地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统的制作方法

地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统。
【背景技术】
[0002]地源热泵系统是利用可再生的浅层地热能(岩土、地表水、城市污水等蕴含的低品位热能)，为建筑物、工农业生产提供采暖、制冷、生活热水、工艺冷却或加热。对地源热泵系统输入少量高品位的能源(通常为电能)，能够得到大约4?5倍的热量或冷量，因此节能效果显著。近年来国家相继出台鼓励政策，地源热泵系统应用推广迅速。
[0003]地源热泵系统能否稳定运行、系统效率如何、系统能否节能，与地源热泵系统换热器所处的环境温度直接相关。从传热学知识我们知道:Q = k*A*(dt/dx)，其中Q为导热速率，k为导热系数，A为传热面积，(dt/dx)为温度梯度。当地源热泵系统为岩土型地源热泵时，其换热系统埋设于地下岩土体中，换热效果与覆盖区域岩土体的温度直接相关；当地源热泵系统为地表水、地下水型地源热泵时，换热效果与覆盖区域地表水、地下水的温度直接相关；当地源热泵系统为城市污水源型地源热泵时，换热效果与覆盖区域城市污水管网中污水的温度直接相关。
[0004]地源热泵系统能够长期稳定运行的一个重要条件，是换热器布设区域温度的长期稳定性必须得到保证，即换热器所要使用区域媒介温度的长期稳定性必须得到保证。对于土壤型地源热泵系统，要保证换热器周边的需要使用的土壤温度每年保持相对稳定，则要求系统每年向土壤的放热量与从土壤中的吸热量大致相等。地源热泵系统多余或不足的热量需要采用冷却塔、锅炉、太阳能等辅助冷热源进行调节。是否需要开启辅助冷热源，辅助冷热源需要开启多长时间，通常也需要通过监测换热器布设区域的土壤温度进行判断。
[0005]目前已经建成的地源热泵系统中，有些设置了换热器区域的温度监测系统，还有很多项目没有建立这样的系统。已经设置的温度监测系统，有的采用温控仪进行数据显示，有的采用PLC、DDC、单片机等进行数据采集，然后将数据传送给机房控制系统。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种成本低、可靠的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统。
[0007]为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0008]地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统，包括依次连接的计算机处理器、智能仪表以及至少一个温度探测器；所述的温度探测器埋设于换热器周边的岩土或水体中，且向智能仪表传送电信号；所述的智能仪表能够将温度探测器传过来的电信号转化为数字信号，且通过通讯协议向计算机处理器传送温度数据；所述的计算机处理器通过通讯协议接收温度数据，实现现场温度的采集、存储、显示和分析。
[0009]在上述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统中，所述的温度探测器可以采用热电阻或者热电偶。
[0010]在上述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统中，所述的热电阻采用三根同规格导线传输测量信号。为防止导线电阻对热电阻测量带来的影响。
[0011]在上述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统中，所述的热电偶采用两根同规格导线传输测量信号。为防止导线电阻对热电偶测量带来的影响。
[0012]在上述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统中，所述的智能仪表采用多通道温度变送显示智能仪表。
[0013]在上述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统中，所述的计算机处理器为现场联网计算机或人机界面或远程计算机。
[0014]在上述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统中，所述的远程计算机通过互联网或者GPRS联网。
[0015]本实用新型通过依次连接的计算机处理器、智能仪表以及温度探测器实现了一种全新的低成本、高可靠、可远程传输的换热器区域温度监测系统。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
[0017]图中标号说明:
[0018]1、温度探测器；2、多通道温度变送显示智能仪表；3、控制计算机；4、人机界面；5、互联网远程计算机；6、GPRS远程计算机；7、GPRS数据终端；8、GPRS网络；9、互联网。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型进行详细的描述。
[0020]如图1所示，本实施例中，现场温度探测器I采用PT100热电阻(也可以采用其他类型的热电阻或热电偶)，埋设在土壤型地源热泵地下换热器U型PE管外侧的土壤中(也可埋设于地表水、地下水、污水管网中换热器的附近)，为防止导线电阻对热电阻测量带来的影响，热电阻采用三根同规格导线传输测量信号，(若采用热电偶则采用两根同规格导线传输测量信号)。
