地源熱泵自動補(bǔ)償群控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及供暖制冷系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于自動補(bǔ)償系統(tǒng)供冷熱的不足的地源熱泵自動補(bǔ)償群控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
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[0002]地源熱泵是一種利用地球所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)，地表土壤和水體是一個巨大的太陽能集熱器，收集了 47%的太陽輻射能量，比人類每年利用的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量)；它同時又是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散相對的平衡，地源熱泵技術(shù)的成功使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為現(xiàn)實。地源熱泵機(jī)組運(yùn)行時，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐，不需要冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場地，環(huán)保效益顯著。地源熱泵機(jī)組的電力消耗，與空氣源熱泵相比也可以減少40%以上；與電供暖相比可以減少70%以上，它的制熱系統(tǒng)比燃?xì)忮仩t的效率平均提高近50%，比燃?xì)忮仩t的效率高出了 75%。
[0003]熱泵機(jī)組裝置主要有:壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥四部分組成，通過讓液態(tài)工質(zhì)(制冷劑或冷媒)不斷完成:蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量)一壓縮一冷凝(放出熱量)一節(jié)流一再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中。壓縮機(jī)(Compressor):起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵(制冷)系統(tǒng)的心臟；蒸發(fā)器(Evaporator):是輸出冷量的設(shè)備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻物體的熱量，達(dá)到制冷的目的；冷凝器(Condenser):是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，達(dá)到制熱的目的；膨脹閥(Expans1n Valve)或節(jié)流閥(Throttle):對循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)所消耗的功(電能)起到補(bǔ)償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往復(fù)地進(jìn)行循環(huán)。
[0004]地源熱泵技術(shù)雖然有諸多好處，但在實際運(yùn)行中遇到土壤極冷或極熱的工況，常規(guī)做法是增加附屬冷熱設(shè)備，加大設(shè)備的容量，從而使得設(shè)備余量過大，往往會帶來初期投資的增加和設(shè)備利用率低下的問題，或者根本不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的基本需求。
[0005]中國專利ZL201020117950.X公開了一種“地源熱泵中央空調(diào)能量補(bǔ)償系統(tǒng)”，通過在地?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)中設(shè)置板式換熱器，所述的板式換熱器的入水口端分別通過管路連通地?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器組及內(nèi)網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)中的內(nèi)網(wǎng)分水器，所述的板式換熱器的出水口端分別通過管路連通地?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)中的地源側(cè)循環(huán)泵組及內(nèi)網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)中的內(nèi)網(wǎng)集水器。