專利名稱：：地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置及其測控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及暖通空調(diào)工程
技術(shù)領(lǐng)域：
的地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置及其測控軟件系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：利用以地表土或水源作為冷/熱源的地源熱泵為建筑物進行供熱制冷，已經(jīng)成為近年來國內(nèi)外建筑節(jié)能的技術(shù)熱點。而地源換熱器的傳熱性能和運行可靠性又是這類節(jié)能技術(shù)成功與否的關(guān)鍵。由于地表的地質(zhì)構(gòu)成、水文特性、物理特性等方面參數(shù)各不相同，相應(yīng)的傳熱性能就會隨之改變，因此在不同地區(qū)埋設(shè)的地源換熱器的傳熱性能就會不同。從事地源換熱器設(shè)計，特別對大型工程來說，僅僅開展理論研究或?qū)嶒炇覀鳠嵩囼炑芯渴遣粔虻?、不可靠的，因此美國等發(fā)達國家在技術(shù)標準中明確規(guī)定，把在施工現(xiàn)場進行地源換熱器的實地試驗研究作為工程可行性研究和工程設(shè)計的前提條件。然而，目前在國內(nèi)，能提供地源換熱器的傳熱性能的測試的設(shè)備較少，并且還存在著以下不足不能同時模擬散熱與取熱兩種工況；不能實現(xiàn)對制冷與制熱容量大小的方便調(diào)節(jié)；已開發(fā)的裝置對于測量與控制過程、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析還沒有完全實現(xiàn)自動化，因此給測量帶來了不便并難以保證測量的精度，可能給工程設(shè)計帶來誤差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)了地源換熱器傳熱性能測試裝置，可對各種地源換熱器進行散熱與取熱實驗，并以LabVIEW語言開發(fā)的軟件為測控平臺，可以實現(xiàn)對循環(huán)水泵、電加熱器、壓縮機的功率調(diào)節(jié)，測試過程自動掃描、存儲并可動態(tài)顯示數(shù)據(jù)。對于存儲的數(shù)據(jù)通過LabVIEW編寫的專門程序，轉(zhuǎn)化為測試數(shù)據(jù)的過程曲線，實現(xiàn)了測量與控制的自動化，大大提高了測量精度，可為工程設(shè)計提供可靠的依據(jù)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該裝置包括管路和測試裝置的電路兩部分；在該測試裝置的電路中，可控硅的電壓信號信號輸出端與后置加熱器信號輸入端連接，可控硅的控制信號端與模擬量輸出模塊的第十一通道相連接；變頻器的頻率輸出端與循環(huán)水泵供電端連接，變頻器的模擬量控制信號輸入端與模擬量輸出模塊的通道第十二通道相連接；熱泵系統(tǒng)的數(shù)字信號熱泵開關(guān)量輸入端、數(shù)字信號渦旋壓縮機開關(guān)量輸入端、數(shù)字信號變頻壓縮機開關(guān)量輸入端分別與數(shù)字量輸出模塊的第十五通道、第十六通道、第十七通道相連接；前置加熱器中的4kW加熱器開關(guān)量信號輸入端、2kW加熱器開關(guān)量信號輸入端分別與數(shù)字量輸出模塊的第十三通道、十四通道相連接；溫度采集模塊、壓力流量采集模塊、數(shù)字量輸出模塊和模擬量輸出模塊的通信端分別通過RS485總線與上位機連接；在該裝置的管路中，循環(huán)水泵的輸出端接入分水器的水輸入端，分水器的兩個水輸出端分別通過第一換熱器、第二換熱器和過濾器接入集水器，集水器的輸出端接前置加熱器的輸入端，前置加熱器出水端接熱泵系統(tǒng)的進水端，熱泵系統(tǒng)出水端接后置加熱器的進水端、后置加熱器的出水端連接循環(huán)水泵的進水端。