CN105319080A - 光纤传感变功率热响应试验仪 - Google Patents

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CN105319080A CN201410373768.3A CN201410373768A CN105319080A CN 105319080 A CN105319080 A CN 105319080A CN 201410373768 A CN201410373768 A CN 201410373768A CN 105319080 A CN105319080 A CN 105319080A
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fibre optical
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亓军强
闫长立
周振海
亓国强
王宝军
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SUZHOU CHUNYUAN GROUND SOURCE HEAT PUMP ENERGY SAVING Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种光纤传感变功率热响应试验仪。包括制热模块，制冷模块，控制模块以及软件模块，所述控制模块内设有控制器、水泵、光纤传感器以及仪表，所述制热模块和制冷模块的进水口与出水口通过管道，与水泵以及设于地下的换热器相连接，构成水路循环，所述管道通过光纤传感器与仪表相连接，所述制热模块、制冷模块以及光纤传感显示仪分别与控制器电气连接，所述光纤传感显示仪通过数据传输线与软件模块相连接。本发明具有功率大且可调，制热模块双保温，光纤传感元件与换热器藕合效果好等优点，极具推广价值。

Description

光纤传感变功率热响应试验仪
技术领域
本发明涉及一种光纤传感变功率热响应试验仪，用于测试地源热泵空调系统自身的运行机制。
背景技术
随着能源的日益短缺、环境污染的日益加重，人们对节能、减排的要求也越来越高。地源热泵是一种利用地下浅层地热资源的既可供热又可制冷的高效节能空调系统，地源热泵系统因其较传统空调系统的高节能性，倍受到国家及各级政府的青睐。但因为地理环境、地质环境及气候环境的差异性，各地区地源的换热性能往往不一样，因此各地区在进行地源热泵系统设计时应首先进行地埋管深度范围内的地温场测试，为地源热运行期的地温场监控提供依据。
然而目前对地埋管深度范围内的地温场测试技术尚不成熟：其一，采用加热水箱，只能模拟一种加热工况，且加热水箱无保温，模拟误差大；其二，模拟功率范围小，一般最大功率只有6千瓦；其三，缺少对地源热泵制冷工况的模拟。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种光纤传感变功率热响应试验仪。
本发明技术方案如下：
光纤传感变功率热响应试验仪，其特征在于：包括制热模块、制冷模块、控制模块以及软件模块，所述控制模块内设有控制器、水泵、光纤传感器以及仪表，所述控制器内设有芯片；
所述制热模块内设加热箱，所述加热箱本体为双层密封结构，所述加热箱内层为真空内胆，所述加热箱双层结构的夹层中设有隔热泡沫；
所述制热模块和制冷模块的进水口与出水口通过管道，与水泵以及设于地下的换热器相连接，构成水路循环，所述管道通过光纤传感器与仪表相连接，所述制热模块、制冷模块以及仪表分别与控制器电气连接；
所述换热器和管道皆采用光纤与管道相藕合的结构，所述仪表通过数据传输线与软件模块相连接。
所述光纤传感器为温度光纤传感器。
所述仪表为红外仪，所述红外仪可以测温度、流速、流量及热量。
所述芯片用于控制电路的电流量，实现功率可调。
所述可调功率范围为0～25千瓦。
所述换热器为U型光纤藕合地埋管。
所述软件模块包括CPU、软件代码、数据处理系统以及显示与输出端。
本发明的有益效果在于：
通过控制器内芯片的设计，自动化控制电路中的电流量，实现模拟加热工况和制冷工况的功率可按需调节，最大功率可达25千瓦；
制热模块采用隔热泡沫与真空内胆双保温结构，保温性能好，模拟精度高；
采用直接将光纤传感元件嵌入换热器的管道结构，实现一体化生产，藕合效果好，易于维修和保养；
将制热模块与制冷模块同时加入水路循环系统中，实现对冷、热两种工况的模拟，真正反映了地源热泵中央空调系统的运行机制；
软件模块的设计，可根据需要设定数据采样间隔，自动完成数据采集、分析计算及处理，并直接输出到报表模版，实时提供地埋管深度范围内的地温场测试数据，为地源热泵系统设计提供参数，并为运行期的地温场监控提供依据。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是加热箱的结构示意图。
