井水源热泵系统故障检测及解决办法重点

1、井水源热泵系统故障检测及解决办法曹勇1,于丹2（1.中国建筑科学研究院空调所，北京100013; 2.北京建筑工程学院城建系，北京100044）摘要在现场检测工作的基础上，总结了井水源热泵系统在工程中常出现的一 些故障问题，分析了造成故障的原因，并提出了解决的办法。同时探讨性地提出应 建立水源热泵系统现场检测方法和标准规程。关键字水源热泵系统故障检测0引言由于我国对能源和环境保护的重视，井水源热泵系统在我国发展迅速。随着市 场的逐步推广，由于热泵机组加工制造、系统设计安装、使用经验水平等问题引起 的故障，直接使许多用户对该技术持有怀疑与否定的观点。笔者在工作中接触了许多井水源热泵系统工程，从事

2、热泵机组设计研发和水源 热泵设备及系统的检测工作，并参与了一些井水源热泵系统工程的故障诊断，现将 在工程检测和诊断过程中曾经遇到的一些故障及其解决方法整理出来，供大家参 考。同时，针对在工程实践中，热泵机组的设备产品检验标准在现场检测过程中应 用评价较为困难，探讨性提出一些热泵机组现场检测方法和评价标准的观点。1故障分析对于井水源热泵系统来说，其主要是由水源热泵设备主机、水路循环系统和能 量采集三部分组成，现分别对这三部分经常出现的故障检测方法和解决办法进行阐 述。1.1设备机组故障热泵主机是系统的核心部件，其主要故障表现在压缩机运行时有较大杂音和震 动、吸排气压力过高或过低、压缩机回油不畅等

3、问题，各种故障问题和解决办法汇 总见表1 O解决办池丿h冷i1卜L ft悔折141 fti曲s帶廉支耿不r4Xfl不甘】.检件膵岷阀淹就崎定砸点 丸转功部井腭撮.推梅蘆亚携 工輩斷安毬、増册吸碱少支般 4.检检钱Mt匕净却木应址小醴水沿治从M冷媒矗撒屮卒村不礙性体4,冷蚁牡过姜L堪新蘭整水 节阀或供术罐材量卅1卅力迪嵌1、拴看冷xt盛捋制竄址竹尤不岂水竝：lf也事R检淞井Au冷掘3.松祥冷媒讦睛:亚气片1占荷WU3.比）1 一降低資背威塔MliS备 liMI盤过热废堆繼虽 3检协成更按2康笈器布网恂2 ；m J?iv4i3.液浮干煤过遞為睹崔4激管检修阀部分关闭 工冋流管略僦塞6膨账阀调整不巧

4、或失效7.蘆发器入氷温皿过低g低用农火灵3満洁或迴换燥过滤番4 全开液管楼條阀5精洁氐调檢膨胀阀或里换7调魄水城调牡阀及检仿负栈&校IE戴3E换什缩机缺汕1 内部仙分损坏2J*箱窗于管路或落发器内3.机细启动频圾1 也换2. 检视脅斜度与冷媒流速3. 伶电路及温控或负拔Z变化1.2水量循环系统故障由于系统未装水流开关或者水流开关未动作，使通过机组的流量小于机组设计 流量，在检测过程中，会导致机组低压保护，机组不能正常启动。根据文献1 2中的经验数据，简化流量同蒸发温度的数学模型，利用Matlab对模型进行迭代计算，计算结果如图1所示。从图1可以看出，当实际流量小于设计流量的 60% 时

5、，机组的蒸发温度迅速下降，随着井水的进口温度降低，流量的下降对蒸发温度 影响越大。当通过机组的实际流量小于设计流量时，机组的蒸发温度降低，从而使 蒸发压力降低，当降低到机组设置低压保护压力时，使机组产生低压保护，机组处 于非正常关机状态或无法正常启动。在实际多台机组并联系统中，由于该系统施工完毕后，未进行机组流量平衡调 试，导致机组井水流量发生不平衡，如果低压保护压力设置为4kg/cm2，井水进水温度为10C时，当实际流量降为设计流量的 60%时，就会产生低压保护，机组不 能正常启动和运行。3.液浮燥过滤掘垢塞4液管检修阀部分关闭工冋流營赂肌塞6膨胀阀调整不十或失效7護发器人水温发过低&