上述地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置的測控軟件系統(tǒng)，包括機組運行狀態(tài)監(jiān)測與控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，所述機組運行狀態(tài)監(jiān)測與控制系統(tǒng)基于LabVIEW語言開發(fā)，由前面板和程序框圖兩部分組成，所述前面板提供用戶操作界面，用于在測試過程中通過所述上位機的顯示器動態(tài)顯示溫度、流量、壓力數(shù)據(jù)，所述程序框圖用于實現(xiàn)監(jiān)測與控制過程，所述監(jiān)測與控制過程具體包括如下步驟該測試裝置的運行狀態(tài)監(jiān)測與控制系統(tǒng)上位機的顯示器動態(tài)顯示溫度、流量、壓力數(shù)據(jù)，其監(jiān)測與控制、數(shù)據(jù)采集、運行保護過程具體包括如下步驟第一步系統(tǒng)初始化，測試開始時，首先連接好機組與換熱器管道，然后從補水箱對系統(tǒng)加水，充滿整個換熱器管道，開啟循環(huán)水泵開關(guān)進行排氣，通過機組控制柜，將循環(huán)水泵頻率設(shè)為手動，實驗進行幾個小時后，補水箱液面恒定，控制柜的壓力表讀數(shù)趨于穩(wěn)定，此時可認定管道內(nèi)空氣已被排除完畢，可以開始正式測試;第二步模式選擇，選擇夏季工況或冬季工況測試模式；第三步不同工況測試；A.在夏季工況測試模式下，具體包括以下步驟Al)設(shè)定測試工況，模擬夏季制冷工況，進行散熱實驗；A2)開啟電加熱器和循環(huán)水泵；A3)設(shè)定電加熱器和循環(huán)水泵參數(shù)；A4)測試并存儲數(shù)據(jù)；A5)檢測測試裝置出水溫度是否達到要求，如果未達到，則調(diào)整電加熱器功率并回到上面第A4)步，如果達到，則進入下一步；A6)判斷測試進行時間，持續(xù)48小時后，結(jié)束散熱測試；B.在冬季工況測試模式下，具體包括以下步驟Bl〉開啟熱泵系統(tǒng)；B2〉設(shè)定熱泵系統(tǒng)溫度，調(diào)節(jié)變頻壓縮機開關(guān)和頻率；B3〉測試并存儲數(shù)據(jù)；B4〉檢測熱泵系統(tǒng)出水溫度是否高于安全最小值，如果不是，則調(diào)整電加熱器功率并回到上面第B3〉步，如果是，則進入下一步；B5〉判斷測試進行時間，持續(xù)48小時后，結(jié)束取熱測試。所述數(shù)據(jù)存儲與分析系統(tǒng)也應(yīng)用LabVIEW語言編寫程序，程序?qū)?shù)據(jù)存儲為二進制文件，節(jié)省大量的硬盤空間。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)還包括一CircleBuffer程序，該程序在測試數(shù)據(jù)處理過程中將歷史數(shù)據(jù)讀取到所述上位機的內(nèi)存，并通過所述前面板顯示，實現(xiàn)對不同的曲線進行不同的操作。測試裝置包括電加熱與熱泵裝置和數(shù)據(jù)采集裝置，電加熱與熱泵裝置中電加熱器包括2KW前置加熱器與4KW后置加熱器及12KW后置加熱器。模擬制冷工況時，開啟電加熱器，向地下排熱。后置加熱器可通過可控硅對其功率在012kW之間進行調(diào)節(jié)，從而加熱功率可在018kW之間進行調(diào)節(jié)。模擬制熱工況時，開啟熱泵裝置，從地下取熱，通過選擇開啟渦旋壓縮機、變頻壓縮機可實現(xiàn)制熱容量調(diào)節(jié)。機組運行狀態(tài)監(jiān)測與控制系統(tǒng)是基于LabVIEW語言開發(fā)的，測量與控制軟件平臺由前面板和程序框圖兩部分組成。機組開啟運行后，模擬夏季制冷即進行取熱實驗時，通過界面操作，可對變頻器加420mA的電流，從而使水泵功率在0lkW之間變化，起到對流量的調(diào)節(jié)作用。