[发明专利]用于地源热泵系统的地下温度场监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种地源热泵技术领域，特别涉及一种用于地源热泵系统的地下温度场监测系统。

背景技术

目前现有的地下温度场监测主要采用的是铂电阻温度传感器测温系统、光纤光栅温度传感器测温系统。

铂电阻温度传感器测温系统原理：电阻的阻值是随着温度变化而变化的，比如，用线性比较好的铂丝、铜丝作的电阻。工业用热电阻一般采用 Pt100,Pt10,Pt1000，将电流流过铂电阻传感器时在其上产生压降，温度不同，铂电阻传感器的电阻值不同，则压降不同，再通过运放将该微弱压降信号放大，即输出期望的电压信号，该信号可直接连接到AD转换芯片。在远距离（例如大于100m）测量传输时,温度测量准确度、系统测量误差较大，同时受周围环境温度影响，模拟量传感器在工作过程中都是以电信号的形式存在，还监测环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，同时埋入地下的铂电阻温度传感器随着时间增长，温度测量值会产生一定的漂移，每年需要进行校准，因此使用方面有很大的局限性。传统的铂电阻测温一般采用一根线接一个铂电阻传感器，当采用变送器连接时传感器封装直径较大，同时需要的防水工艺要求较高。

光纤测温原理：光纤测温的机理是依据后向拉曼散射光谱的温度效应。拉曼散射光由反斯托克斯（anti-Stokes）光和斯托克斯（Stokes）光两种不同波长的光组成。前者对温度特别敏感，而后者与温度关系很小。为消除光源波动和光纤弯曲等影响，提高测温准确度，采用anti-Stokes光和Stokes光强度的比值来解调温度信号，基于DSP的信号处理及实现基于DSP系统的信号处理单元完成对二极管（APD）光电探测器输出信号的放大、采样和处理，并解调出温度。光纤光栅测温系统造价较高，安装工艺及组网要求较高，在布线安装及后期维护时光纤易损坏等特点。

传统的温度监测系统主要采用现场数据采集，定期到现场进行数据拷贝和参数设置，若出现错误等状况则等到发现时已经丢失很多数据。 

两种传统的系统造价较为昂贵，采用的是非总线式的布置方式，同时无法进行组网，经远距离传输后测温精度无法保证，在施工工艺方面采用将传感器绑扎在钢管外侧下管回填进行传感器埋设，施工较为复杂，成活率较低，后期无法进行精度校准和维护；传统的测温系统只是考虑了地下温度场的监测，对于整个地源热泵系统运行只有对地下温度场监测、地源热泵系统地埋侧进出口温度和流量进行监测才能够对整个系统做综合的研究和评价。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于地源热泵系统的地下温度场监测系统，该地下温度场监测系统通过设置其中注有耦合剂的保护管，并在保护管内布设总线连接的、具有防水封装层的单线数字温度传感器，弥补了现有技术中存在的施工复杂，温度传感器成活率低，后期无法进行精度校准和维护的问题。

本发明目的实现由以下技术方案完成： 

一种用于地源热泵系统的地下温度场监测系统，包括设于地下监测井的若干单线数字温度传感器、数据采集模块及与所述数据采集模块建立有连接的服务器，所述数据采集模块通过总线耦合所述单线数字温度传感器，其特征在于：所述监测井内垂直埋设有为下端封闭之管状的保护管，所述保护管内布设所述总线及单线数字温度传感器，并填充有作为导热介质的液态耦合剂。

所述液态耦合剂为水。 

所述保护管为钢管或PE管。

所述监测井口设置有与所述总线相接之转换模块，所述转换模块通过CAN总线与所述数据采集模块输入端相接。

所述数据采集模块耦合有设于所述地源热泵系统之进、出口总管的流量计和温度传感器。

所述数据采集模块内设置有无线传输组件，用于向所述服务器内的数据接收模块发送数据。

所述无线传输组件及数据接收模块之间的通讯连接基于GPRS或CDMA。

所述单线数字温度传感器及其与所述总线连接之脚线、所述总线与所述脚线相接之局部外侧密封包裹有第一封装层，所述第一封装层外侧设有与其密封相接的第二封装层，所述总线从所述第一封装层延伸出的两端穿越所述第二封装层并伸出。

所述总线具有防水封装。

所述地源热泵系统的换热孔成栅格排列，所述若干监测井中的至少一监测井位于所述换热孔中一组相邻换热孔的中心处，且所述若干监测井中的至少二监测井位于所述换热孔区域的边缘处。