6、;低压表光灵3. 洁沾或4. 全开液5 縉赭7询憔水8 Ji 1E 或L内部仙分损坏1嗟换压缩机峡油2.油滞留于管群或蒸笈器内2检视骨左机殂启动频第3适电路1" 1 111V11 1实际流量/设计流量蒸发温度C)图1不同井水进口温度下流量对蒸发温度的影响1.3回灌问题34一般有真空回灌、无压自流回灌和加压回灌三种形式。真空回灌适用于地下水 埋层较深，含水层渗透性好的情况；无压自流回灌应用于井中存在回灌水位和静水 位差，且含水层渗透性好的情况；在含水层渗透性较差，地下水位又高的水文地质 条件下，则必须采用加压回灌。当发生回灌效果不好时，首先应当对地质情况进行分析，判断是否采用了合适的回

7、灌方式，在此基础上，如果回灌井在回灌过程中仍 会出现堵塞、水质变坏、出砂或回灌能力衰减等问题，可根据井的堵塞性质和原 因，采用连续回扬法、化学法和灭菌法等处理管井堵塞问题，表2列出了各种堵塞机理和相应的物理和化学处理方法。成因分炎故障原因址理方法沙层尿櫛砂圧扰动jk喩、孔障度减小、淳透性能降陆打新井浑浊物艘帶入倚水堵瓏砂底孔除弋相烤塞 if' 1耿带 S水层或地F水地F输送过趕屮虺气而被带入1叫淋井屮的作水圧控制水源水质标准和回扬评适化学沉淀堵塞水中的血、Ca. Mg离子与空兀棚接軸所产生的化含物沉淀.和秒层空眦 由于化学虑蚀.水中铁廣鬧加，堵避了滤网或砂层的孔晾回扬.!S1t（Hcl

8、）处理,水质监测生物化学堵霹铁細蔚、庾确还廉菌大星鸞殖回扬.加适啟杀菌剂2现场检测方法和评判讨论水源热泵系统现场检测主要为蒸发器和冷凝器的泄漏，以及在系统中对机组性 能的检测与评价。2.1蒸发器和冷凝器检漏现场检测方法在空调水系统中，由于除砂装置效果，井水水温过低产生局部冰堵，蒸发器和 冷凝器的加工质量等原因可能造成机组蒸发器或冷凝器泄漏。对于现场蒸发器和冷 凝器的检漏检测，因为主机已组装完毕，用常规的保压试验方法，很难测试和判 断。本文提出一种 气泡法”检测方法，将蒸发器或冷凝器的进、出口用盲板封闭， 并在高点处引出一根水管，水管用阀调控开启。对机组进行氮气打压试验，待系统 压力达到5kg/

9、cm2时，分别向蒸发器或冷凝器水路进行静态通水试验，通过检测最 高点处是否有气泡排出和监测机组系统压力变化来判断蒸发器和冷凝器是否泄漏， 效果很好，如图2所示。图2现场气泡法检测蒸发器或冷凝器泄漏效果图2.2机组性能现场检测与评价作为水源热泵产品性能检测可根据 GB/T 19409-2003水源热泵机组进行检 测，但现场对机组性能检测几乎不可能达到标准所要求的额定测试工况，所以对于 机组现场性能检测与评价成为系统现场检测的一个难点，而多数设备生产厂家在选 型样本中都有关于不同井水进口温度条件下的性能曲线，所以本文提出接近额定工况”的概念，即参照设备厂家的不同井水进口温度条件下性能曲线上接近实际

10、测 试工况的一点作为评判标准进行测试。例如，对某工程的一台热泵机组进行现场性 能检测，首先通过系统阀门的调节使被测机组的井水水量和循环水水量达到机组铭 牌参数的要求，然后根据现场条件，调节末端的负荷（主要是调节组合式空调机组 的风量和系统末端的开和停），使被测机组出水温度达到额定工况，测定机组的性 能。根据现场实际井水进水温度，参照设备厂家在此井水温度下机组的性能进行评由于现场测试条件的限制，作者认为不能完全参照额定工况产品性能检测标准来制定平衡时间，制定吸热和放热的平衡率以及如何对测试值进行评价，关于设备性能现场检测方法和评判有待相关部门进一步规范和制定，以使设备性能现场检测 可以规范进行。

11、参考文献1陆亚俊，等空调工程中的制冷技术M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2004. 2吴业正，等.小型制冷装置设计指导M.北京：机械工业出版社，1998.3 邬小波，等.地下含水层储能和地下水源热泵系统中地下水回路与回灌技术 现状J.暖通空调，2004，34( 1)： 19- 22.4 薛玉伟，等.地下水水源热泵水源问题的研究J.能源工程，2003 (2): 1013.Test ing and soluti on for fault of well water source heat pump systemCao Yong1，Yu Dan2(1.1 nstitute of air condi