上述方案只是通過在原有的基礎(chǔ)上連接一換熱器，就可以有效的解決由于原地下供熱系統(tǒng)所存在的地埋管數(shù)量少，或由于長時間運(yùn)行換熱效率降低，導(dǎo)致地埋管系統(tǒng)低端熱能不足的問題。雖然可以通過換熱器補(bǔ)償因土壤極冷造成的系統(tǒng)供熱輸出不足的問題，但對于因土壤溫度上升導(dǎo)致地?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)制冷效果下降的問題無法解決，并且該補(bǔ)償系統(tǒng)完全采用人工手動控制，不能對系統(tǒng)狀態(tài)自動進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償，因此其補(bǔ)償效果存在一定滯后性，效果并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]本發(fā)明的目的是提供地源熱泵自動補(bǔ)償群控系統(tǒng)，它通過將系統(tǒng)熱能實際輸入和輸出需求進(jìn)行數(shù)字化處理，通過計算機(jī)實現(xiàn)實時監(jiān)控系統(tǒng)狀況并自動補(bǔ)償系統(tǒng)制冷或供熱輸出的不足。
[0007]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:它包含地源熱泵機(jī)組、冷卻水循環(huán)泵和地側(cè)U形地埋管，所述地側(cè)U形地埋管的進(jìn)水管和出水管之間跨接一支管，所述支管中并聯(lián)裝有板式換熱器和輔助加熱器；它還包含計算機(jī)、輸入輸出模塊以及系統(tǒng)溫度采集模塊，其中所述地源熱泵機(jī)組設(shè)有溫度探頭，該系統(tǒng)溫度探頭的信號輸出端通過所述輸入輸出模塊與所述系統(tǒng)溫度采集模塊連接，所述地側(cè)U形地埋管的出水管、板式換熱器、輔助加熱器的出水管以及冷卻水循環(huán)泵均設(shè)有末端執(zhí)行設(shè)備，所述末端執(zhí)行設(shè)備信號輸入端通過所述輸入輸出模塊與所述計算機(jī)連接。
[0008]所述的板式換熱器通過外部管路與冷卻塔連接，外部管路中設(shè)有所述末端執(zhí)行設(shè)備，所述末端執(zhí)行設(shè)備通過所述輸入輸出模塊與所述計算機(jī)連接。
[0009]本發(fā)明的工作原理:根據(jù)實際情況，對系統(tǒng)自動加/減設(shè)備，并累計設(shè)備運(yùn)行時間，及時調(diào)整每臺設(shè)備的運(yùn)行時間，使每臺設(shè)備運(yùn)行時間基本一致。當(dāng)土壤溫度超過一定值，地源回水上升到一定溫度時，即開啟冷卻塔，減少向土壤放熱；當(dāng)土壤溫度經(jīng)過數(shù)年運(yùn)行無法達(dá)到理想的平衡狀態(tài)，在過渡季節(jié)開啟冷卻塔對土壤降溫。在計算機(jī)上動態(tài)顯示每臺機(jī)組及水泵的系統(tǒng)圖，實時顯示所有測量點(diǎn)(如溫度、流量、壓力、壓差等)參數(shù)值和動態(tài)趨勢圖；故障報警與所在平面圖關(guān)聯(lián)打印，有關(guān)故障報警信號設(shè)定模擬信號報警上下限，打印輸出；自動記錄及打印空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，并可根據(jù)管理部門要求以不同時段累計負(fù)荷情況并打印。
[0010]本發(fā)明具有以下有益效果:它通過將系統(tǒng)熱能實際輸入和輸出需求進(jìn)行數(shù)字化處理，通過計算機(jī)實現(xiàn)實時監(jiān)控系統(tǒng)狀況并自動補(bǔ)償系統(tǒng)制冷或供熱輸出的不足。
【附圖說明】
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[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
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[0012]參看圖1，本【具體實施方式】是采用以下技術(shù)方案:它包含地源熱泵機(jī)組1、冷卻水循環(huán)泵2和地側(cè)U形地埋管3，所述的地側(cè)U形地埋管3的進(jìn)水管和出水管之間跨接一支管，支管中并聯(lián)裝有板式換熱器4和輔助加熱器5 ;它還包含計算機(jī)6、輸入輸出模塊7以及系統(tǒng)溫度采集模塊8，其中地源熱泵機(jī)組1設(shè)有溫度探頭，該系統(tǒng)溫度探頭的信號輸出端通過輸入輸出模塊7與系統(tǒng)溫度采集模塊8連接，地側(cè)U形地埋管3的出水管、板式換熱器4、輔助加熱器5的出水管以及冷卻水循環(huán)泵2均設(shè)有末端執(zhí)行設(shè)備9，末端執(zhí)行設(shè)備9信號輸入端通過輸入輸出模塊7與計算機(jī)6連接。
