032]圖3A是熱力參數(shù)監(jiān)測儀內(nèi)部電路圖；[0033]圖3B是熱力參數(shù)監(jiān)測儀電路局部放大圖；[0034]圖4是熱力參數(shù)監(jiān)測儀背面接口示意圖；[0035]圖5A是電力參數(shù)監(jiān)測儀的內(nèi)部示意圖；[0036]圖5B是電力參數(shù)監(jiān)測儀背面接口示意圖；[0037]圖6是系統(tǒng)檢測流程示意圖。
具體實施方式
[0038]為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀其具 體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。[0039]有關(guān)本實用新型的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較 佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，當可對本實用新型為達 成預定目的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供 參考與說明之用，并非用來對本實用新型加以限制。[0040]本實用新型較佳實施例的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，包括傳感器系統(tǒng)、熱力 參數(shù)監(jiān)測儀2、以及電力參數(shù)監(jiān)測儀3。從參數(shù)監(jiān)測角度分為流量監(jiān)測系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)、 壓力監(jiān)測系統(tǒng)、電力監(jiān)測系統(tǒng)。[0041]傳感器系統(tǒng)包括2套流量傳感器、6套壓力傳感器、6套溫度傳感器、3套鉗形電流 互感器。[0042]如圖IA所示，流量傳感器采用非接觸式測試設(shè)備，選用超聲波傳感器11，根據(jù)管 徑大小配備。多數(shù)地源熱泵系統(tǒng)需要監(jiān)測的流量為地源側(cè)和空調(diào)側(cè)總管，個別項目還有生 活熱水側(cè)總管。[0043]如圖IB所示，壓力傳感器可以是壓力變送器12，由于安裝壓力表的位置都安裝有 閥門，因此壓力表可在線拆卸，在監(jiān)測時，將系統(tǒng)的直讀壓力表拆下，安裝壓力變送器，監(jiān)測 任務(wù)完成后拆下壓力變送器，安裝上直讀壓力表。[0044]地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀通常是在管壁上安裝溫度傳感器，如圖IC所示，根 據(jù)不同的管徑制作不同的溫度綁帶，綁帶安裝一定數(shù)量的PtlOOO溫度傳感器13，并在綁帶 端部縫制自粘膠帶，用于將綁帶固定于管道上。溫度綁帶是利用帆布，保溫棉，保溫膠板構(gòu) 成的，用于固定溫度傳感器，與外界隔熱。根據(jù)管徑系列，本監(jiān)測系統(tǒng)共制作6套溫度測量 綁帶，分別適用于管徑< DN50、DN50 DN100、DN100 DN150、DN150 DN200、DN200 DN400、^ DN400,每套綁帶4個，每種綁帶根據(jù)測試的需要，放置的傳感器個數(shù)分別為3個，2個和1個，根據(jù)不同的管徑和不同的要求，選擇合適的溫度綁帶。每種溫度綁帶都有一個 標定的綁帶，其它的綁帶個體現(xiàn)的溫度可以和標定后的綁帶做比較。為了保證監(jiān)測溫度不 受環(huán)境影響，監(jiān)測時需在綁帶外纏繞保溫層，根據(jù)綁帶的數(shù)量制作同樣數(shù)量的保溫帶。這種 方式一方面減小測量誤差，另一方面促進鉬電阻與管壁熱平衡，增加反應(yīng)速度。[0045]如圖ID所示鉗形電流互感器14，一次電流分別為1500A、800A和200A的各配備一 套，二次電流為5A，每套需配A、B、C各一把。[0046]如圖2所示，熱力參數(shù)監(jiān)測儀2內(nèi)部配件主要有巡檢儀21，超聲波流量計22，24V 電源23，4-20MA電源對，接口 25，流量計電池沈，風扇27。[0047]如圖3A和圖;3B所示，熱力參數(shù)監(jiān)測儀內(nèi)部電路圖和放大電路圖，超聲波流量計22 與流量計電池26并聯(lián)后與MV電源23串聯(lián)，而后與風扇27、巡檢儀21并聯(lián)，4-20MA電源 24為巡檢儀53-60路通道輸電。地源側(cè)和空調(diào)側(cè)需要同時監(jiān)測，因此該熱力參數(shù)監(jiān)測儀設(shè) 有2臺超聲波流量計，并聯(lián)連接，若有生活熱水可穿插監(jiān)測。[0048]如圖4所示，熱力參數(shù)監(jiān)測儀設(shè)有M個溫度接口 251，連接溫度傳感器，全部為七 芯插頭，分別對應(yīng)巡檢儀的1-48路通道，其中傳感器個數(shù)為3的接頭對應(yīng)的是1-8個接口， 傳感器個數(shù)為2的接頭對應(yīng)的是9-16接口，傳感器個數(shù)為1的接頭對應(yīng)的是17-M接口， 并且各個溫度綁帶的對應(yīng)位置可以相互調(diào)換。熱力參數(shù)監(jiān)測儀還設(shè)有8個壓力接口 252，連 接壓力傳感器，全部為三芯插口，對應(yīng)巡檢儀的53-60路通道。熱力參數(shù)監(jiān)測儀設(shè)有4個流 量接口 253，連接流量傳感器，分別對應(yīng)巡檢儀的61和62路通道。接口與傳感器采用電纜 線和航空插頭連接，實現(xiàn)與熱力參數(shù)監(jiān)測儀即插即用。[0049]如圖5A所示，電力參數(shù)監(jiān)測儀3的內(nèi)部配件主要有四塊S7-330多功能電表31，工 控機32，24V電源33，接口 34，USB接口 35，開關(guān)36。[0050]如圖5B所示，每一個多功能電表31都對應(yīng)后面的三個傳感器接口 341，分別對應(yīng) 三個鉗形互感器，用來監(jiān)測接入的電力參數(shù)，包括電流，線電壓，相電壓等，其反應(yīng)的數(shù)據(jù)可 以體現(xiàn)在多功能電表上。接口與傳感器采用電纜線和航空插頭連接，實現(xiàn)與電力參數(shù)監(jiān)測 儀的即插即用。[0051]本實用新型地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，超聲波流量計11分別安裝于地源熱 泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器循環(huán)泵以及冷凝器循環(huán)泵。壓力變送器12分別安裝于蒸發(fā)器進、出口(水 側(cè))、冷凝器進、出口(水側(cè))。溫度傳感器13分別安裝于蒸發(fā)器進、出口(水側(cè))、冷凝器 進、出口(水側(cè))以及地埋管換熱器各支路(主支路)。