還可對可控硅加420mA電流，使其功率在012kW之間變化，另外點擊開關(guān)可使4kW與2kW加熱器有選擇性地打開，使機組加熱功率在018kW之間變化。模擬冬季制熱即取熱實驗時，關(guān)閉電加熱器，觸動熱泵開關(guān)，并根據(jù)負荷狀況，有選擇性地打開渦旋壓縮機與變頻壓縮機，可實現(xiàn)制熱容量調(diào)節(jié)。在程序中，通過兩個流量傳感器之和與設(shè)定值比較，可判斷機組運行是否正常，當機組運行出現(xiàn)故障時，兩流量傳感器之和小于設(shè)定值，機組可自動停機保護，避免加熱器干燒和壓縮機空運轉(zhuǎn)。程序界面可以動態(tài)顯示各狀態(tài)點參數(shù)，自由設(shè)置掃描間隔與存儲時間長度，點擊隨時査看過程數(shù)據(jù)曲線包括溫度、流量、壓力等。數(shù)據(jù)存儲與分析系統(tǒng)，應(yīng)用LabVIEW編寫程序。由于實驗時間較長，數(shù)據(jù)量很大，運用LabVIEW編寫的程序?qū)?shù)據(jù)存儲為二進制文件，節(jié)省大量的硬盤空間。待實驗完成后，用LabVIEW編寫數(shù)據(jù)解讀程序，翻譯成直觀的數(shù)據(jù)曲線圖表。在數(shù)據(jù)處理過程中，需要對不同的曲線做不同的操作，這在傳統(tǒng)的圖表中是很難完成的。本發(fā)明通過使用一個CircleBuffer讀取歷史數(shù)據(jù)到內(nèi)存來實現(xiàn)。該軟件可顯示所存儲的任意時刻的溫度、流量、壓力數(shù)據(jù)等，并可對任一通道的數(shù)據(jù)做各種數(shù)據(jù)處理。并可將傳感器校正的回歸函數(shù)寫入解讀程序，從而實現(xiàn)高精度測量。本發(fā)明以地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置為依托，以LabVIEW語言開發(fā)的軟件為平臺，使用RS485通信總線實現(xiàn)軟件與硬件通信，通過軟件控制硬件，并通過軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動存儲與分析。有益效果1.測試裝置運行安全可靠，實現(xiàn)了地源熱泵換熱器傳熱性能測試中測量控制過程、數(shù)據(jù)處理過程的集成統(tǒng)一，容量調(diào)節(jié)方便，高度自動化，提高了測試精度，為工程設(shè)計提供可靠依據(jù)。在提倡建筑節(jié)能的今天，為大力推廣地源熱泵的應(yīng)用，走出一條產(chǎn)業(yè)化之路提供了根本保障。2.機組運行狀態(tài)監(jiān)測與控制系統(tǒng)可以動態(tài)顯示各狀態(tài)點參數(shù)，自由設(shè)置掃描間隔與存儲時間長度，點擊隨時査看過程數(shù)據(jù)曲線包括溫度、流量、壓力等，實現(xiàn)了自動監(jiān)控，監(jiān)控方便，提高了工作效率。3.數(shù)據(jù)存儲與分析系統(tǒng)運用LabVIEW編寫的程序?qū)?shù)據(jù)存儲為二進制文件，節(jié)省大量的硬盤空間。數(shù)據(jù)解讀程序模塊能將測試數(shù)據(jù)翻譯成直觀的數(shù)據(jù)曲線圖表，并通過使用一個CircleBuffer讀取歷史數(shù)據(jù)到內(nèi)存來實現(xiàn)對不同的曲線進行不同的操作，監(jiān)控與分析數(shù)據(jù)方便。下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的闡述。圖1為本發(fā)明地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置示意圖。其中有熱泵系統(tǒng)a、后置加熱器b、溢水管c、補水管d、前置加熱器e、集水器f、分水器g、過濾器h、可控硅i、變頻器j、循環(huán)水泵k，上位機m。圖2為熱泵系統(tǒng)示意圖。