CN203231832U - 一种大型水蓄冷装置测温系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种大型水蓄冷装置测温系统，包括有测温线缆，测温线缆的温度信号输出端连接数据采集模块，数据采集模块的信号输出端接入串口通信模块，串口通信模块连接上位机，测温线缆包括有多根，多根测温线缆均布在大型水蓄冷装置内相互垂直的两个方向上，相同方向上的测温线缆均匀分布安装，间隔为1m~2m；测温线缆上部、中部以及底部各封装一组测温探头，每组测温探头包含多个温度传感器，温度传感器间距为0.2m~0.3m。本实用新型可以更加全面地了解蓄水装置内的实时水温情况，特别针对斜温层部分，避免由于对水温判断不准确导致运行过程中水温偏高而引发的故障。

Description

一种大型水蓄冷装置测温系统
技术领域
    本实用新型涉及蓄冷装置温度测量技术领域，具体涉及一种大型水蓄冷装置测温系统。
背景技术
自然分层法是水蓄冷技术中最简单、有效的方法，它利用布水器将水平稳地引入蓄水装置，依靠密度差产生一个沿罐底或罐顶水平分布的重力流，使斜温层厚度尽量减小，以提高蓄冷效率。目前，大型民用空调工程水蓄冷系统对于水温的测量往往较为粗略，而对于大型实验装置的水蓄冷系统而言，对水温的控制较为严格，这就需要建立完善的测温系统，更全面地掌握水蓄冷装置内的温度分布情况，这关系到系统运行过程中准确判断有效冷量，保障系统末端用户安全稳定运行。大型实验装置的水蓄冷系统较传统民用空调工程的水蓄冷系统存在的主要差异，可以概括为： 
1）对供冷温度的控制严格。若供冷温度要求为T0，在运行过程中，供冷水温高于T0很小的范围即视为无效冷量，因此需要对蓄冷装置内斜温层厚度及其均匀性有更确切的掌控；
2）尽管蓄冷装置体积大，但一般也同时具备较大的蓄、供冷温差及流量。大温差、大流量的水蓄冷系统运行特征决定了非常有限的运行时间以及更为复杂的蓄冷装置内的温度分布。
目前，一般民用空调水蓄冷系统或是对水温要求并不严格的水蓄冷系统测温是针对单一点垂直高度的水温进行测量，该方法无法准确测量蓄水罐内的水温分布，若应用于对供冷温度非常严格的大型水蓄冷系统可能会由于无法准确估计有效冷量，造成实际供冷温度偏高，从而导致系统末端用户无法正常稳定运行。因此，设计一种适用于对水温要求较高的大型水蓄冷装置的测温系统，不仅可以更准确掌握运行过程中的有效冷量，还可以通过分析斜温层温度分布均匀性判断布水器设计的合理性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大型水蓄冷装置测温系统，明确蓄冷装置中温度分布情况。通过分析所测量的温度值可了解斜温层分布的均匀性，从而判断布水器结构设计是否合理，并得出较为准确的有效剩余冷量，保证供冷温度稳定，从而保障运行安全。
本实用新型所采用的主要技术方案为：
一种大型水蓄冷装置测温系统，包括有测温线缆，测温线缆的温度信号输出端连接数据采集模块，数据采集模块的信号输出端接入串口通信模块，串口通信模块连接上位机，其特征在于：所述的测温线缆包括有多根，多根测温线缆均布在大型水蓄冷装置内相互垂直的两个方向上，相同方向上的测温线缆均匀分布安装，间隔为1 m~2 m；所述的测温线缆上部、中部以及底部各封装一组测温探头，每组测温探头包含多个温度传感器，温度传感器间距为0.2m~0.3m。
所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：所述的每组测温探头包含多个温度传感器，温度传感器的测温范围是-55℃到125℃，精度是±0.5℃，多根测温线缆的测温探头封装位置一致，每组测温探头的高度分别在大型水蓄冷装置的上部、中部以及底部，大致对应蓄、供冷过程斜温层形成、稳定以及结束三个阶段。
所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：还包括有供电电源，供电电源为数据采集模块以及串口通信模块提供24V电源。
所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：所述的串口通信模块采用隔离型RS485转RS232串口通信模块。
所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：所述的数据采集模块采用多功能数据测控模块，单个数据采集模块最多只能采集64个测温点数据，若测温点超过64个，则再增加一个数据采集模块，多个数据采集模块并联后共同连接串口通信模块，串口通信模块连接至上位机后完成整个硬件部分的连接。
所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：所述的测温线缆首先要与较之更长的绳索固定，绳索底端连接不锈钢材质配重物，进而将其放入大型水蓄冷装置，并与上部布水器支架相应位置进行固定，待测温线缆基本垂直于装置中即算安装完成，而测温线缆的连接引线则引出装置外部，与数据采集模块相连接。
本实用新型的工作原理在于：
在大型水蓄冷装置相互垂直的两个方向上各安装1组测温线缆，相同方向上的测温线缆均匀分布安装，再通过数据采集模块，采集装置内斜温层大致形成、稳定以及结束等阶段的温度分布情况。上位机通过软件保存并对比分析每根线缆不同高度的温度值。通过分析可以得知斜温层是否均匀，从而确认布水器设计的合理性以及运行过程中斜温层温度的实际情况。
其相比于一般水蓄冷工程的测温系统，本实用新型的优点是：
本实用新型可以更加全面的了解蓄水装置内的水温情况，特别是了解斜温层部分的温度分布度情况，避免由于对水温判断不准确导致试验运行水温偏高的故障，特别适用于对供冷温度要求严格的大型水蓄冷系统。
附图说明
图1为本实用新型一种大型水蓄冷装置测温系统的原理图。
图2为本实用新型实施例的测温系统安装示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案以及优势更加明了，以下将结合本实用新型附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
一种大型水蓄冷装置测温系统，其主要通过对安装于大型蓄冷装置不同方向且均匀布置的多根测温线缆进行温度数据采集，并通过所安装的软件实现不同测温线缆数据存储及对比分析，得出蓄冷装置中斜温层实际温度分布，确保及时、准确的了解有效蓄冷量，防止由于对供冷水温检测不准确导致运行过程中出现故障。
图1为本实用新型的系统原理图。
一种大型水蓄冷装置测温系统，包括测温线缆1、数据采集模块2、串口通信模块3、上位机4以及为模块供电的供电电源5，测温线缆1与数据采集模块2连接，通过串口通信模块3实现与上位机4通信，所述供电电源5为数据采集模块2以及串口通信模块3提供24V电源。单个数据采集模块2可以连接8根测温线缆1，最多测量64个测温点。
图2为本实施例测温系统安装示意图，根据圆柱型蓄冷装置的尺寸参数（罐体直径21m，罐高10m），均布多根测温线缆1在两个垂直方向上，线缆数量根据布水器形式以及蓄冷装置尺寸确定，1m~2m间隔较为合理。这样既可测量大型蓄冷装置在不同半径上的温度分布状况，还可以确定斜温层的温度分布均匀性。而每根测温线缆1的上部、中部、底部各有一组测温探头6，每组含5个测温点，测温点间距0.25m，每组测温探头6的高度对应蓄、供冷过程斜温层大致形成、稳定以及结束三个阶段，特别是通过监控供冷结束阶段温度分布情况，可以有效的掌握供冷剩余时间。
本实施例，在蓄冷罐两个垂直方向上各安装4根测温线缆1，每根线缆15个测温点，因此，本测温系统总共包含了120个测温点。测温线缆首先要与较之更长的绳索固定，绳索底端连接不锈钢材质配重物，进而将其与布水器支架相应位置进行固定，待测温线缆1基本垂直于装置中即算安装完成，而测温线缆1的连接引线则引出装置外部，方便与数据采集模块2相连接。由于单个数据采集模块2最多只能采集64个测温点数据，由于测温点超过64个，则再增加一个数据采集模块2，两个数据采集模块2并联后连接串口通信模块3，串口通信模块3连接至上位机4后完成整个硬件部分的连接。数据采集模块2以及串口通讯模块3需要现场24V供电，1A的开关电源即可。上位机4通过软件实时采集供冷过程中各线缆测温点的温度值，通过对比安装在不同方向、不同位置上测温线缆1的温度值，明确斜温层分布均匀性，判断布水器结构设计合理性，并进一步在供冷过程较精确地控制出水水温。
本实用新型一种大型水蓄冷装置测温系统的安装方式具体可以描述为：首先完成多方向多根测温线缆1的安装，每根线缆测温点的位置一致，安装时采用重物悬挂固定在装置底部，安装位置也要尽可能准确；进而完成RS485网络的连接；其次，使用双绞线将数据采集模块2与串口通信模块3相连接，再将RS485转RS232串口通信模块3与上位机4的RS232口相连接，记录COM口；最后将数据采集模块2以及串口通信模块3连接上供电电源5。利用测试程序检验数据采集模块与上位机通讯是否正常，确认正常后利用相关程序完成对各测温线缆以及各测温点的编号，从而开始数据采集与对比分析。而数据采集模块的数量是根据测温点数量来确定的，而测温点的数量取决于蓄冷装置实际尺寸以及对水温控制的精度。
本实用新型特别适用于对供冷水温要求较高的，采用自然分层法进行水蓄冷的大型实验装置的水蓄冷系统，它不仅可以更准确分析斜温层温度分布，还可以控制供冷水温。测温结果可以为改进布水器设计提供依据，还可以在供冷过程中避免真实供冷水温偏高而造成实验装置运行故障的危险。

