CN109916439A - 一种海水源热泵前端换热器堵塞检测***及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种海水源热泵前端换热器堵塞检测***及检测方法，包括海水源热泵模块、供回水模块和红外测温模块，所述海水源热泵模块包括毛细管换热网箱、海水源热泵机组和末端换热设备，所述海水源热泵模块通过供回水管与末端换热设备、毛细管换热网箱相连，构成机组供能或取能回路；所述供回水模块通过供回水管道与毛细管换热网箱连接，用于给毛细管换热网箱供水；所述毛细管换热网箱包括多个干管、支干管和毛细管，所述红外测温模块用于测试各支干管出水口和入水口的温度；解决了目前无法对毛细管换热网箱堵塞问题进行快速检测的问题，其操作简单可靠，可快速的检测出未深埋或者深埋后的毛细管换热网箱堵塞支路，并对其堵塞程度进行评估。
Description
技术领域
本公开涉及一种检测***，特别涉及一种海水源热泵前端换热器堵塞检测***及检测方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
海水源热泵顾名思义是利用地球表面海洋水中蕴藏的巨量的低位能源，通过热泵机组，输入少量的电能，实现低位能向高位能转化，对建筑用户进行供热、制冷，是一种利用可再生资源进行制冷供暖的节能技术。从技术方面来看，热泵机组设备本身已经相对成熟。但应用于海水源热泵***中，存在着一些问题，如海水腐蚀问题、海洋生物附着问题、结垢问题和海水防冻问题；目前较多的采用毛细管换热网箱为前端换热器的海水源热泵，其具有较为显著的经济、性能、施工等方面的优势。
但是，发明人在研究中发现，由于毛细管流通内径较小，在安装或者长时间的运行过程中，极易因海水腐蚀、海洋生物附着或者结垢而发生堵塞，由于毛细管换热网箱管道间距较小，管路附件较多，因此，难以采用传统方法进行堵塞检测，若在每个支路上安装压力表或流量计对其流量进行监测，将显著增加***初投资；同时，毛细管换热网箱一旦深埋之后无法进行网箱支路的堵塞检测，当发现换热效率较差时需要将换热网箱全部挖出再进行检测，工作效率较低，检修成本较高。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种海水源热泵前端换热器堵塞检测***及检测方法，解决了目前无法对毛细管换热网箱堵塞问题进行快速检测的问题，其操作简单快速可靠，可快速的检测出未深埋或者深埋后的毛细管换热网箱堵塞支路，并对其堵塞程度进行评估。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
第一方面，本公开提供了一种海水源热泵前端换热器堵塞检测***；
一种海水源热泵前端换热器堵塞检测***，包括海水源热泵模块、供回水模块和红外测温模块，所述海水源热泵模块包括毛细管换热网箱、海水源热泵机组和末端换热设备，所述海水源热泵机组通过供回水管与末端换热设备、毛细管换热网箱相连，构成机组供能或取能回路；所述供回水模块通过供回水管道与毛细管换热网箱连接，用于给毛细管换热网箱供水；所述毛细管换热网箱包括多个干管、支干管和毛细管，所述红外测温模块用于测试各支干管出水口和入水口的温度。
作为可能的一些实现方式，所述红外测温模块为外置设备，检测时单独使用，与其它模块非直接连接。
作为可能的一些实现方式，所述红外测温模块为内置设备，包括多个微型红外测温仪，分别设置在各支干管的出水口和入水口处。
作为可能的一些实现方式，所述供回水模块包括电加热器、水箱、温度计、流量计、第一循环水泵和管路附件；所述电加热器位于水箱内部，用于对水箱内部循环水进行加热；所述温度计位于供回水管道上，用于检测***供回水温度；所述流量计设于回水管道上，用于检测***循环水流量；所述水箱通过供回水管与毛细管换热网箱相连，构成热水循环回路。
作为可能的一些实现方式，所述循环水泵具有变频功能，用于调节环路流量，且水泵扬程应能够克服环路循环阻力。
作为可能的一些实现方式，所述电加热器具有加热功率调节功能，用于控制水箱中水温，最高水温宜高于环境温度20℃。
作为可能的一些实现方式，所述红外测温模块具有足够的测量精度，实现毛细管换热网箱中并联支干管出/入水口管壁温度的准确测试。
作为可能的一些实现方式，所述毛细管换热网箱进水口和出水口上分别设有阀门及连接头，用于毛细管换热网箱与供回水模块的连接与断开。