鉗形互感器14分別設(shè)置在地源熱 泵機組、蒸發(fā)器循環(huán)泵以及冷凝器循環(huán)泵。[0052]如圖6所示，超聲波流量計11、壓力變送器12以及溫度傳感器13獲得模擬信號， 并將該模擬信號傳送至帶通訊功能的巡檢儀21采集并轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。熱力參數(shù)監(jiān)測儀 2和電力參數(shù)監(jiān)測儀3之間分別通過電源口 2M、342和通訊口 255、343用兩根電力和通訊 對接線來對接，來對熱力參數(shù)監(jiān)測儀和電力參數(shù)監(jiān)測儀進行供電，以及及時的把巡檢儀采 集并轉(zhuǎn)化成的數(shù)字信號傳送到帶有可觸摸顯示屏的工控機32上。多功能電表31具有通訊 功能，直接將監(jiān)測的電力數(shù)據(jù)傳輸至工控機32。[0053]外接電源可以采用220V電壓交流電源，也可采用380V電源電壓，可以用接頭，鱷 魚鉗，接線端子來進行連接，電源直接引入電力參數(shù)檢測儀中的總電源接口 344。[0054]通過電力參數(shù)監(jiān)測儀上面的USB接口 35，可以將存儲在工控機32的監(jiān)測過程中對熱力、壓力、流量、電力的監(jiān)測參數(shù)導出，過程非常方便，在數(shù)據(jù)導出的時候輸入需要的時間 段就可以將想要的數(shù)據(jù)導出，以便進行數(shù)據(jù)分析。工控機32本身的數(shù)據(jù)存儲能力很強，可 以存儲大量的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)存儲適量的情況下可以將先前的數(shù)據(jù)做備份存儲，在突然斷電 等情況下數(shù)據(jù)不會丟失，所以數(shù)據(jù)的存儲是非常安全的。[0055]工控機32中得到的數(shù)據(jù)通過進一步的數(shù)據(jù)分析，可以評價整個地源熱泵系統(tǒng)運 行的可靠性、穩(wěn)定性和隨負荷變化的自動調(diào)節(jié)能力。[0056]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上 的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟 悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi) 容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi) 容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍 屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于包括非接觸測量的傳感器系統(tǒng)，包括流量傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器以及鉗形電流互 感器；熱力參數(shù)監(jiān)測儀，與流量傳感器、壓力傳感器以及溫度傳感器通訊連接；以及電力參數(shù)監(jiān)測儀，與鉗形電流互感器通訊連接；其中，熱力參數(shù)監(jiān)測儀與電力參數(shù)監(jiān)測儀通訊連接，熱力參數(shù)監(jiān)測儀由電力參數(shù)監(jiān)測 儀供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于其中所述的熱力 參數(shù)監(jiān)測儀包括用于將流量傳感器、壓力傳感器以及溫度傳感器測得的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù) 字信號的巡檢儀，以及并聯(lián)連接的接受流量傳感器模擬信號的超聲波流量計；其中超聲波 流量計將流量模擬信號傳遞給巡檢儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于其中所述的電力 參數(shù)監(jiān)測儀包括四塊用于將鉗形電流互感器測得的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號的多功能電 表，以及用于存儲數(shù)據(jù)的工控機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵系運行參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于其中所述的流量傳 感器是超聲波傳感器，采用電纜線和航空插頭與熱力參數(shù)監(jiān)測儀通訊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于其中所述的壓力 傳感器是壓力變送器，采用電纜線和航空插頭與熱力參數(shù)監(jiān)測儀通訊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于其中所述的溫度 傳感器是置于溫度綁帶中的PtlOOO溫度傳感器，采用電纜線和航空插頭與熱力參數(shù)監(jiān)測 儀通訊連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，其特征在于其中所述的 電力參數(shù)監(jiān)測儀還包括USB接口。
專利摘要本實用新型是有關(guān)于一種地源熱泵系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)測儀，包括傳感器系統(tǒng)，包括流量傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器以及鉗形電流互感器；電力參數(shù)監(jiān)測儀，包括多功能電表，終端工控機，與鉗形電流互感器通訊連接；以及熱力參數(shù)監(jiān)測儀，包括巡檢儀，與流量傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器通訊連接；其中，熱力參數(shù)監(jiān)測儀與電力參數(shù)監(jiān)測儀通訊，熱力參數(shù)監(jiān)測儀由電力參數(shù)監(jiān)測儀供電。本實用新型便于攜帶，操作簡單，并且能夠在不破壞原有管道系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的情況下，實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)所有重要參數(shù)的實時、同步監(jiān)測。
文檔編號G01R31/00GK201828289SQ201020585218
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者樓洪波, 畢文明, 王建, 郭建峰 申請人:北京華清榮昊新能源開發(fā)有限責任公司