一种无人看管型土壤源热泵岩土热物性测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无人看管型土壤源热泵岩土热物性测试仪，电源连接管道式电加热器、变频器、智能电量变送器和数据采集模块以供电，管式电加热器的供电线路上按照电流方向依次安装有接触器、可控硅调压器和智能电量变送器；供水管路的进水口和回水管路的出水口分别连接管道式电加热器；在供水管路上按照水流方向依次安装水流开关、第三温度传感器、第二流量传感器和第四温度传感器；在回水管路上按照水流方向依次安装有第一温度传感器、变频循环水泵、第一流量传感器和第二温度传感器，变频循环水泵与变频器连接并由变频器驱动；本实用新型专利技术实现了岩土热物性参数的自动测量、故障诊断、自动报警和干扰自动消除，减少了人力物力，大大降低了实验测试成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于地源(土壤源)热泵领域，具体涉及一种无人看管型地源热泵岩土热物性测试仪。
技术介绍
浅层地表岩土热物性对地源热泵系统性能影响最大，是土壤源热泵系统设计和研究过程中最基本、最重要的参数。通过岩土热响应测试可以获得岩土热物性参数(如土壤换热系数、钻孔热阻等)，这些参数直接影响这地源热泵系统的投资和运行效果。岩土热响应测试已成为当前土壤源热泵埋管换热器数量和长度设计的前期准备基础，通过测试获得的岩土热物性参数可为地热分析和设计提供有价值的数据参考。根据国家标准《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2009)规定，岩土热响应试验应连续不间断，持续时间不宜少于48小时。这对岩土热物性测试仪提出了严格要求。为满足此要求，需要土壤源热泵岩土热物性测试仪具有很强的鲁棒性，并且要求现场有人看管设备。岩土热物性测试过程中，土壤源热泵岩土热物性测试仪不应出现故障，否则需要重新实验。另外，在实验现场受其他施工点的影响，往往供电电压会出现不平稳的情况。这种电压波动势必会影响流体流速和加热器功率的变化，而且电磁干扰会对传感器测量值的精度产生影响。目前，一般地源热泵岩土热物性测试仪不具有远程测控和自我故障诊断功能。为保证实验安全顺利进行，需要现场人员看管地源热泵岩土热物性测试仪，但这势必增加了人力物力，提高了实验成本；而且，目前的土壤源热泵岩土热物性测试仪均没有供电保障措施来消除电压波动的影响。
技术实现思路
为了克服现有的地源热泵岩土热物性测试仪不能远程测控和不能自我故障诊断的缺陷，本技术公开了一种无人看管型土壤源热泵岩土热物性测试仪，该装置通过对地源热泵岩土热物性测试仪的无线远程监测与控制，现场无人看管且不受距离限制。实现了岩土热物性参数的自动测量、故障自动诊断、自动报警和干扰自动消除，减少了人力物力，大大降低了实验测试成本。为了达到上述目的，本技术采用如下的技术解决方案一种无人看管型土壤源热泵岩土热物性测试仪，其特征在于，包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、声音传感器、管道式电加热器、供水管路、回水管路、变频循环水泵、可控硅调压器、变频器、智能电量变送器、电源、数据采集模块、GPRS数据传输模块、接触器、水流开关和计算机；所述电源连接管道式电加热器、变频器、智能电量变送器和数据采集模块以供电，其中，管式电加热器的供电线路上按照电流方向依次安装有接触器、可控硅调压器和智能电量变送器；供水管路的进水口和回水管路的出水口分别连接管道式电加热器；在供水管、路上按照水流方向依次安装有水流开关、第三温度传感器、第二流量传感器和第四温度传感器；在回水管路上按照水流方向依次安装有第一温度传感器、变频循环水泵、第一流量传感器和第二温度传感器，变频循环水泵与变频器连接并由变频器驱动；其中，第二温度传感器位于管道式电加热器的入水口处，水流开关和第三温度传感器位于管道式电加热器的出水口处；第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、声音传感器、可控硅调压器、变频器、智能电量变送器、电源、GPRS数据传输模块、接触器和水流开关分别与数据采集模块连接；数据采集模块通过GPRS数据传输模块与计算机进行无线通信。本技术还包括如下其他技术特征所述温度传感器、第三温度传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、声音传感 器、管道式电加热器、变频循环水泵、变频器和智能电量变送器安装在一个箱体内，供水管路、回水管路的一部分也位于该箱体内。所述数据采集模块采用ADAM6024。所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、声音传感器、可控硅调压器、变频器、智能电量变送器、GPRS数据传输模块、接触器和水流开关均通过屏蔽信号线与数据采集模块连接。