污水源热泵系统运行控制与故障诊断
张承虎、吕自荟、孙德兴
（哈尔滨工业大学，哈尔滨150090）
摘要：本文总结了城市原生污水源热泵系统的运行控制及故障诊断方面的经验。
关键词：污水、控制、故障诊断
污水源热泵与其它热泵形式，如地埋管土壤源热泵、地下水源热泵而言，系统形式更复杂，故障风险更高。但是这些热泵系统在热泵机组及末端循环等方面几乎是没有差别的，因此，本文主要针对城市原生污水源热泵的污水取水换热部分，包括污水循环和中介水循环，介绍其运行控制和故障诊断。
1、监测参数及方法
污水源热泵系统污水取水换热部分在进行节能控制和故障诊断设计时，需要监测的参数主要由以下几类：
（1）水位
水位一般代表污水量的充足与否，而且当水位低于警戒水位时，必须报警。一些系统的运行故障或运行状况不稳定，可能就是低水位造成的。水位过高，也会给系统造成毁灭性的灾害，如倒灌、淹没等。因此水位监测对污水源热泵的运行至关重要。
水位监测一般在缓冲池和退水池内进行，当系统没有设置缓冲池时，则应当对污水管渠取水点处的水温进行定期监测，检测时间为6时、10时、15时、22时。
水位监测一般在缓冲池和退水池内进行，当系统没有设置缓冲池时，则应当对污水管渠取水点处的水温进行定期监测，检测时间为6时、10时、15时、22时。
（2）温度
几个关键的温度测点是：缓冲池污水温度、退水池污水温度、防阻机配管的4个进出口温度、换热器污水侧的进出口温度、中介水侧的进出口温度。
缓冲池与退水池的温度可用于判断整个工程的运行状况，供热量是否充足。
防阻机的4个点温度可用于判断防阻机的再生效果和堵塞程度，以及由于堵塞或装配问题导致的内漏程度。
换热器的4个温度可用于监测换热器的堵塞、淤积、软垢的程度及影响。
（3）压力
几个关键的压力测点是：一、二级污水泵的进出口压力，防阻机配管的4个进出口压力，换热器的4个进出口压力。
污水泵的进出口压力用于污水运行状况以及是否堵塞的判断。
防阻机的4个压力可用于监测防阻机是否堵塞、是滤网堵塞还是进出口堵塞等。
换热器的4个压力可用于估算换热器的流量是否充足、正常，判断换热器的堵塞程度。
此外各压力点之间即使没有设备，其压力差也可用于判断该段污水管道是否发生淤积堵塞。
（4）电工信号
几个关键的电工参数是：污水泵以及中介水泵的电压、各相电流、功率，防阻机的电流及功率。如果水泵采用变频技术，供电频率也是关键参数之一。
各相电流可用于判定水泵是否缺相、三相是否平衡，电机功率可用于判断水泵是否运行正常，不论是水泵、管路、换热设备发生堵塞，在水泵功率上都会有直接的体现。
防阻机的电流与功率可用于判断防阻机是否出现卡死等故障。
（5）流量
可以将流量计（表）安装在管道上，实现实时在线流量监测，对于污水流量，建议选取电磁流量计。由于污水水质积极恶劣，也为了减少系统投资，通常的流量监测都是在系统出现问题时，采用超声波流量计进行诊断测量。而在污水源热泵系统运行时主要根据压差和水泵电功率进行流量的估算。
2、污水取热系统的运行控制
2.1 污水设备的台数控制
由于以下几个原因：
（1）污水内污物、泥沙、油脂较多，如果流速过低，将会在管道和设备内淤积，这将增加系统的故障风险。
（2）防阻机对反冲流速有要求，如果污水流量减小，必将导致反冲洗的滤面再生流速减小，滤面再生效果将变差。
（3）换热器内滋生软垢，软垢的平衡厚度与污水流速密切相关，流速减小，软垢平衡热阻急剧增加。
污水源热泵系统的一、二级污水泵一般为定流量运行，系统运行流量一般采取台数控制的阶梯流量。防阻机和换热器的台数控制依靠阀门启闭实现。
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