作为可能的一些实现方式，所述红外测温模块用于测试各支干管出水口和入水口管壁的温度，还包括有计算机终端，所述计算机终端与红外测温模块通信连接，用于接收红外测温模块的测试数据，通过比较和筛选，寻找毛细管换热网箱中各并联支干管出水口和入水口管壁温差低于设定第一设定温差阈值的支路。
第二方面，本公开提供了一种海水源热泵前端换热器堵塞检测方法；
一种海水源热泵前端换热器堵塞检测方法，其特征在于，步骤如下：
将供回水模块与毛细管换热网箱通过供回水干管连接，向供回水模块的水箱注水，开启供回水模块的循环水泵，不开启电加热器，进行***循环；
待***进入稳定工况后，采用红外热成像模块对毛细管换热网箱中各并联支干管出水口和入水口管壁温度进行红外成像，并记录此时各支干管出水口和入水口管壁温差，作为修正值△Tt0；
开启电加热器，调节水温高于环境温度，待***进入稳定工况后，采用红外热成像模块对毛细管换热网箱中的并联支干管出水口和入水口管壁温度进行红外成像，并记录此时每一支路出水口和入水口管壁温差△Tt1；
采用修正值△Tt0对第二次温差测试结果△Tt1进行修正，得到修正结果△T，将修正结果△T与供回水模块的供回水管温差△TD进行比较，并计算相对误差，当想对误差绝对值大于设定误差阈值时，判断该支路存在堵塞；本公开所述的检测方法通过在不加热供水的情况下各支干路出水口和入水口的温差值作为修正值，对加热供水情况下的各支干路出水口和入水口的温差值进行修正，极大的提高了测试的准确度；
输出发生堵塞的支干管及其堵塞程度，所述堵塞程度采用相对误差表示。
本公开所述的检测方法通过将修正结果与供回水模块的供回水管温差进行比较，并计算相对误差，当想对误差绝对值大于设定误差阈值时，判断该支路存在堵塞，实现了对各个支干路的堵塞情况的检测，从而可及时对堵塞的支干路进行检修以提高毛细管换热网箱的工作效率。
作为可能的一些实现方式，***进入稳定工况的确定方法为供回水模块的供水管和回水管的温度测量结果不变或变化量小于第二设定温差阈值。
作为可能的一些实现方式，对于毛细管换热网箱的检测在其深埋前进行，此时所述毛细管换热网箱未与海水源热泵模块连接。
作为可能的一些实现方式，当毛细管换热网箱已经深埋，且与海水源热泵模块连接时，首先将将毛细管换热网箱挖出，且与海水源热泵模块断开；将供回水模块与毛细管换热网箱的供回水干管连接。
作为可能的一些实现方式，开启电加热器，调节水温高于环境温度至少20℃。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
本公开所述的***通过红外测温模块对支干管的出水口和入水口进行温度检测，解决了目前无法对海水源热泵前端毛细管换热网箱堵塞问题进行快速检测的技术难题。
本公开所述的红外测温模块既可以与其他模块分离，也可以通过在支干管的出水口和进水口设置微型红外测温仪，既可以实现安装前的检测，也可以实现安装后的监控，当毛细管换热网箱已深埋时，只需开挖检测到的堵塞部位即可，极大的节省了劳动强度，提高了检修效率。
本公开所述的******操作简单，方法快速可靠，可快速的检测出毛细管换热网箱堵塞支路，并对其堵塞程度进行评估。
本公开所述的供回水模块在提供加热后的水时，调节水温高于环境温度至少20℃，从而提高了温差的区别度，进一步提高了检测精度，使得各支路管能展现出明显的温差区分度。
本公开所述的***能够实现对未深埋和已深埋的毛细管换热网箱的堵塞检测，可实现已安装的毛细管换热网箱的检测，极大的拓展了本申请所述的***的适用范围，提高了其可推广性。
附图说明
图1为本公开实施例1所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测***结构示意图；
图2为本公开实施例1所述的毛细管换热网箱管路俯视图及测点分布图。
图3为本公开实施例1所述的毛细管换热网箱管路侧视图及测点分布图。
图4为本公开实施例1所述的毛细管换热网箱管路正视图及测点分布图
图5为本公开实施例3所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测方法流程图。
1-毛细管换热网箱；2-水箱；3-电加热器；4-水箱注水口；5-水箱泄水口；6-热水回水管接口；7-热水供水管接口；8-回水管流量计；9-第一循环水泵；10-热水供水管温度计；11-热水回水管温度计；12-第一阀门；13-第二阀门；14-第三阀门；15-第四阀门；16-第二循环水泵；17-第三循环水泵；18-空调或采暖末端；19-红外测温模块；20-供水干管；21-回水干管；22-供水支干管；23-回水支干管；24-毛细管；25-海水源热泵机组。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1：