其中有渦旋壓縮機18、風冷冷凝器19、風機20、變頻壓縮機21、板式換熱器22、電磁膨脹閥23，繼電器開關(guān)24。圖3為機組運行狀態(tài)監(jiān)測與控制系統(tǒng)監(jiān)測與控制流程圖。圖4為存儲數(shù)據(jù)的處理結(jié)果(散熱時的溫度曲線)。圖5為存儲數(shù)據(jù)的處理結(jié)果(取熱時的溫度曲線)。圖6為存儲數(shù)據(jù)的處理結(jié)果(流量曲線)。具體實施方式如圖1所示，本發(fā)明的地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置包括電加熱與熱泵裝置和數(shù)據(jù)采集裝置。電加熱與熱泵裝置包括循環(huán)水泵、電加熱器、渦旋壓縮機、變頻壓縮機、板式換熱器、換熱器i、換熱器n、風冷冷凝器、電磁膨脹閥、風機、變頻器j、可控硅i及若干固態(tài)繼電器。變頻器與循環(huán)水泵連接。電加熱器包括前置加熱器e和后置加熱器b，前置加熱器包括2KW、4KW兩個前置加熱器，后置加熱器為012KW，兩個前置加熱器分別連接有固態(tài)繼電器，后置加熱器與可控硅連接。數(shù)據(jù)采集裝置包括6個溫度傳感器PT100溫度傳感器、2個壓力傳感器、2個渦輪流量傳感器、1-7015型溫度采集模塊A、I-7017C型壓力流量采集模塊B、1-7055型數(shù)字量輸出模塊C和1-7024型模擬量輸出模塊D。6個溫度傳感器分別設(shè)置在換熱器I的出口點和進口點、換熱器II的出口點和進口點以及循環(huán)水泵K的進口點與環(huán)境溫度，2個壓力傳感器分別設(shè)置在靠近集水器f的供水管和回水管上，2個流量傳感器分別設(shè)置在換熱器I、換熱器II的出口管上。該裝置包括管路和測試裝置的電路兩部分；在該測試裝置的電路中，可控硅i的電壓信號信號輸出端i2與后置加熱器b信號輸入端連接，可控硅i的控制信號端il與模擬量輸出模塊D的第十一通道ll相連接；變頻器j的頻率輸出端j2與循環(huán)水泵k供電端連接，變頻器j的模擬量控制信號輸入端jl與模擬量輸出模塊D的通道第十二通道12相連接；熱泵系統(tǒng)a的數(shù)字信號熱泵開關(guān)量輸入端a3、數(shù)字信號渦旋壓縮機開關(guān)量輸入端a2、數(shù)字信號變頻壓縮機開關(guān)量輸入端al分別與數(shù)字量輸出模塊C的第十五通道15、第十六通道16、第十七通道17相連接；前置加熱器e中的4kW加熱器開關(guān)量信號輸入端el、2kW加熱器開關(guān)量信號輸入端e2分別與數(shù)字量輸出模塊C的第十三通道13、十四通道14相連接；溫度采集模塊A、壓力流量采集模塊B、數(shù)字量輸出模塊C和模擬量輸出模塊D的通信端分別通過RS485總線與上位機連接；在該裝置的管路中，循環(huán)水泵k的輸出端接入分水器g的水輸入端，分水器g的兩個水輸出端分別通過第一換熱器I、第二換熱器II和過濾器h接入集水器f，集水器f的輸出端接前置加熱器e的輸入端，前置加熱器e出水端接熱泵系統(tǒng)的進水端a4，熱泵系統(tǒng)a出水端a5接后置加熱器b的進水端、后置加熱器b的出水端連接循環(huán)水泵k的進水端。熱泵系統(tǒng)示意圖如圖2所示。熱泵系統(tǒng)由渦旋壓縮機l、變頻壓縮機2、板式風冷冷凝器3、熱力膨脹閥4、板式換熱器5組成。圖3為機組運行狀態(tài)監(jiān)測與控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測與控制流程圖。機組運行狀態(tài)監(jiān)測與控制系統(tǒng)基于LabVIEW語言開發(fā)，由前面板和程序框圖兩部分組成，前面板提供用戶操作界面，用于在測試過程中通過所述上位機的顯示器動態(tài)顯示溫度、流量、壓力數(shù)據(jù)，程序框圖用于實現(xiàn)監(jiān)測與控制過程。