井水源热泵系统故障检测及解决办法重点

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、压缩机回油不畅等问题，各种故障问题和解决办法汇总见表1。

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，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10℃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（℃）

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[3][4]

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）：10－13.

Testing and solution for fault of well water source heat pump system

Cao Yong1，Yu Dan2

(1. Institute of air conditioning, China Academy of Building Research, Beijing, 100013, China; 2.

Department of Metropolitan Construction Engineering, Beijing Institute of Civil Engineering and Architecture, 100044,China

Abstract Introduces some cases of fault of Well Water Source Heat Pump System, which is

based on project testing. Analyses causes of breakdown of WWSHPS, and gives the solutions to solve these problems. Further more，puts forward testing methods and standards, which are applied in project testing.