本技术的有益效果是，可实现无线远程测量，在无人看管情况下实现多工况测量；可实现自动故障诊断、恒加热功率、恒流量的闭环控制，保证测量精度，有效提高地源热泵岩土热物性工作效率，减少人力物力，降低测试成本。附图说明图I是本技术的系统结构示意图。图2是本技术无线数据采集与系统控制示意图。图3是基于数据融合技术的自动故障诊断原理图。图4是本技术的电气连接原理图。以下结合附图和具体实施方式对本技术进一步解释说明。具体实施方式如图I、图2所示，本技术的无人看管型土壤源热泵岩土热物性测试仪，包括第一温度传感器I、第二温度传感器2、第三温度传感器3、第四温度传感器4、第一流量传感器5、第二流量传感器6、声音传感器7、管道式电加热器8、供水管路9、回水管路10、变频循环水泵11、可控硅调压器12、变频器13、智能电量变送器14、电源16、数据采集模块17、GPRS数据传输模块18、接触器19、水流开关20和计算机21。如图4所示，电源16连接管道式电加热器8、变频器13、智能电量变送器14和数据采集模块17以供电，其中，管式电加热器8的供电线路上按照电流方向依次安装有接触器19、可控硅调压器12和智能电量变送器14 ;供水管路9的进水口和回水管路10的出水口分别连接管道式电加热器8 ;在供水管路9上按照水流方向依次安装有水流开关20、第三温度传感器3、第二流量传感器6和第四温度传感器4 ;在回水管路10上按照水流方向依次安装有第一温度传感器I、变频循环水泵11、第一流量传感器5和第二温度传感器2，变频循环水泵11与变频器13连接并由变频器13驱动；其中，第二温度传感器2位于管道式电加热器8的入水口处，水流开关20和第三温度传感器3位于管道式电加热器8的出水口处；供水管路9的出口端和回水管路10的入口端分别连接地源热交换器15(地埋管)。上述部件中，温度传感器2、第三温度传感器3、第一流量传感器5、第二流量传感器6、声音传感器7、管道式电加热器8、变频循环水泵11、变频器13和智能电量变送器14安装在一个箱体内，供水管路9、回水管路10的一部分也位于该箱体内。数据采集模块17采用ADAM6024。变频循环水泵11包括第一变频循环水泵和第二变频循环水泵，第一变频循环水 泵和第二变频水泵一用一备。变频循环水泵11与管道式电加热器8形成联锁，即利用水流开关20检测供水管道9中是否有水流，当检测到没有水流时，计算机21通过无线网路向数据采集模块17发出控制信号，数据采集模块17将控制信号发给串联在管道式电加热器8供电线路中的接触器19和可控硅调压器12，切断电源，防止管道式电加热器8空烧。第一温度传感器I、第二温度传感器2、第三温度传感器3、第四温度传感器4、第一流量传感器5、第二流量传感器6、声音传感器7、可控硅调压器12、变频器13、智能电量变送器14、电源16、GPRS数据传输模块18、接触器19和水流开关20分别与数据采集模块17连接；所有测量信号，如温度、流量、加热器功率和声量均通过屏蔽信号线连接至数据采集模块17，数据采集模块17将接收到的模拟信号转换为数字信号。数据采集模块17通过GPRS数据传输模块18与计算机21进行无线通信。图2中，Al为模拟量输入；DI为开关量输入；AO为模拟量输出；D0为开关量输出。本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人看管型土壤源热泵岩土热物性测试仪，其特征在于，包括第一温度传感器(I)、第二温度传感器(2)、第三温度传感器(3)、第四温度传感器(4)、第一流量传感器(5)、第二流量传感器出)、声音传感器(7)、管道式电加热器(8)、供水管路(9)、回水管路(10)、变频循环水泵(11)、可控硅调压器(12)、变频器(13)、智能电量变送器(14)、电源(16)、数据采集模块(17)、GPRS数据传输模块(18)、接触器(19)、水流开关(20)和计算机(21)； 所述电源(16)连接管道式电加热器(8)、变频器(13)、智能电量变送器(14)和数据采集模块(17)以供电，其中，管式电加热器⑶的供电线路上按照电流方向依次安装有接触器(19)、可控硅调压器(12)和智能电量变送器(14);供水管路(9)的进水口和回水管路(10)的出水口分别连接管道式电加热器(8);在供水管路(9)上按照水流方向依次安装有水流开关(20)、第三温度传感器(3)、第二流量传感器(6)和第四温度传感器(4);在回水管路(10)上按照水流方向依次安装有第一温度传感器(I)、变频循环水泵(11)、第一流量 传感器(5)和第二温度传感器(2)，变频循环水泵(11)与变频器(13)连接并由变频器(13)驱动；其中，第二温度传感器⑵位于管道式电加热器⑶的入水口处，水流开关(20)和第三温度传感器(3)位于管道式电加热器(8)的出水口处； 第一温度传...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆龙，官燕玲，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：实用新型
国别省市：