CN105066387A - 一种污水源热泵中央空调机房漏水辅助监测和报警系统 - Google Patents

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汪语哲
刘明珠
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Dalian Baoguang Energy Saving Air Conditioning Equipment Factory
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum

Abstract

一种污水源热泵中央空调机房漏水辅助监测和报警系统，针对目前中央机房漏水监测系统漏水判断准确性较低和断电无法工作等问题，本发明基于物联网技术，采用漏水监测传感器监测机房若干位置的漏水情况并通过Zigbee协议将信息发送至路由节点，采用专家经验系统判断机房漏水的严重情况，并按照判断结果进行信息传输和远程报警；系统同时采UPS电源和标准电源并联供电，解决了断电情况下的机房漏水监测问题，同时提高了机房漏水监测的准确性。

Description

一种污水源热泵中央空调机房漏水辅助监测和报警系统
技术领域
本发明属于中央空调设备的故障诊断和监测领域，涉及一种采用物联网技术监测污水源热泵中央空调机房漏水情况的监测报警系统。
背景技术
为了保障室内环境舒适，各类公建上普遍安装了中央空调系统。中央空调系统一般由机组设备和末端设备构成，其示意图见图1。
机组设备一般集中放置于机房中，其主要任务是产生温度适宜的循环工质(一般是水)，而后通过循环泵输送到末端管路，供末端进行热量交换。整个污水源热泵系统的工作原理示意图见图2。由图2，污水通过污水提升泵进入换热器和中介水换热，而后中介水通过中介水循环泵进入热泵机组；热泵机组驱动压缩机做功，实现能量的提取和提升。
由于在热泵系统中采用了工业污水作为冷热源，污水中含有大量的杂质，经常时间反复冲击管壁，容易在连接处和阀门处产生渗漏，一旦发生渗漏，将影响整个机房的设备安全使用，甚至将造成整个空调设备损坏，因此必须采用某种方式监测设备是否漏水，并将信息进行及时发布以便后续进一步的处理。
传统的漏水监测方法是在整个机房布设漏水监测线缆，一旦漏水则线缆的电阻值发生变化，通过线缆上不同位置电流的变化来监测机房是否漏水，然而这种监测方法存在1)主控制器必须开启否则无法实现监测2)无法判别漏水严重程度3)断电时无法进行漏水监测等问题，难以满足日益提高的机房漏水监测需求。
发明内容
针对污水源热泵中央空调机房传统漏水监测方式效率低且限制条件多等问题，本发明提供了一种污水源热泵中央空调机房漏水监测报警系统。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案为：
一种污水源热泵中央空调机房漏水情况的监测报警系统，包括污水源热泵中央空调机房的漏水监测系统，漏水严重程度判别和传输报警系统，以及供电系统，整个系统的结构示意图如图3，其特征在于：
污水源热泵中央空调机房的漏水监测系统包括布置在机组全部阀门(包括自动阀门和手动阀门)连接处的漏水监测节点(共四个)以及布置于机房地面适当位置的四个漏水监测节点，即对应图3中标号1-8的设备。
进一步的，阀门连接处的漏水监测节点包括布置在污水管手动阀门(蝶阀)处的监测节点I，布置在中介水循环管手动阀门(蝶阀)处的监测节点II，布置在机组入水管手动阀门(蝶阀)处的监测节点III，布置于机组末端总出水管和总入水管间的旁通水路电动调节阀处的监测节点IV，对应于图2中标号2，6,13,15的设备。
布置于机房地面适当位置的四个漏检监测节点，包括分别布置于机房四角的监测节点V-VIII。
上述每个漏水监测节点均能够监测该点的漏水情况，一旦发现漏水则通过低功耗的Zigbee协议将信号进行传递。
漏水严重程度判别和传输报警系统由路由监测节点IX组成，对应于图3标号9的设备。该节点有通信，漏水严重程度传输判别和报警三个功能。
监测节点IX通过低功耗的Zigbee协议和八个监测节点通信，接受八个监测节点的漏水报警信息。
监测节点IX采用基于工程实践的专家系统，将漏水严重程度分为偶然，一般，严重和紧急四类进行判别。如监测节点I-IV中只有一个漏水，而V-VIII均未漏水，则漏水程度一般；如监测节点I-IV中有两个及以上漏水，而V-VIII只有一个漏水，则漏水程度严重；如果V-VIII有两个及以上漏水，则漏水程度为紧急；对于上述未提及的漏水情况，均认为属于偶然漏水。
监测节点IX上同时配备了GSM通信模块和总线通信模块，GSM通信模块用于将报警信号以短信的方式传输至预设的维修人员手机，提醒其对机房漏水进行及时处理；总线通信模块用于在控制主机开启时，将漏水监测情况传输至主控电脑，便与其进行后续判别和处理。
供电系统对应于图3标号11的设备，其主要任务是负责对监测节点I-VIII及路由节点IX进行供电。采用UPS电源和市电电源并联，经变压器变为5V直流信号后进行供电，这样在因某种原因意外断电后，系统可以照常工作。
本发明的有益效果是：