監(jiān)測與控制過程具體包括如下步驟-第一步系統(tǒng)初始化，測試開始時，首先連接好機組與換熱器管道，然后從補水箱(也是溢水箱)對系統(tǒng)加水，充滿整個換熱器管道，開啟循環(huán)水泵開關(guān)進行排氣，通過機組控制柜，將循環(huán)水泵頻率設(shè)為手動，頻率為50Hz，實驗進行幾個小時后，補水箱液面恒定，控制柜的壓力表讀數(shù)趨于穩(wěn)定，此時可認定管道內(nèi)空氣己被排除完畢，可以開始正式測試；第二步模式選擇，選擇夏季工況或冬季工況測試模式；第三步不同工況測試；A.在夏季工況測試模式下，具體包括以下步驟1)設(shè)定測試工況，模擬夏季制冷工況，進行散熱實驗；2)開啟電加熱器和循環(huán)水泵；3)設(shè)定電加熱器和循環(huán)水泵參數(shù)；4)測試并存儲數(shù)據(jù)；5)檢測測試裝置出水溫度是否達到要求，如果未達到，則根據(jù)控制算法調(diào)整電加熱器功率并回到上面第4)步，如果達到，則進入下一步；6)判斷測試迸行時間，持續(xù)48小時后，結(jié)束測試；B.在冬季工況測試模式下，具體包括以下步驟1〉開啟熱泵系統(tǒng)；2〉設(shè)定熱泵系統(tǒng)溫度，調(diào)節(jié)變頻壓縮機開關(guān)和頻率；3>測試并存儲數(shù)據(jù)；4》檢測熱泵系統(tǒng)出水溫度是否高于安全最小值，如果不是，則調(diào)整電加熱器功率并回到上面第3〉步，如果是，則進入下一步5>判斷測試進行時間，持續(xù)48小時后，結(jié)束測試。LabVIEW是一種業(yè)界領(lǐng)先的工業(yè)標準圖形化編程工具，主要用于開發(fā)測試、測量與控制系統(tǒng)。它將軟件與各種不同的測量儀器硬件及計算機集成在一起，建立虛擬儀器系統(tǒng)，以形成用戶自定義的解決方案。LabVIEW是一種用圖標代替文本創(chuàng)建應(yīng)用程序的編程語言。傳統(tǒng)文本語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序的執(zhí)行順序，而LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中接點之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。它用圖標表示函數(shù)，用連線表示數(shù)據(jù)流向。本發(fā)明中的軟件平臺，充分發(fā)揮LabVIEW語言的優(yōu)勢，實現(xiàn)了狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理的自動控制與集成統(tǒng)一。本例中用LabVIEW編寫的程序兩個，一個用于數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)測與控制；另一個用于數(shù)據(jù)存儲與分析，轉(zhuǎn)化為可視的過程數(shù)據(jù)曲線，程序前面板可參見圖4、5(溫度)、圖6(流量)的示意。應(yīng)用本測試裝置可進行取熱與散熱兩種工況實驗，不受季節(jié)限制。設(shè)計溫度區(qū)間為550'C。為了滿足不同流速和不同口徑管道的測試需要，該裝置配置了變頻器驅(qū)動的高壓水泵，能夠為DN25和DN32換熱器提供0.43m/s的流速的穩(wěn)定的循環(huán)水流。48小時一般認為是最小的測試周期。時間越長，擬合得到的導熱系數(shù)越小，土壤熱阻越大，實際計算得到的打井數(shù)量越多，從而保證系統(tǒng)運行安全可靠性。測試一般先模擬夏季制冷工況，進行散熱實驗。將水泵頻率設(shè)為自動，在程序主界面中，可對變頻器加420mA的電流，經(jīng)程序翻譯成通信指令，模擬量輸出模塊D接到指令后，轉(zhuǎn)換的信號送給變頻器，變頻器與循環(huán)水泵相連，對水泵供電頻率進行調(diào)節(jié)，水泵轉(zhuǎn)速隨頻率改變而改變，從而使水泵功率在0lkW之間變化，實現(xiàn)了環(huán)路中對流量的調(diào)節(jié)。