CN202614704U - 基于gprs的地源热泵岩土热物性测试仪 - Google Patents

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孟庆龙
官燕玲
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Abstract

本实用新型公开了一种基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试仪装置，电源通过可控硅调压器后分别连接到管道式电加热器和数据采集模块；智能电量变送器安装在管道式加热器的供电线路上；供水管路和回水管路与管道式加热器连接，供水管路上安装有水流开关、供水温度传感和变频循环水泵，变频循环水泵与变频器连接；回水管路安装流量传感器和回水温度传感器；供水、回水温度传感器、流量传感器、水流开关、智能电量变送器、可控硅调压器和变频器连接数据采集模块；数据采集模块与GPRS相连；GPRS通过无线网络与计算机通信。该装置通过对地源热泵岩土热物性测试的无线远程控制，有效提高地源热泵岩土热物性工作效率，减少人力物力，降低实验测试成本。

Description

基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试仪
技术领域
本实用新型属于地源(土壤源)热泵领域，是一种基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试仪装置，本装置能实现对岩土热物性参数的热响应测试仪的无线远程实时测量与监控，不受距离限制。
背景技术
目前，一般地源热泵岩土热物性测试仪不具有远程测量和控制功能。考虑地埋管换热器与土壤热交换特性，进行一个地热钻井实验通常需要至少48小时不间断测量。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，以防出现问题时，能够及时解决。但这势必增加了人力物力。因此，研究一种能够自动进行地源热泵岩土热物性测试的装置是很有必要的。
发明内容
为了克服现有的地源热泵岩土热物性测试仪不能远程测量与控制的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试装置，该装置通过对地源热泵岩土热物性测试仪的无线远程控制，可实现现场无人看管以及多工况测量，有效提高地源热泵岩土热物性工作效率，减少人力物力，降低实验测试成本。
为了达到上述目的，本实用新型采用了如下的技术解决方案：
一种基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试仪装置，其特征在于，包括电源、供水温度传感器、回水温度传感器、流量传感器、水流开关、智能电量变送器、数据采集模块、变频器、变频循环水泵、可控硅调压器、管道式电加热器、GPRS数据传输模块、计算机、供水管路和回水管路；
电源通过可控硅调压器后分别连接到管道式电加热器和数据采集模块；智能电量变送器安装在管道式加热器的供电线路上；供水管路的进水口和回水管路的出水口分别与管道式加热器连接，在供水水管路上按照水流方向依次安装有水流开关、供水温度传感和变频循环水泵，变频循环水泵与变频器连接并由变频器驱动以实现变流量控制，其中，水流开关位于加热器出口处的供水管路上；在回水管路上按水流方向依次安装流量传感器和回水温度传感器；
供水管路的出口端和回水管路的入口端分别连接地源热交换器。
供水温度传感器、回水温度传感器、流量传感器、水流开关、智能电量变送器、可控硅调压器和变频器分别连接数据采集模块；数据采集模块与GPRS数据传输模块相连；GPRS数据采集模块通过无线网络与计算机通信。
本实用新型还包括如下其他技术特征：
所述数据采集模块采用NI USB-6008。
所述变频循环水泵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。
所述供水温度传感器、回水温度传感器、流量传感器、水流开关、智能电量变送器、可控硅调压器和变频器均采用屏蔽线与数据采集模块连接。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构示意图。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步解释说明。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试仪装置，包括电源、供水温度传感器、回水温度传感器、流量传感器、水流开关、智能电量变送器、数据采集模块、变频器、第一变频循环水泵、第二变频循环水泵、可控硅调压器、管道式电加热器、GPRS数据传输模块、计算机、供水管路和回水管路。
电源通过可控硅调压器后分别连接到管道式电加热器和数据采集模块，可控硅调压器用以实现变功率控制；智能电量变送器安装在管道式加热器的供电线路上；供水管路的进水口和回水管路的出水口分别与管道式加热器连接，在供水管路上按照水流方向依次安装有水流开关、供水温度传感和变频循环水泵，变频循环水泵与变频器连接并由变频器驱动以实现变流量控制，其中，水流开关位于加热器出口处的供水管路上；在回水管路上按水流方向依次安装流量传感器和回水温度传感器。
供水管路的出口端和回水管路的入口端分别连接地源热交换器(地埋管)。
数据采集模块NI USB-6008。
变频循环水泵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。
供水温度传感器、回水温度传感器、流量传感器、水流开关、智能电量变送器、可控硅调压器和变频器分别连接数据采集模块；所有测量与控制信号线均采用屏蔽线与数据采集模块连接，数据采集模块与GPRS数据传输模块相连；数据采集模块具有模拟量输出功能，用以为变频器和可控硅调压器输出控制信号，以控制变频水泵转速(进而调节管道介质流量)和控制管道式加热器的电压(进而调节加热功率)。GPRS数据采集模块通过无线网络与计算机进行实时通信；计算机作为上位机运行专门软件，该软件可对所有测量信号的测量值进行实时曲线、历史曲线绘制，也可进行数据处理、记录和查询，可产生控制信号并将信号通过GPRS数据传输模块发送给GPRS数据传输模块，GPRS数据传输模块与数据采集模块通信，由数据采集模块下发到变频器和可控硅调压器，实现流体流量和加热功率的控制。
本实用新型应用于地源热泵岩土热物性参数的测试，采用“恒热流”放热法进行测试。在计算机设定流体流量和管道式加热器功率，管内流体被变频循环水泵输送并被管道式加热器加热后送入地埋管热交换器。利用供回水温度传感器监测流体温度，流量传感器监测流体流量，智能电量变送器监测加热器功率。流体被管道式加热器加热后，依次经过水流开关、供水温度传感器、变频循环水泵、供水管路、地埋管(地源热泵热交换器)、回水管路、流量传感器、回水温度传感器，循环回到管道式加热器。被加热的流体经过地源热交换器与土壤发生热交换，对土壤进行放热后，回水温度低于供水温度。这样不断循环，经过一定时间后，达到传热平衡。利用所有传感器测量值可以计算岩土热物性参数。通过水流开关的信号可判断流体是否流动，起到保护设备，防止加热器空烧。该功能编写在上位机的软件算法中。