1、能够在整座楼宇因某种原因意外断电时实现污水源热泵中央空调机房的漏水监测和远程报警。现有的机房漏水监测系统工作时，要求主控电脑必须开启，整个系统功耗较高，断电时系统将无法工作。本发明给出了一种污水源热泵中央空调机房漏水辅助监测和报警系统，能够在机房断电时，采用UPS电源进行供电，实现机房漏水监测报警。由于用采了低功耗的Zigbee协议进行通信，整个系统可以在机房断电时工作相当长的一段时间，因而大大降低了由于意外断电造成的系统监测失效的故障概率。
2、能够在主控制器不工作的情况下实现污水源热泵中央空调机房的漏水监测和远程报警。夜间工况下，有时主控制器将进行停机维护，此时本系统可以替代主控器进行机房漏水监测。
3、能够在主控制器工作的情况下，为主控器提供额外的漏水信息，辅助主控器决策污水源热泵中央空调机房漏水的严重程度，从而进行后续处理。
4、用机房维护的工程实践经验构建了专家经验系统，用于进行漏水严重程度判别。不但避免了因某种原因造成的单个节点漏水误报，而且将漏水严重情况进行了分类，便于维护人员按照漏水严重情况进行后续处理。
附图说明
图1为中央空调系统机组和末端设备构成示意图。
图中：1.热泵机组,2.机组末端循环泵,3.总供水管,4.手动阀门1,5.自动阀门1，6.末端水路1,7.回水管1,8.手动阀门2，9.自动阀门2,10.末端水路2,11.回水管2,12.手动阀门N13.自动阀门N，14.末端水路N，15.回水管N,16.总回水管。
图2为污水源热泵系统的工作原理示意图。
图中：1.污水提升管手动阀门,2.漏水监测节点I,3.污水提升泵,4.板式换热器,5.中介水循环管手动阀门，6.漏水监测节点II,7.热泵机组蒸发器,8.中介水循环泵，9.热泵机组节流器,10.热泵机组压缩机,11.热泵机组冷凝器,12.机组末端手动阀门,13.漏水监测节点III，14.旁通水路自动阀门，15.漏水监测节点IV,16.机组末端循环泵,17.污水提升管路，18.中介水循环管路，19.机组工质循环管路，20.机组末端循环水总管路。
图3为一种污水源热泵中央空调机房漏水情况的监测报警系统的结构示意图。
图中：1.漏水监测节点I,2.漏水监测节点II,3.漏水监测节点III,4.漏水监测节点IV,5.漏水监测节点V，6.漏水监测节点VI,7.漏水监测节点VII,8.漏水监测节点VIII，9.路由节点IX,10.热泵机组系统。11.供电系统。
具体实施方式
本监测系统存在三种工作模式，断电模式，主控器开启模式和主控器关闭模式，下面分别对三种工作模式进行简要介绍。
(1)断电模式
断电模式下，系统采用UPS电源供电，由于系统采用Zigbee传输协议，功耗较低，因而可以为系统提供较长时间的工作准备。
此时，系统的主控制器不工作，路由节点IX通过Zigbee协议，接受各个监测节点传输的漏水信号，而后根据漏水情况，结合专家经验系统，判别漏水的严重情况，一旦判别漏水情况比较严重(机房漏水情况由专家经验系统判定为严重或紧急)，则通过GSM模块将信号传输至远端的手机系统。
(2)主控器关闭模式
此种情况的工作方式类似于断电模式，二者的主要差别在于此种情况采用标准电源替代UPS电源进行供电。
(3)主控器开启模式
此种情况下，路由节点IX通过Zigbee协议，接受各个监测节点传输的漏水信号，而后采用Can总线协议，通过485通信接口将监测情况传输至主控器，便于主控器根据线缆漏水的监测情况和监测节点的监测情况进行统一判别，并在远端的上位机电脑上进行漏水情况显示，如监测到机房漏水情况为严重或紧急，则在上位机上进行报警。
本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种污水源热泵中央空调机房漏水辅助监测和报警系统，包括污水源热泵中央空调机房的漏水监测系统，漏水严重程度判别和传输报警系统，以及供电系统，其特征在于：
污水源热泵中央空调机房的漏水监测系统包括分别布置在污水源热泵机组系统污水提升管手动阀门、中介水循环管手动阀门、机组末端总循环管手动阀门、以及旁通水路自动阀门处的四个漏水监测节点，以及布置于机房地面四个角落的四个漏检监测节点；每个节点均能够监测该点的漏水情况，一旦发现漏水则通过低功耗的Zigbee协议将信号传递至路由节点。
2.根据权利要求1所述的漏水严重程度判别和传输报警系统，由布置在机房的路由节点组成，其特征在于：
路由节点采用低功耗Zigbee协议，和每个漏水监测节点通信，收集每个监测节点的漏水情况，并根据本公司多年机房维护获得的工程经验构建的机房漏水情况专家经验决策系统，智能判断漏水的严重情况，如判断结果表明漏水严重或紧急，则通过路由节点的GSM模块向远端的手机发送报警短信。
路由节点和主控机的通讯系统采用Can总线协议，在主机运行时，通过485接口直接和主机进行数据通信，有助于主机结合该信息更准确地判断机房真实的漏水情况。
3.根据权利要求1所述的供电系统，采用了UPS电源和标准电源双供电系统并联供电，其特征在于：
标准电源负责系统正常工作模式下的供电，一旦因某种特殊情况断电，UPS电源开始代替标准工作，这样可以在断电时同样保证漏水监测系统的有效性。
4.根据权利要求2所述的机房漏水情况专家经验决策系统，其特征在于：
漏水严重程度分为一般，严重和紧急三类进行判别，按照八个漏水监测节点的监测到的漏水情况进行漏水严重程度判别。
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