另外，調(diào)節(jié)環(huán)路中的閥門也可以對流量進行調(diào)節(jié)。同樣道理，在程序主界面中，給可控硅加420mA的電流，模擬量輸出模塊D接收到信號后經(jīng)轉(zhuǎn)換，送給可控硅，可控硅對后置加熱器的加熱電壓進行調(diào)節(jié)，從而使后置加熱器功率在012kW之間變化。實驗前，對單位管長換熱量進行估計，根據(jù)總管長，確定加熱量大小。根據(jù)加熱量大小的不同情況，可選擇性開啟4kW與2kW加熱器。實驗進行48小時后，可以結(jié)束散熱實驗。將可控硅輸入電流變?yōu)?mA，關(guān)閉兩個前置加熱器。接下來，開始取熱實驗。將控制柜上的熱泵模式開關(guān)打開，調(diào)為制冷。在程序界面中，打開HP即熱泵開關(guān)，風機轉(zhuǎn)動起來。根據(jù)取熱量大小，可選擇是打開渦旋壓縮機或變頻壓縮機或兩個都打開。實驗進行一段時間后，若為地埋管，則換熱器周圍溫度場會發(fā)生變化，有可能導致進入板式換熱器的循環(huán)水溫度較低，出口溫度更低(如低于2°C)，這樣會使蒸發(fā)溫度較低，熱泵系統(tǒng)效率下降，此時可通過可控硅，開啟部分加熱器功率。取熱實驗開始48小時后，可以關(guān)閉整個系統(tǒng)，結(jié)束測試。系統(tǒng)該程序每隔一定時間對所有傳感器、控制器進行自動掃描，完成數(shù)據(jù)庫存儲，并將存儲的數(shù)據(jù)放在硬盤的指定文件夾下。實驗結(jié)束后，可將存儲的數(shù)據(jù)通過程序轉(zhuǎn)換為直觀的曲線圖表，如圖4、5、6所示。下面以一個工程為例，考慮散熱工況，闡述整個測試過程。埋管的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表1地埋管施工與安裝數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通過專門CircleBuffer程序，該程序在實驗結(jié)束后在指定文件夾下將二進制形式的歷史數(shù)據(jù)文件讀取到所述上位機的內(nèi)存，并通過所述前面板顯示的圖4、5、6的溫度與流量曲線，從而確定各點的溫度值與流量值。然后依據(jù)依據(jù)相關(guān)公式，及埋管的有關(guān)數(shù)據(jù)，可以得到單位井深換熱量這一工程設(shè)計的重要參數(shù)。表2地埋管垂直段的散熱測試性能<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表3地埋管垂直段的取熱測試性能分析<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從表中我們可以看出，得到了單位井深換熱量這一重要參數(shù)，依據(jù)相關(guān)理論進一步推理還可以得到巖土熱物性等其它相關(guān)參數(shù)。權(quán)利要求1.一種地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置，其特征在于該裝置包括管路和測試裝置的電路兩部分；在該測試裝置的電路中，可控硅(i)的電壓信號信號輸出端(i2)與后置加熱器(b)信號輸入端連接，可控硅(i)的控制信號端(i1)與模擬量輸出模塊(D)的第十一通道(11)相連接；變頻器(j)的頻率輸出端(j2)與循環(huán)水泵(k)供電端連接，變頻器(j)的模擬量控制信號輸入端(j1)與模擬量輸出模塊(D)的通道第十二通道(12)相連接；熱泵系統(tǒng)(a)的數(shù)字信號熱泵開關(guān)量輸入端(a3)、數(shù)字信號渦旋壓縮機開關(guān)量輸入端(a2)、數(shù)字信號變頻壓縮機開關(guān)量輸入端(a1)分別與數(shù)字量輸出模塊(C)的第十五通道(15)、第十六通道(16)、第十七通道(17)相連接；前置加熱器(e)中的4kW加熱器開關(guān)量信號輸入端(e1)、2kW加熱器開關(guān)量信號輸入端(e2)分別與數(shù)字量輸