Claims (4)

1.一种基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试仪装置，其特征在于，包括电源、供水温度传感器、回水温度传感器、流量传感器、水流开关、智能电量变送器、数据采集模块、变频器、变频循环水泵、可控硅调压器、管道式电加热器、GPRS数据传输模块、计算机、供水管路和回水管路；
电源通过可控硅调压器后分别连接到管道式电加热器和数据采集模块；智能电量变送器安装在管道式加热器的供电线路上；供水管路的进水口和回水管路的出水口分别与管道式加热器连接，在供水水管路上按照水流方向依次安装有水流开关、供水温度传感和变频循环水泵，变频循环水泵与变频器连接并由变频器驱动以实现变流量控制，其中，水流开关位于加热器出口处的供水管路上；在回水管路上按水流方向依次安装流量传感器和回水温度传感器；
供水管路的出口端和回水管路的入口端分别连接地源热交换器；
供水温度传感器、回水温度传感器、流量传感器、水流开关、智能电量变送器、可控硅调压器和变频器分别连接数据采集模块；数据采集模块与GPRS数据传输模块相连；GPRS数据采集模块通过无线网络与计算机通信。
2.如权利要求1所述的基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试仪装置，其特征在于，所述数据采集模块采用NI USB-6008。
3.如权利要求1所述的基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试仪装置，其特征在于，所述变频循环水泵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。
4.如权利要求1所述的基于GPRS的地源热泵岩土热物性测试仪装置，其特征在于，所述供水温度传感器、回水温度传感器、流量传感器、水流开关、智能电量变送器、可控硅调压器和变频器均采用屏蔽线与数据采集模块连接。
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