污水源熱泵系統(tǒng)運行控制與故障診斷
張承虎、呂自薈、孫德興
（哈爾濱工業(yè)大學，哈爾濱150090）
摘要：本文總結了城市原生污水源熱泵系統(tǒng)的運行控制及故障診斷方面的經(jīng)驗。
關鍵詞：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)形式更復雜，故障風險更高。但是這些熱泵系統(tǒng)在熱泵機組及末端循環(huán)等方面幾乎是沒有差別的，因此，本文主要針對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)，介紹其運行控制和故障診斷。
1、監(jiān)測參數(shù)及方法
污水源熱泵系統(tǒng)污水取水換熱部分在進行節(jié)能控制和故障診斷設計時，需要監(jiān)測的參數(shù)主要由以下幾類：
（1）水位
水位一般代表污水量的充足與否，而且當水位低于警戒水位時，必須報警。一些系統(tǒng)的運行故障或運行狀況不穩(wěn)定，可能就是低水位造成的。水位過高，也會給系統(tǒng)造成毀滅性的災害，如倒灌、淹沒等。因此水位監(jiān)測對污水源熱泵的運行至關重要。
水位監(jiān)測一般在緩沖池和退水池內(nèi)進行，當系統(tǒng)沒有設置緩沖池時，則應當對污水管渠取水點處的水溫進行定期監(jiān)測，檢測時間為6時、10時、15時、22時。
水位監(jiān)測一般在緩沖池和退水池內(nèi)進行，當系統(tǒng)沒有設置緩沖池時，則應當對污水管渠取水點處的水溫進行定期監(jiān)測，檢測時間為6時、10時、15時、22時。
（2）溫度
幾個關鍵的溫度測點是：緩沖池污水溫度、退水池污水溫度、防阻機配管的4個進出口溫度、換熱器污水側的進出口溫度、中介水側的進出口溫度。
緩沖池與退水池的溫度可用于判斷整個工程的運行狀況，供熱量是否充足。
防阻機的4個點溫度可用于判斷防阻機的再生效果和堵塞程度，以及由于堵塞或裝配問題導致的內(nèi)漏程度。
換熱器的4個溫度可用于監(jiān)測換熱器的堵塞、淤積、軟垢的程度及影響。
（3）壓力
幾個關鍵的壓力測點是：一、二級污水泵的進出口壓力，防阻機配管的4個進出口壓力，換熱器的4個進出口壓力。
污水泵的進出口壓力用于污水運行狀況以及是否堵塞的判斷。
防阻機的4個壓力可用于監(jiān)測防阻機是否堵塞、是濾網(wǎng)堵塞還是進出口堵塞等。
換熱器的4個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。
此外各壓力點之間即使沒有設備，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
幾個關鍵的電工參數(shù)是：污水泵以及中介水泵的電壓、各相電流、功率，防阻機的電流及功率。如果水泵采用變頻技術，供電頻率也是關鍵參數(shù)之一。
各相電流可用于判定水泵是否缺相、三相是否平衡，電機功率可用于判斷水泵是否運行正常，不論是水泵、管路、換熱設備發(fā)生堵塞，在水泵功率上都會有直接的體現(xiàn)。
防阻機的電流與功率可用于判斷防阻機是否出現(xiàn)卡死等故障。
（5）流量
可以將流量計（表）安裝在管道上，實現(xiàn)實時在線流量監(jiān)測，對于污水流量，建議選取電磁流量計。由于污水水質積極惡劣，也為了減少系統(tǒng)投資，通常的流量監(jiān)測都是在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，采用超聲波流量計進行診斷測量。而在污水源熱泵系統(tǒng)運行時主要根據(jù)壓差和水泵電功率進行流量的估算。
2、污水取熱系統(tǒng)的運行控制
2.1 污水設備的臺數(shù)控制
由于以下幾個原因：
（1）污水內(nèi)污物、泥沙、油脂較多，如果流速過低，將會在管道和設備內(nèi)淤積，這將增加系統(tǒng)的故障風險。
（2）防阻機對反沖流速有要求，如果污水流量減小，必將導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，流速減小，軟垢平衡熱阻急劇增加。
污水源熱泵系統(tǒng)的一、二級污水泵一般為定流量運行，系統(tǒng)運行流量一般采取臺數(shù)控制的階梯流量。防阻機和換熱器的臺數(shù)控制依靠閥門啟閉實現(xiàn)。
注：本文為《地源熱泵》“本期專題”連載內(nèi)容，謝絕轉載。如果您對污水源熱泵空調(diào)方面有任何問題，歡迎來電或給我們發(fā)送電子郵件，我們將選擇部分典型問題擇期在《地源熱泵》雜志上統(tǒng)一刊登和解答。
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