出模塊(C)的第十三通道(13)、十四通道(14)相連接；溫度采集模塊(A)、壓力流量采集模塊(B)、數(shù)字量輸出模塊(C)和模擬量輸出模塊(D)的通信端分別通過RS485總線與上位機連接；在該裝置的管路中，循環(huán)水泵(k)的輸出端接入分水器(g)的水輸入端，分水器(g)的兩個水輸出端分別通過第一換熱器(I)、第二換熱器(II)和過濾器(h)接入集水器(f)，集水器(f)的輸出端接前置加熱器(e)的輸入端，前置加熱器(e)出水端接熱泵系統(tǒng)(a)的進水端(a4)，熱泵系統(tǒng)(a)出水端(a5)接后置加熱器(b)的進水端、后置加熱器(b)的出水端連接循環(huán)水泵(k)的進水端。2.—種如權(quán)利要求1所述的地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置的測控方法，其特征在于該測試裝置的運行狀態(tài)監(jiān)測與控制系統(tǒng)上位機(m)的顯示器動態(tài)顯示溫度、流量、壓力數(shù)據(jù)，其監(jiān)測與控制、數(shù)據(jù)采集、運行保護過程具體包括如下步驟第一步系統(tǒng)初始化，測試開始時，首先連接好機組與換熱器管道，然后從補水箱對系統(tǒng)加水，充滿整個換熱器管道，開啟循環(huán)水泵開關(guān)進行排氣，通過機組控制柜，將循環(huán)水泵頻率設(shè)為手動，實驗進行幾個小時后，補水箱液面恒定，控制柜的壓力表讀數(shù)趨于穩(wěn)定，此時可認定管道內(nèi)空氣已被排除完畢，可以開始正式測試；第二步模式選擇，選擇夏季工況或冬季工況測試模式；第三步不同工況測試；A.在夏季工況測試模式下，具體包括以下步驟Al)設(shè)定測試工況，模擬夏季制冷工況，進行散熱實驗；A2)開啟電加熱器和循環(huán)水泵；A3)設(shè)定電加熱器和循環(huán)水泵參數(shù)；A4)測試并存儲數(shù)據(jù)；A5)檢測測試裝置出水溫度是否達到要求，如果未達到，則調(diào)整電加熱器功率并回到上面第A4)步，如果達到，則進入下一步；A6)判斷測試進行時間，持續(xù)48小時后，結(jié)束散熱測試；B.在冬季工況測試模式下，具體包括以下步驟Bl>開啟熱泵系統(tǒng)；B2>設(shè)定熱泵系統(tǒng)溫度，調(diào)節(jié)變頻壓縮機開關(guān)和頻率；B3>測試并存儲數(shù)據(jù)；B4〉檢測熱泵系統(tǒng)出水溫度是否高于安全最小值，如果不是，則調(diào)整電加熱器功率并回到上面第B3〉步，如果是，則進入下一步；B5〉判斷測試進行時間，持續(xù)48小時后，結(jié)束取熱測試。全文摘要地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置及其測控方法涉及暖通空調(diào)工程
技術(shù)領(lǐng)域：
的地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置及其測控軟件系統(tǒng)。該裝置包括管路和測試裝置的電路兩部分；電加熱與熱泵裝置包括循環(huán)水泵、電加熱器、渦旋壓縮機、變頻壓縮機、板式換熱器、風冷冷凝器、風機、變頻器流量控制系統(tǒng)、可控硅調(diào)控系統(tǒng)及各種接觸器、繼電器控制器件；數(shù)據(jù)采集裝置包括6個溫度傳感器、2個壓力傳感器、2個流量傳感器、溫度采集模塊、壓力流量采集模塊、數(shù)字量輸出模塊和模擬量輸出模塊。本發(fā)明還公開了所述的基于LabVIEW程序語言開發(fā)的地源熱泵換熱器傳熱性能測試裝置的測控軟件系統(tǒng)。文檔編號G01M99/00GK101266198SQ20081002553公開日2008年9月17日申請日期2008年5月7日優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日發(fā)明者催徐,沈煒華,賈彩英,鄭紅旗,彬郭,陳九法申請人:東南大學