如图1-4所示，本公开实施例1提供了一种海水源热泵前端换热器堵塞检测***，包括海水源热泵模块、供回水模块和红外测温模块19，所述海水源热泵模块包括毛细管换热网箱1、海水源热泵机组25和末端换热设备，所述末端换热设备包括空调或采暖末端18；所述海水源热泵机组通过供回水管与末端换热设备、毛细管换热网箱1相连，构成机组供能或取能回路；所述供回水模块通过供回水管道与毛细管换热网箱1连接，用于给毛细管换热网箱1供水；所述毛细管换热网箱1包括多个干管(20，21)、支干管(22，23)和毛细,24，所述红外测温模块19用于测试各支干管(22，23)出水口和入水口的温度；所述红外测温模块为外置设备，检测时单独使用，与其它模块非直接连接。
所述海水源热泵机组25通过供回水管与空调或采暖末端18相连，构成机组“供能”回路；通过供回水管与前端毛细管换热网箱1相连，构成源侧“取能”回路；源侧供回水管分别设第二阀门13和第一阀门12；两回路分别设有第一循环水泵16与第二循环水泵17；上述各设备及环路构成海水源热泵子***
所述供回水模块包括电加热器3、水箱2、温度计(10，11)、流量计8、第一循环水泵9和管路附件；所述电加热器3位于水箱2内部，用于对水箱2内部循环水进行加热；所述温度计(10，11)位于供回水管道上，用于检测***供回水温度；所述流量计8设于回水管道上，用于检测***循环水流量；所述水箱2通过供回水管及热水供回水接头(6，7)与毛细管换热网箱1相连，构成热水循环回路。
所述第一循环水泵9具有变频功能，用于调节环路流量，且第一循环水泵9扬程应能够克服环路循环阻力。
所述电加热器3具有加热功率调节功能，用于控制水箱中水温，最高水温宜高于环境温度20℃。
所述红外测温模块19具有足够的测量精度，实现毛细管换热网箱1中并联支干管出水管和入水口管壁温度的准确测试。
所述毛细管换热网箱1进水口和出水口上分别设有第四阀门15和第三阀门14及连接头，用于毛细管换热网箱1与供回水模块的连接与断开。
所述红外测温模块19用于测试各支干管(22，23)出水口和入水口管壁的温度，还包括有计算机终端，所述计算机终端与红外测温模块通信连接，用于接收红外测温模块的测试数据，通过比较和筛选，寻找毛细管换热网箱中各并联支干管出水口和入水口管壁温差低于设定第一设定温差阈值的支路。
实施例2；
本公开实施例2提供了一种海水源热泵前端换热器堵塞检测***，所述红外测温模块为内置设备，包括多个微型红外测温仪，分别设置在各支干管的出水口和入水口处，其他设置与实施例1相同；可以实现安装后的监控，当毛细管换热网箱已深埋时，只需开挖检测到的堵塞部位即可，极大的节省了劳动强度，提高了检修效率。
实施例3
如图3所示，本公开实施例3提供了一种海水源热泵前端换热器堵塞检测方法，步骤如下：
将供回水模块与毛细管换热网箱通过供回水干管连接，通过水箱注水口向供回水模块的水箱注水，开启供回水模块的循环水泵，不开启电加热器，进行***循环；
待***进入稳定工况后，采用红外热成像模块对毛细管换热网箱中各并联支干管出水口和入水口管壁温度进行红外成像，并记录此时各支干管出水口和入水口管壁温度Th和Tg，计算其温差，作为修正值△Tt0；
开启电加热器，调节水温高于环境温度，待***进入稳定工况后，采用红外热成像模块对毛细管换热网箱中的并联支干管出水口和入水口管壁温度进行红外成像，并记录此时每一支路出/入水口管壁温差△Tt1；所述红外测温模块为外置设备，检测时单独使用，与其它模块非直接连接；
采用修正值△Tt0对第二次温差测试结果△Tt1进行修正，得到修正结果△T，将修正结果△T与供回水模块的供回水管温差△TD进行比较，并计算相对误差，当想对误差绝对值大于设定误差阈值时，例如15％，判断该支路存在堵塞；
输出发生堵塞的支干管及其堵塞程度，所述堵塞程度采用相对误差表示。
***进入稳定工况的确定方法为供回水模块的供水管和回水管的温度测量结果不变或变化量小于第二设定温差阈值。
对于毛细管换热网箱的检测在其深埋前进行，此时所述毛细管换热网箱未与海水源热泵模块连接。
当毛细管换热网箱已经深埋，且与海水源热泵模块连接时，首先将将毛细管换热网箱挖出，且与海水源热泵模块断开；将供回水模块与毛细管换热网箱的供回水干管连接。
实施例4：
本公开实施例4提供了一种海水源热泵前端换热器堵塞检测方法，所述红外测温模块为内置设备，包括多个微型红外测温仪，分别设置在各支干管的出水口和入水口处，其他设置与实施例3相同；可以实现安装后的监控，当毛细管换热网箱已深埋时，只需开挖检测到的堵塞部位即可，极大的节省了劳动强度，提高了检修效率
