地源热泵系统依靠地下土壤作为埋地管换热器的热源或者热汇,完成建筑物冬季供热与夏季供冷,土壤导热性能是整个埋地管换热器设计环节需要参考的重要条件,想要获取真实可靠的土壤导热相关信息,
地源热泵测温工作就不可少。在开展土壤导热系数现场测试的时候,需要维持足够长的测试周期,等待工况趋于稳定,流体进出口以及不同地层深度的温度变化,都会直接干扰最终测试结果,所以测温线缆的结构设计、布设方式会直接影响整套监测工作的开展效果。
北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的相关监测设备,硬件依托ARM架构进行开发,配套上位机软件采用.net语言开发,界面直观,方便工作人员查看各项监测信息。整套系统由远距离温度采集模块、测井电缆以及内置的传感器组成,采用三线制的现场总线结构,单条总线上面可以挂载多组传感器,接线方式简单,传感器可以如同灯具一样并联接入总线当中,普通线缆就可以适配深井场景下的长距离信号传输,能够适配深度较大的换热井作业环境。
井下使用的传感器具备良好的密闭防护,可以适应地下承压环境,定制加工的防水抗拉测温电缆,进一步提升整套设备在地下潮湿复杂环境下运行的稳定性。针对U型埋地管孔径偏小这一普遍工程现状,该套地源热泵测温设备可以作为传统铂电阻测温方案的替代方案,被广泛应用到多项科研与工程项目当中,包括地埋管回填材料和地下温度场测试分析,U型垂直埋管换热器管群之间热干扰观测,地源热泵机组运行过程地下温度场变化跟踪,地埋管换热器传热性能相关试验研究,含水层埋地换热器传热的模拟与现场试验等方向。
在现场实际使用的时候,技术人员优先建议把测温电缆放置在U型管内部,便于后期开展维护检修。如果受现场条件限制需要布置在U型管外部,施工阶段要做好线缆防护,规避尖锐物体剐蹭损伤线缆保护层,保护线缆的耐压防水性能,延长设备使用周期。线缆内部不锈钢包裹的部位就是传感器的布设位置,地下温度属于变化速度平缓的物理量,完成布设之后,需要等待被测地层完成热平衡,再开展温度读取工作,保障采集得到的数据具备参考价值。系统总线要规避短路情况发生,按照说明区分电源线与信号线,规范完成接线作业。
整套地源热泵测温系统可以完成温度在线实时监测,异常情况报警,监测数据本地存储,自定义定时保存周期,历史报表打印输出,历史变化曲线调取查询等多项工作。采集的数据可以为地埋管换热器优化设计、评估地源热泵项目长期可持续运行状态提供实测依据,能够同时对多口换热井开展同步监测,适合规模较大的地源热泵试验场地使用。系统兼容工业通用MODBUS‑RTU通讯协议,可以对接市面上多数组态软件,方便接入项目现有的自动化平台,拓展不同项目场景下的使用空间。