12、tioning, China Academy of Building Research, Beijing, 100013, Chi na; 2.Departme nt of Metropolita n Con structio n Engin eeri ng, Beiji ng In stitute of CivilEngin eeri ng and Architecture, 100044,Chi naAbstract In troduces some cases of fault of Well Water Source Heat Pump System, which isbased on

13、 project test ing. An alyses causes of breakdow n of WWSHPS, and gives the solutions to solve these problems. Further more puts forward testing methods and sta ndards, which are applied in project test ing.Keywords water source heat pump system fault , testing作者简介：曹勇（1972-），男，内蒙古乌海市人，博士，畐U研究员井水源热泵系统

14、故障检测及解决办法曹勇1,于丹2（1.中国建筑科学研究院空调所，北京100013; 2.北京建筑工程学院城建 系，北京100044）摘要在现场检测工作的基础上，总结了井水源热泵系统在工程中常出现的一 些故障问题，分析了造成故障的原因，并提出了解决的办法。同时探讨性地提出应 建立水源热泵系统现场检测方法和标准规程。关键字水源热泵系统故障检测井水源热泵系统故障检测及解决办法曹勇1,于丹2（1.中国建筑科学研究院空调所，北京100013; 2.北京建筑工程学院城建 系，北京100044）摘要在现场检测工作的基础上，总结了井水源热泵系统在工程中常出现的一 些故障问题，分析了造成故障的原因，并提出了解决

15、的办法。同时探讨性地提出应 建立水源热泵系统现场检测方法和标准规程。关键字水源热泵系统故障检测0引言由于我国对能源和环境保护的重视，井水源热泵系统在我国发展迅速。随着市 场的逐步推广，由于热泵机组加工制造、系统设计安装、使用经验水平等问题引起 的故障，直接使许多用户对该技术持有怀疑与否定的观点。笔者在工作中接触了许多井水源热泵系统工程，从事热泵机组设计研发和水源 热泵设备及系统的检测工作，并参与了一些井水源热泵系统工程的故障诊断，现将 在工程检测和诊断过程中曾经遇到的一些故障及其解决方法整理出来，供大家参 考。同时，针对在工程实践中，热泵机组的设备产品检验标准在现场检测过程中应 用评价较为困难

16、，探讨性提出一些热泵机组现场检测方法和评价标准的观点。1故障分析对于井水源热泵系统来说，其主要是由水源热泵设备主机、水路循环系统和能 量采集三部分组成，现分别对这三部分经常出现的故障检测方法和解决办法进行阐 述。1.1设备机组故障热泵主机是系统的核心部件，其主要故障表现在压缩机运行时有较大杂音和震 动、吸排气压力过高或过低、压缩机回油不畅等问题，各种故障问题和解决办法汇 总见表1 01敵”箏叫非Lt1 I f.f卜“代旣说対MWl削时伸W左喑1' '*4 Mfl + J1 ! Pr k 'K .tK界,俎宫打it.d t冨蜂屮Rfi f 1»啊*讽1电膺静皐&

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18、组的流量小于机组设计 流量，在检测过程中，会导致机组低压保护，机组不能正常启动。根据文献1 2中的经验数据，简化流量同蒸发温度的数学模型，利用Matlab对模型进行迭代计算，计算结果如图1所示。从图1可以看出，当实际流量小于设计流量的 60%时, 机组的蒸发温度迅速下降，随着井水的进口温度降低，流量的下降对蒸发温度影响 越大。当通过机组的实际流量小于设计流量时，机组的蒸发温度降低，从而使蒸发压力降低，当降低到机组设置低压保护压力 时，使机组产生低压保护，机组处于非正常关机状态或无法正常启动。在实际多台机组并联系统中，由于该系统施工完毕后，未进行机组流量平衡调试，导致机组井水流量发生不平衡，如果

19、低压保护压力设置为4kg/cm2，井水进水温度为10C时，当实际流量降为设计流量的 60%时，就会产生低压保护，机组不 能正常启动和运行。实际流量/设计流量蒸发温度C)图1不同井水进口温度下流量对蒸发温度的影响1.3回灌问题34一般有真空回灌、无压自流回灌和加压回灌三种形式。真空回灌适用于地下水 埋层较深，含水层渗透性好的情况；无压自流回灌应用于井中存在回灌水位和静水 位差，且含水层渗透性好的情况；在含水层渗透性较差，地下水位又高的水文地质 条件下，则必须采用加压回灌。当发生回灌效果不好时，首先应当对地质情况进行 分析，判断是否采用了合适的回灌方式，在此基础上，如果回灌井在回灌过程中仍 会出现