[0021]多通道温度变送显示智能仪表2采用16通道温度变送显示智能仪表，该16通道温度变送显示智能仪表可用于多路温度测量和控制，通过采集热电阻(或热电偶)信号，可测量I?16路温度，适用于多种工况与场合的温度测量与控制。该产品可通过按键编程设置每一路温度测量的报警阈值，并带有2路继电器输出，并可通过RS485通讯接口(MODBUS通讯协议)将温度数据及报警信息传输给计算机等数据采集与存贮设备。16通道智能温度变送显示仪表能够显示16路的温度实时值，便于现场人员及时了解实时温度。
[0022]本实例中，现场控制总线采用RS485总线，控制计算机与互联网9的连接采用以太网通讯。
[0023]现场控制计算机3可以通过RS232接口(串口)，经RS232-RS485协议转换器，与16通道温度变送显示智能仪表进行通讯。数据传输遵循MODBUS通讯协议，其中控制计算机3作为MODBUS主站，16通道温度变送显示智能仪表作为MODBUS从站，主站与从站采用远程终端单元(RTU)模式通讯。
[0024]现场控制计算机3 中安装标准 SCADA(Supervisory Control And DataAcquisit1n数据采集与监视控制)软件、标准数据库软件，能够实现对现场温度数据的长期采集、存储、分析，作出各种趋势变化图，生成各种分析报表，并能根据预先设定值发出报警信号。
[0025]对于一些规模较小的系统，可以采用人机界面4(触摸屏)代替现场控制计算机3。人机界面4中预装有特定的SCADA软件、小型的数据库系统，同样能够实现对现场温度数据的长期采集、存储、分析，作出各种趋势变化图，并能根据预先设定值发出报警信号。但人机界面4的报表功能较弱，数据存储量有限。人机界面4可以提供数据下载功能，在人机界面4上插上U盘，就能将其中的采集数据转移到U盘中，从而可以将数据转移到电脑中进行进一步的存1C、分析。
[0026]对于现场有互联网9连接的项目，其现场控制计算机3中的数据，可以非常方便地实现与远程数据中心或互联网9远程计算机5的共享。
[0027]对于现场没有互联网9连接的项目，实施方案利用了移动通讯公司的GPRS网络8传输数据，在现场16通道温度变送显示智能仪表上连接一台GPRS数据终端7，GPRS远程计算机6上连接一台GPRS数据终端7，只要有手机信号，就能实现数据的不间断传输，能够实现对现场温度数据的长期采集、存储、分析，作出各种趋势变化图，生成各种分析报表，并能根据预先设定值发出报警信号。
[0028]本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。
【主权项】
1.地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统，其特征在于，包括依次连接的计算机处理器、智能仪表以及至少一个温度探测器；所述的温度探测器埋设于换热器周边的岩土或水体中，且向智能仪表传送电信号；所述的智能仪表能够将温度探测器传过来的电信号转化为数字信号，且通过通讯协议向计算机处理器传送温度数据；所述的计算机处理器通过通讯协议接收温度数据，实现现场温度的采集、存储、显示和分析。
2.根据权利要求1所述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统，其特征在于，所述的温度探测器可以采用热电阻或者热电偶。
3.根据权利要求2所述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统，其特征在于，所述的热电阻采用三根同规格导线传输测量信号。
4.根据权利要求2所述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统，其特征在于，所述的热电偶采用两根同规格导线传输测量信号。
5.根据权利要求1所述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统，其特征在于，所述的智能仪表采用多通道温度变送显示智能仪表。
6.根据权利要求1所述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统，其特征在于，所述的计算机处理器为现场联网计算机或人机界面或远程计算机。
7.根据权利要求6所述的地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统，其特征在于，所述的远程计算机通过互联网或者GPRS联网。
【专利摘要】本实用新型公开了一种地源热泵系统换热器布设区域岩土及水体温度监测系统，包括依次连接的计算机处理器、智能仪表以及至少一个温度探测器；所述的温度探测器埋设于换热器周边的岩土或水体中，且向智能仪表传送电信号；所述的智能仪表能够将温度探测器传过来的电信号转化为数字信号，且通过通讯协议向计算机处理器传送温度数据；所述的计算机处理器通过通讯协议接收温度数据，实现现场温度的采集、存储、显示和分析。本实用新型实现了一种全新的低成本、高可靠、可远程传输的换热器区域温度监测系统。
【IPC分类】G01K7-16, G01K7-02
【公开号】CN204612820
【申请号】CN201520208336
【发明人】朱宏杰
【申请人】上海沃特奇能源科技股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月8日