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种海水源热泵前端换热器堵塞检测***，其特征在于，包括海水源热泵模块、供回水模块和红外测温模块，所述海水源热泵模块包括毛细管换热网箱、海水源热泵机组和末端换热设备，所述海水源热泵机组通过供回水管与末端换热设备、毛细管换热网箱相连，构成机组供能或取能回路；所述供回水模块通过供回水管道与毛细管换热网箱连接，用于给毛细管换热网箱供水；所述毛细管换热网箱包括多个干管、支干管和毛细管，所述红外测温模块用于测试各支干管出水口和入水口的温度。
2.如权利要求1所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测***，其特征在于，所述红外测温模块为外置设备，检测时单独使用，与其它模块非直接连接。
3.如权利要求1所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测***，其特征在于，所述红外测温模块为内置设备，包括多个微型红外测温仪，分别设置在各支干管的出水口和入水口处。
4.如权利要求1所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测***，其特征在于，所述供回水模块包括电加热器、水箱、温度计、流量计、第一循环水泵和管路附件；所述电加热器位于水箱内部，用于对水箱内部循环水进行加热；所述温度计位于供回水管道上，用于检测***供回水温度；所述流量计设于回水管道上，用于检测***循环水流量；所述水箱通过供回水管与毛细管换热网箱相连，构成热水循环回路。
5.如权利要求1所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测***，其特征在于，所述毛细管换热网箱进水口和出水口上分别设有阀门及连接头，用于毛细管换热网箱与供回水模块的连接与断开。
6.如权利要求1所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测***，其特征在于，所述红外测温模块用于测试各支干管出水口和入水口管壁的温度，还包括有计算机终端，所述计算机终端与红外测温模块通信连接，用于接收红外测温模块的测试数据，通过比较和筛选，寻找毛细管换热网箱中各并联支干管出水口和入水口管壁温差低于设定第一设定温差阈值的支路。
7.一种海水源热泵前端换热器堵塞检测方法，其特征在于，步骤如下：
将供回水模块与毛细管换热网箱通过供回水干管连接，向供回水模块的水箱注水，开启供回水模块的循环水泵，不开启电加热器，进行***循环；
待***进入稳定工况后，采用红外热成像模块对毛细管换热网箱中各并联支干管出水口和入水口管壁温度进行红外成像，并记录此时各支干管出水口和入水口管壁温差，作为修正值△Tt0；
开启电加热器，调节水温高于环境温度，待***进入稳定工况后，采用红外热成像模块对毛细管换热网箱中的并联支干管出水口和入水口管壁温度进行红外成像，并记录此时每一支路出/入水口管壁温差△Tt1；
采用修正值△Tt0对第二次温差测试结果△Tt1进行修正，得到修正结果△T，将修正结果△T与供回水模块的供回水管温差△TD进行比较，并计算相对误差，当想对误差绝对值大于设定误差阈值时，判断该支路存在堵塞；
输出发生堵塞的支干管及其堵塞程度，所述堵塞程度采用相对误差表示。
8.如权利要求7所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测方法，其特征在于，***进入稳定工况的确定方法为供回水模块的供水管和回水管的温度测量结果不变或变化量小于第二设定温差阈值。
9.如权利要求7所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测方法，其特征在于，对于毛细管换热网箱的检测在其深埋前进行，此时所述毛细管换热网箱未与海水源热泵模块连接。
10.如权利要求7所述的海水源热泵前端换热器堵塞检测方法，其特征在于，当毛细管换热网箱已经深埋，且与海水源热泵模块连接时，首先将毛细管换热网箱挖出，且与海水源热泵模块断开；然后将供回水模块与毛细管换热网箱的供回水干管连接。
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