20、堵塞、水质变坏、出砂或回灌能力衰减等问题，可根据井的堵塞性质和原 因，采用连续回扬法、化学法和灭菌法等处理管井堵塞问题，表2列出了各种堵塞机理和相应的物理和化学处理方法。2现场检测方法和评判讨论水源热泵系统现场检测主要为蒸发器和冷凝器的泄漏，以及在系统中对机组性 能的检测与评价。2.1蒸发器和冷凝器检漏现场检测方法在空调水系统中，由于除砂装置效果，井水水温过低产生局部冰堵，蒸发器和 冷凝器的加工质量等原因可能造成机组蒸发器或冷凝器泄漏。对于现场蒸发器和冷 凝器的检漏检测，因为主机已组装完毕，用常规的保压试验方法，很难测试和判 断。本文提出一种 气泡法”检测方法，将蒸发器或冷凝器的进、出口用盲板

21、封闭， 并在高点处引出一根水管，水管用阀调控开启。对机组进行氮气打压试验，待系统 压力达到5kg/cm2时，分别向蒸发器或冷凝器水路进行静态通水试验，通过检测最 高点处是否有气泡排出和监测机组系统压力变化来判断蒸发器和冷凝器是否泄漏， 效果很好，如图2所示。图2现场气泡法检测蒸发器或冷凝器泄漏效果图2.2机组性能现场检测与评价作为水源热泵产品性能检测可根据 GB/T 19409-2003水源热泵机组进行检 测，但现场对机组性能检测几乎不可能达到标准所要求的额定测试工况，所以对于 机组现场性能检测与评价成为系统现场检测的一个难点，而多数设备生产厂家在选 型样本中都有关于不同井水进口温度条件下的性

22、能曲线，所以本文提出接近额定工况”的概念，即参照设备厂家的不同井水进口温度条件下性能曲线上接近实际测 试工况的一点作为评判标准进行测试。例如，对某工程的一台热泵机组进行现场性 能检测，首先通过系统阀门的调节使被测机组的井水水量和循环水水量达到机组铭 牌参数的要求，然后根据现场条件，调节末端的负荷（主要是调节组合式空调机组 的风量和系统末端的开和停），使被测机组出水温度达到额定工况，测定机组的性 能。根据现场实际井水进水温度，参照设备厂家在此井水温度下机组的性能进行评 价。由于现场测试条件的限制，作者认为不能完全参照额定工况产品性能检测标准 来制定平衡时间，制定吸热和放热的平衡率以及如何对测试值

23、进行评价，关于设备 性能现场检测方法和评判有待相关部门进一步规范和制定，以使设备性能现场检测 可以规范进行。参考文献1陆亚俊，等空调工程中的制冷技术M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2004. 2吴业正，等.小型制冷装置设计指导M.北京：机械工业出版社，1998.3邬小波，等.地下含水层储能和地下水源热泵系统中地下水回路与回灌技术现状J.暖通空调，2004，34( 1)： 19- 22.4薛玉伟，等.地下水水源热泵水源问题的研究J.能源工程，2003 (2): 1013.Test ing and soluti on for fault of well water source heat pum

24、p systemCao Yong1，Yu Dan2(1.1 nstitute of air conditioning, China Academy of Building Research, Beijing, 100013, Chi na; 2.Departme nt of Metropolita n Con structio n Engin eeri ng, Beiji ng In stitute of Civil Engin eeri ng and Architecture, 100044,Chi naAbstract In troduces some cases of fault of

25、Well Water Source Heat Pump System, which isbased on project test ing. An alyses causes of breakdow n of WWSHPS, and gives the soluti ons tosolve these problems. Further more puts forward testing methods and standards.which are applied in project testi ng.Keywords water source heat pump system fault

26、 , testing作者简介：曹勇（1972-），男，内蒙古乌海市人，博士，畐U研究员0引言由于我国对能源和环境保护的重视，井水源热泵系统在我国发展迅速。随着市 场的逐步推广，由于热泵机组加工制造、系统设计安装、使用经验水平等问题引起 的故障，直接使许多用户对该技术持有怀疑与否定的观点。笔者在工作中接触了许多井水源热泵系统工程，从事热泵机组设计研发和水源 热泵设备及系统的检测工作，并参与了一些井水源热泵系统工程的故障诊断，现将 在工程检测和诊断过程中曾经遇到的一些故障及其解决方法整理出来，供大家参 考。同时，针对在工程实践中，热泵机组的设备产品检验标准在现场检测过程中应 用评价较为困难，探讨性