Claims (6)

1.一种大型水蓄冷装置测温系统，包括有测温线缆，测温线缆的温度信号输出端连接数据采集模块，数据采集模块的信号输出端接入串口通信模块，串口通信模块连接上位机，其特征在于：所述的测温线缆包括有多根，多根测温线缆均布在大型水蓄冷装置内相互垂直的两个方向上，相同方向上的测温线缆均匀分布安装，间隔为1 m~2 m；所述的测温线缆上部、中部以及底部各封装一组测温探头，每组测温探头包含多个温度传感器，温度传感器间距为0.2m~0.3m。
2.根据权利要求1所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：所述的每组测温探头包含的多个温度传感器的间距为0.2 m~0.3m，每组测温探头的高度分别在大型水蓄冷装置的上部、中部以及底部，大致对应蓄、供冷过程斜温层形成、稳定以及结束三个阶段。
3.根据权利要求1所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：还包括有供电电源，供电电源为数据采集模块以及串口通信模块提供24V电源。
4.根据权利要求1所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：所述的串口通信模块采用隔离型RS485转RS232串口通信模块。
5.根据权利要求1或2所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：所述的数据采集模块采用多功能数据测控模块，单个数据采集模块最多只能采集64个测温点数据，若测温点超过64个，则再增加一个数据采集模块，多个数据采集模块并联后共同连接串口通信模块，串口通信模块连接至上位机后完成整个硬件部分的连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种大型水蓄冷装置测温系统，其特征在于：所述的测温线缆首先要与较之更长的绳索固定，绳索底端连接不锈钢材质配重物，进而将其放入大型水蓄冷装置，并与上部布水器支架相应位置进行固定，待测温线缆基本垂直于装置中即算安装完成，而测温线缆的连接引线则引出装置外部，与数据采集模块相连接。
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