其中：1、控制模块；2、制热模块；3、制冷模块；4、软件模块；5、光纤传感器；6、控制器；7、水泵；8、仪表；9、芯片；10、换热器；11、数据处理系统；12、软件代码；13、显示与输出端；14、管道；15、电源；16、数据传输线；17、加热箱；18、隔热泡沫；19、真空内胆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
参阅图1和图2，光纤传感变功率热响应试验仪，包括制热模块2、制冷模块3、控制模块1以及软件模块4，所述控制模块1内设有控制器6、水泵7、光纤传感器5以及仪表8，所述控制器6内设有芯片9；
所述制热模块2内设加热箱17，所述加热箱17本体为双层密封结构，所述加热箱17内层为真空内胆19，所述加热箱17双层结构的夹层中设有隔热泡沫18；所述制热模块2和制冷模块3的进水口与出水口通过管道14，与水泵7以及设于地下的换热器10相连接，构成水路循环，所述管道14通过光纤传感器5与仪表8相连接，所述制热模块2、制冷模块3以及仪表8分别与控制器6电气连接；
所述换热器10和管道14皆采用光纤与管道相藕合的结构，所述仪表8通过数据传输线16与软件模块4相连接。
所述光纤传感器5为温度光纤传感器。
所述仪表8为红外仪，所述红外仪可以测温度、流速、流量及热量。
所述芯片9用于控制电路的电流量，实现功率可调。
所述可调功率范围为0～25千瓦。
所述换热器10为U型光纤藕合地埋管。
所述软件模块4包括CPU、软件代码12、数据处理系统11以及显示与输出端13。
本发明的工作原理为：
制热模块2模拟中央空调的夏季工况，通过控制器6按需设定加热功率，水在制热模块2加热后，经过水泵7通过管道14输入换热器10，再经过与地下水土体的换热作用重新流回制热模块2。整个过程是一个闭路循环，模拟闭式地源热泵中央空调系统夏季的制冷过程；
制冷模块3模拟中央空调的冬季工况，通过控制器6按需设定制冷功率，水在制冷模块3制冷后，经过水泵7通过管道输入换热器10，再经过与地下水土体的换热作用重新流回制冷模块3。整个过程是一个闭路循环，模拟闭式地源热泵中央空调系统冬季的加热过程；
制冷模块3或制热模块2的数据，包括热量、流量、温度及功率，通过数据传输线16传输至CPU，经具已开发软件代码12的数据处理系统11的处理，按要设定数据采样间隔，即可自动完成数据采集、分析计算及处理，并直接输出到报表模版，实时提供地埋管深度范围内的地温场测试数据：单位换热功率，为地源热泵系统设计提供参数，并为运行期的地温场监控提供依据。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明，本文所定义一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.光纤传感变功率热响应试验仪，其特征在于：包括制热模块(2)、制冷模块(3)、控制模块(1)以及软件模块(4)，所述控制模块(1)内设有控制器(6)、水泵(7)、光纤传感器(5)以及仪表(8)，所述控制器(6)内设有芯片(9)；
所述制热模块(2)内设加热箱(17)，所述加热箱(17)本体为双层密封结构，所述加热箱(17)内层为真空内胆(19)，所述加热箱(17)双层结构的夹层中设有隔热泡沫(18)；
所述制热模块(2)和制冷模块(3)的进水口与出水口通过管道(14)，与水泵(7)以及设于地下的换热器(10)相连接，构成水路循环，所述管道(14)通过光纤传感器(5)与仪表(8)相连接，所述制热模块(2)、制冷模块(3)以及仪表(8)分别与控制器(6)电气连接；
所述换热器(10)和管道(14)皆采用光纤与管道相藕合的结构，所述仪表(8)通过数据传输线(16)与软件模块(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种光纤传感变功率热响应试验仪，其特征在于：所述光纤传感器(5)为温度光纤传感器。
3.根据权利要求1所述的一种光纤传感变功率热响应试验仪，其特征在于：所述仪表(8)为红外仪，所述红外仪可以测温度、流速、流量及热量。
4.根据权利要求1所述的一种光纤传感变功率热响应试验仪，其特征在于：所述芯片(9)用于控制电路的电流量，实现功率可调。
5.根据权利要求4所述的一种光纤传感变功率热响应试验仪，其特征在于：所述可调功率范围为0～25千瓦。
6.根据权利要求1所述的一种光纤传感变功率热响应试验仪，其特征在于：所述换热器(10)为U型光纤藕合地埋管。
7.根据权利要求1所述的一种光纤传感变功率热响应试验仪，其特征在于：所述软件模块(4)包括CPU、软件代码(12)、数据处理系统(11)以及显示与输出端(13)。
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