27、提出一些热泵机组现场检测方法和评价标准的观点。1故障分析对于井水源热泵系统来说，其主要是由水源热泵设备主机、水路循环系统和能 量采集三部分组成，现分别对这三部分经常出现的故障检测方法和解决办法进行阐 述。1.1设备机组故障热泵主机是系统的核心部件，其主要故障表现在压缩机运行时有较大杂音和震 动、吸排气压力过高或过低、压缩机回油不畅等问题，各种故障问题和解决办法汇 总见表1 0rrwrr” e 可能華困1,冷煤吐#tb谓机何甲仁'ib，JiS,ii«uft/s新r曲沟址u宦嶽出4 M AM耗為3.冷 IV AKfl1,冷却机錐就勺、咸水岛 就空机A ii r儿冷Kt載蟻申作右车

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29、环系统故障由于系统未装水流开关或者水流开关未动作，使通过机组的流量小于机组设计 流量，在检测过程中，会导致机组低压保护，机组不能正常启动。根据文献1 2中的经验数据，简化流量同蒸发温度的数学模型，利用Matlab对模型进行迭代计算，计算结果如图1所示。从图1可以看出，当实际流量小于设计流量的60%时，机组的蒸发温度迅速下降，随着井水的进口温度降低，流量的下降对蒸发温度 影响越大。当通过机组的实际流量小于设计流量时，机组的蒸发温度降低，从而使 蒸发压力降低，当降低到机组设置低压保护压力时，使机组产生低压保护，机组处 于非正常关机状态或无法正常启动。在实际多台机组并联系统中，由于该系统施工完毕后，

30、未进行机组流量平衡调 试，导致机组井水流量发生不平衡，如果低压保护压力设置为4kg/cm2，井水进水温度为10C时，当实际流量降为设计流量的 60%时，就会产生低压保护，机组不 能正常启动和运行。实际流量/设计流量蒸发温度C)图1不同井水进口温度下流量对蒸发温度的影响1.3回灌问题34一般有真空回灌、无压自流回灌和加压回灌三种形式。真空回灌适用于地下水 埋层较深，含水层渗透性好的情况；无压自流回灌应用于井中存在回灌水位和静水 位差，且含水层渗透性好的情况；在含水层渗透性较差，地下水位又高的水文地质 条件下，则必须采用加压回灌。当发生回灌效果不好时，首先应当对地质情况进行 分析，判断是否采用了合

31、适的回灌方式，在此基础上，如果回灌井在回灌过程中仍 会出现堵塞、水质变坏、出砂或回灌能力衰减等问题，可根据井的堵塞性质和原因，采用连续回扬法、化学法和灭菌法等处理管井堵塞问题，表2列出了各种堵塞机理和相应的物理和化学处理方法。氐脚槪阳凋罄川3或A效氐凋幣瞬胀阀威史换工燕发器入水温度过低7.训整水盘调节侧及检査负磯砂层就动止悄、孔晾度强小、津這件能障低打新井悬浮物坊塞沖浊物被带人君水止*堵塞破层孔隙挣制本源水质标族和回畅%相堵塞空r故诽人會水担或地F水地¥输选过砂1谶而帔帯入 冋灌井屮的會水広管道化学沉淀术中的F斗Wn、脳离f q空气和攥Bi所产生的化售物 沉淀f堵塞了滤网和砂憶空訓，

32、由于化供腐忒中怏质 增加，堵耀了泊网戒砂展的扎際回执flfiit(Hcl)处理,水质监側铁细值、徹極述療曲JL吐罄竝回扬、加适量杀齒捌2现场检测方法和评判讨论水源热泵系统现场检测主要为蒸发器和冷凝器的泄漏，以及在系统中对机组性 能的检测与评价。2.1蒸发器和冷凝器检漏现场检测方法在空调水系统中，由于除砂装置效果，井水水温过低产生局部冰堵，蒸发器和 冷凝器的加工质量等原因可能造成机组蒸发器或冷凝器泄漏。对于现场蒸发器和冷 凝器的检漏检测，因为主机已组装完毕，用常规的保压试验方法，很难测试和判 断。本文提出一种 气泡法”检测方法，将蒸发器或冷凝器的进、出口用盲板封闭， 并在高点处引出一根水管，水管用阀调控开启。对机组进行氮气打压试验，待系统 压力达到5kg/cm2时，分别向蒸发器或冷凝器水路进行静态通水试验，