[0013]所述的板式換熱器4通過外部管路與冷卻塔10連接，外部管路中設(shè)有所述末端執(zhí)行設(shè)備9，所述末端執(zhí)行設(shè)備9通過所述輸入輸出模塊7與所述計算機(jī)6連接。
[0014]所述的末端執(zhí)行設(shè)備9為VVI46.20/SU型號執(zhí)行器。
[0015]所述的輔助加熱器5可以采用太陽爐、鍋爐、電加熱器或熱交換器。
[0016]本【具體實施方式】的工作原理:根據(jù)實際情況，對系統(tǒng)自動加/減設(shè)備，并累計設(shè)備運(yùn)行時間，及時調(diào)整每臺設(shè)備的運(yùn)行時間，使每臺設(shè)備運(yùn)行時間基本一致。當(dāng)土壤溫度超過一定值，地源回水上升到一定溫度時，即開啟冷卻塔，減少向土壤放熱；當(dāng)土壤溫度經(jīng)過數(shù)年運(yùn)行無法達(dá)到理想的平衡狀態(tài)，在過渡季節(jié)開啟冷卻塔對土壤降溫。在計算機(jī)上動態(tài)顯示每臺機(jī)組及水泵的系統(tǒng)圖，實時顯示所有測量點(diǎn)(如溫度、流量、壓力、壓差等)參數(shù)值和動態(tài)趨勢圖；故障報警與所在平面圖關(guān)聯(lián)打印，有關(guān)故障報警信號設(shè)定模擬信號報警上下限，打印輸出；自動記錄及打印空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，并可根據(jù)管理部門要求以不同時段累計負(fù)荷情況并打印。
[0017]本【具體實施方式】具有以下有益效果:它通過將系統(tǒng)熱能實際輸入和輸出需求進(jìn)行數(shù)字化處理，通過計算機(jī)實現(xiàn)實時監(jiān)控系統(tǒng)狀況并自動補(bǔ)償系統(tǒng)制冷或供熱輸出的不足。
【主權(quán)項】
1.地源熱泵自動補(bǔ)償群控系統(tǒng)，它包含地源熱泵機(jī)組(1)、冷卻水循環(huán)泵(2)和地側(cè)U形地埋管(3)，其特征在于所述的地側(cè)U形地埋管(3)的進(jìn)水管和出水管之間跨接一支管，支管中并聯(lián)裝有板式換熱器(4)和輔助加熱器(5);它還包含計算機(jī)(6)、輸入輸出模塊(7)以及系統(tǒng)溫度采集模塊(8)，其中地源熱泵機(jī)組(1)設(shè)有溫度探頭，該系統(tǒng)溫度探頭的信號輸出端通過輸入輸出模塊(7)與系統(tǒng)溫度采集模塊(8)連接，地側(cè)U形地埋管(3)的出水管、板式換熱器(4)、輔助加熱器(5)的出水管以及冷卻水循環(huán)泵(2)均設(shè)有末端執(zhí)行設(shè)備(9)，末端執(zhí)行設(shè)備(9)信號輸入端通過輸入輸出模塊(7)與計算機(jī)(6)連接，所述的末端執(zhí)行設(shè)備(9)為VVI46.20/SU型號執(zhí)行器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵自動補(bǔ)償群控系統(tǒng)，其特征在于所述的板式換熱器(4)通過外部管路與冷卻塔(10)連接，外部管路中設(shè)有所述末端執(zhí)行設(shè)備(9)，所述末端執(zhí)行設(shè)備(9)通過所述輸入輸出模塊(7)與所述計算機(jī)(6)連接。
【專利摘要】地源熱泵自動補(bǔ)償群控系統(tǒng)，它涉及供暖制冷系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，地側(cè)U形地埋管的進(jìn)水管和出水管之間跨接一支管，所述支管中并聯(lián)裝有板式換熱器和輔助加熱器；它還包含計算機(jī)、輸入輸出模塊以及系統(tǒng)溫度采集模塊，其中所述地源熱泵機(jī)組設(shè)有溫度探頭，該系統(tǒng)溫度探頭的信號輸出端通過所述輸入輸出模塊與所述系統(tǒng)溫度采集模塊連接，所述地側(cè)U形地埋管的出水管、板式換熱器、輔助加熱器的出水管以及冷卻水循環(huán)泵均設(shè)有末端執(zhí)行設(shè)備，所述末端執(zhí)行設(shè)備信號輸入端通過所述輸入輸出模塊與所述計算機(jī)連接。它通過將系統(tǒng)熱能實際輸入和輸出需求進(jìn)行數(shù)字化處理，通過計算機(jī)實現(xiàn)實時監(jiān)控系統(tǒng)狀況并自動補(bǔ)償系統(tǒng)制冷或供熱輸出的不足。
【IPC分類】F24F5/00, F24F11/02
【公開號】CN105387539
【申請?zhí)枴緾N201410455383
【發(fā)明人】李晉玲, 高寧, 王莉, 梅玉, 胡娟
【申請人】安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2014年9月3日