污水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行控制與故障診斷
張承虎、呂自薈、孫德興
（哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱150090）
摘要：本文總結(jié)了城市原生污水源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行控制及故障診斷方面的經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：污水、控制、故障診斷
污水源熱泵與其它熱泵形式，如地埋管土壤源熱泵、地下水源熱泵而言，系統(tǒng)形式更復(fù)雜，故障風(fēng)險(xiǎn)更高。但是這些熱泵系統(tǒng)在熱泵機(jī)組及末端循環(huán)等方面幾乎是沒(méi)有差別的，因此，本文主要針對(duì)城市原生污水源熱泵的污水取水換熱部分，包括污水循環(huán)和中介水循環(huán)，介紹其運(yùn)行控制和故障診斷。
1、監(jiān)測(cè)參數(shù)及方法
污水源熱泵系統(tǒng)污水取水換熱部分在進(jìn)行節(jié)能控制和故障診斷設(shè)計(jì)時(shí)，需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要由以下幾類(lèi)：
（1）水位
水位一般代表污水量的充足與否，而且當(dāng)水位低于警戒水位時(shí)，必須報(bào)警。一些系統(tǒng)的運(yùn)行故障或運(yùn)行狀況不穩(wěn)定，可能就是低水位造成的。水位過(guò)高，也會(huì)給系統(tǒng)造成毀滅性的災(zāi)害，如倒灌、淹沒(méi)等。因此水位監(jiān)測(cè)對(duì)污水源熱泵的運(yùn)行至關(guān)重要。
水位監(jiān)測(cè)一般在緩沖池和退水池內(nèi)進(jìn)行，當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置緩沖池時(shí)，則應(yīng)當(dāng)對(duì)污水管渠取水點(diǎn)處的水溫進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，檢測(cè)時(shí)間為6時(shí)、10時(shí)、15時(shí)、22時(shí)。
水位監(jiān)測(cè)一般在緩沖池和退水池內(nèi)進(jìn)行，當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置緩沖池時(shí)，則應(yīng)當(dāng)對(duì)污水管渠取水點(diǎn)處的水溫進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，檢測(cè)時(shí)間為6時(shí)、10時(shí)、15時(shí)、22時(shí)。
（2）溫度
幾個(gè)關(guān)鍵的溫度測(cè)點(diǎn)是：緩沖池污水溫度、退水池污水溫度、防阻機(jī)配管的4個(gè)進(jìn)出口溫度、換熱器污水側(cè)的進(jìn)出口溫度、中介水側(cè)的進(jìn)出口溫度。
緩沖池與退水池的溫度可用于判斷整個(gè)工程的運(yùn)行狀況，供熱量是否充足。
防阻機(jī)的4個(gè)點(diǎn)溫度可用于判斷防阻機(jī)的再生效果和堵塞程度，以及由于堵塞或裝配問(wèn)題導(dǎo)致的內(nèi)漏程度。
換熱器的4個(gè)溫度可用于監(jiān)測(cè)換熱器的堵塞、淤積、軟垢的程度及影響。
（3）壓力
幾個(gè)關(guān)鍵的壓力測(cè)點(diǎn)是：一、二級(jí)污水泵的進(jìn)出口壓力，防阻機(jī)配管的4個(gè)進(jìn)出口壓力，換熱器的4個(gè)進(jìn)出口壓力。
污水泵的進(jìn)出口壓力用于污水運(yùn)行狀況以及是否堵塞的判斷。
防阻機(jī)的4個(gè)壓力可用于監(jiān)測(cè)防阻機(jī)是否堵塞、是濾網(wǎng)堵塞還是進(jìn)出口堵塞等。
換熱器的4個(gè)壓力可用于估算換熱器的流量是否充足、正常，判斷換熱器的堵塞程度。
此外各壓力點(diǎn)之間即使沒(méi)有設(shè)備，其壓力差也可用于判斷該段污水管道是否發(fā)生淤積堵塞。
（4）電工信號(hào)
幾個(gè)關(guān)鍵的電工參數(shù)是：污水泵以及中介水泵的電壓、各相電流、功率，防阻機(jī)的電流及功率。如果水泵采用變頻技術(shù)，供電頻率也是關(guān)鍵參數(shù)之一。
各相電流可用于判定水泵是否缺相、三相是否平衡，電機(jī)功率可用于判斷水泵是否運(yùn)行正常，不論是水泵、管路、換熱設(shè)備發(fā)生堵塞，在水泵功率上都會(huì)有直接的體現(xiàn)。
防阻機(jī)的電流與功率可用于判斷防阻機(jī)是否出現(xiàn)卡死等故障。
（5）流量
可以將流量計(jì)（表）安裝在管道上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線流量監(jiān)測(cè)，對(duì)于污水流量，建議選取電磁流量計(jì)。由于污水水質(zhì)積極惡劣，也為了減少系統(tǒng)投資，通常的流量監(jiān)測(cè)都是在系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，采用超聲波流量計(jì)進(jìn)行診斷測(cè)量。而在污水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)主要根據(jù)壓差和水泵電功率進(jìn)行流量的估算。
2、污水取熱系統(tǒng)的運(yùn)行控制
2.1 污水設(shè)備的臺(tái)數(shù)控制
由于以下幾個(gè)原因：
（1）污水內(nèi)污物、泥沙、油脂較多，如果流速過(guò)低，將會(huì)在管道和設(shè)備內(nèi)淤積，這將增加系統(tǒng)的故障風(fēng)險(xiǎn)。
（2）防阻機(jī)對(duì)反沖流速有要求，如果污水流量減小，必將導(dǎo)致反沖洗的濾面再生流速減小，濾面再生效果將變差。
（3）換熱器內(nèi)滋生軟垢，軟垢的平衡厚度與污水流速密切相關(guān)，流速減小，軟垢平衡熱阻急劇增加。
污水源熱泵系統(tǒng)的一、二級(jí)污水泵一般為定流量運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行流量一般采取臺(tái)數(shù)控制的階梯流量。防阻機(jī)和換熱器的臺(tái)數(shù)控制依靠閥門(mén)啟閉實(shí)現(xiàn)。
注：本文為《地源熱泵》“本期專(zhuān)題”連載內(nèi)容，謝絕轉(zhuǎn)載。如果您對(duì)污水源熱泵空調(diào)方面有任何問(wèn)題，歡迎來(lái)電或給我們發(fā)送電子郵件，我們將選擇部分典型問(wèn)題擇期在《地源熱泵》雜志上統(tǒng)一刊登和解答。
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