專利名稱：一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)及空調(diào)工程專業(yè)中土壤 源熱泵系統(tǒng)的的控制裝置，特別是一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷的 優(yōu)化控制裝置。(二) 背景技術(shù)在以冷負(fù)荷為主(夏季冷負(fù)荷大于冬季熱負(fù)荷)的建筑中使用土 壤源熱泵系統(tǒng)冬季供暖和夏季供冷時(shí)，由于地下埋管換熱器在夏季運(yùn) 行時(shí)排向埋管附近土壤的熱量遠(yuǎn)大于冬季從土壤中吸取的熱量，這樣 就使冬季和夏季的土壤負(fù)荷產(chǎn)生不平衡。如果系統(tǒng)長期運(yùn)行就會(huì)使埋 管周圍土壤溫度升高，夏季埋管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)與周圍土壤溫差降低，換 熱能力減弱，影響系統(tǒng)能效比和運(yùn)行特性。為滿足建筑供冷需要就要 增加地下埋管長度以增大換熱量，從而在夏季使埋管長度長于實(shí)際建 筑室內(nèi)負(fù)荷要求的埋管長度，這樣無疑也大大增加了初投資。而采用 輔助冷卻的復(fù)合式地源熱泵就可以減小初投資，消除機(jī)組的性能惡 化、節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，所以復(fù)合式土壤源熱泵的研究和應(yīng)用受到人們的 關(guān)注。這種具有輔助冷卻(加熱)裝置的地源熱泵系統(tǒng)就是復(fù)合地源 熱泵系統(tǒng)HGSHP (hybrid ground source heat pump) (S P Kavanaugh， A design method for hybrid ground-source heat pumps[J], ASHRAE Transactions, 1999，104(2):691-698)。冷卻塔是利用水和空氣接觸，進(jìn) 行顯熱和潛熱交換后散去熱量，它受室外溫濕度變化的影響，散熱效 果不穩(wěn)定。在使用冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)供冷不穩(wěn)定 的狀況，而且當(dāng)冷卻塔供水溫度低于地下埋管換熱器供水溫度時(shí)會(huì)造 成系統(tǒng)冷量的消耗，系統(tǒng)制冷能力降低，系統(tǒng)的制冷系數(shù)也會(huì)降低。(三) 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系 統(tǒng)優(yōu)化控制裝置，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，彌補(bǔ)了夏季冷 負(fù)荷大的地區(qū)土壤源熱泵制冷量低、制冷效率差及埋地盤管多、投資 大等缺陷；而且能夠穩(wěn)定的供給系統(tǒng)冷量、提高系統(tǒng)的制冷系數(shù)、降
低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。本實(shí)用新型的技術(shù)方案 一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng)的 優(yōu)化控制裝置，其特征在于該系統(tǒng)由閉式冷卻塔系統(tǒng)、地下埋管換熱 器系統(tǒng)、熱泵機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、補(bǔ)水箱系統(tǒng)和直接數(shù)字控制系統(tǒng) 六部分所構(gòu)成；其中熱泵機(jī)組是地下埋管換熱器系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)間進(jìn)行熱量交換的中介設(shè)備，熱泵機(jī)組與閉式冷卻塔系統(tǒng)的盤管相連接；風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)與熱泵機(jī)組相連接；地下埋管換熱器系統(tǒng)與閉式冷 卻塔系統(tǒng)的盤管相連接；補(bǔ)水箱系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)相連接；閉式 冷卻塔系統(tǒng)與熱泵機(jī)組的信息反饋給直接數(shù)字控制系統(tǒng)；直接數(shù)字控 制系統(tǒng)控制地下埋管換熱器系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)。上述所說的閉式冷卻塔系統(tǒng)中，電機(jī)依次與風(fēng)葉、風(fēng)筒、噴頭、 盤管、噴林水箱、循環(huán)水泵、鉑電阻溫度傳感器、電磁閥相連接；其 中所說的鉑電阻溫度傳感器安裝在盤管的出水管上(S)。上述所說的地下埋管換熱器系統(tǒng)中，地下埋管換熱器依次與循環(huán) 水泵、蝶閥、電磁閥相連接。上述所說的地下埋管換熱器系統(tǒng)由地下埋管換熱器系統(tǒng)1和地 下埋管換熱器系統(tǒng)2組成；地下埋管換熱器系統(tǒng)1和地下埋管換熱器 系統(tǒng)2的地下埋管換熱器是間隔布置的，地下埋管換熱器系統(tǒng)1連接 閉式冷卻塔系統(tǒng)中的盤管后再與熱泵機(jī)組連接；地下埋管換熱器系統(tǒng) 2直接與熱泵機(jī)組連接。上述所說的地下埋管換熱器系統(tǒng)1有2種運(yùn)行模式，其中模式1 中地下埋管換熱器系統(tǒng)1與閉式冷卻塔系統(tǒng)中的盤管連接散熱后，再 與地下埋管換熱器連接；模式2中地下埋管換熱器系統(tǒng)1與地下埋管 換熱器直接連接；地下埋管換熱器系統(tǒng)2有1種運(yùn)行模式，地下埋管 換熱器先與熱泵機(jī)組連接，然后與地下埋管換熱器連接。上述所說的熱泵機(jī)組中，熱泵機(jī)組依次與鉑電阻溫度傳感器、自 動(dòng)放氣閥、定壓水泵、Y型除污器相連接；其中鉑電阻溫度傳感器安裝在蒸發(fā)器進(jìn)水管上7^、蒸發(fā)器出水管上^;冷凝器進(jìn)水管上^、冷凝器出水管上s，在熱泵機(jī)組蒸發(fā)器的出水干管上安裝有渦輪流量 計(jì)。上述所說的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中，自動(dòng)放氣閥依次與風(fēng)機(jī)盤管、定壓水泵、Y型除污器、蝶閥、循環(huán)水泵、蝶閥相連接。上述所說的補(bǔ)水箱系統(tǒng)中，補(bǔ)水箱依次與循環(huán)水泵、蝶閥、電磁 閥相連接；補(bǔ)水箱系統(tǒng)有2種運(yùn)行模式，模式1是補(bǔ)水箱先與閉式冷
卻塔系統(tǒng)盤管連接，然后再與熱泵機(jī)組連接；模式2是補(bǔ)水箱中只與 冷卻塔盤管連接；上述所說的直接數(shù)字控制系統(tǒng)包括含有模擬量輸入接口板、模擬 量輸出接口板的工控機(jī)和1塊熱電阻信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板、1塊電 壓/電流信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板、2塊開關(guān)量輸出調(diào)理板；熱電阻信 號(hào)模擬量輸入調(diào)理板和電壓/電流信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板連接工控機(jī) 內(nèi)的模擬量輸入接口板；開關(guān)量輸出調(diào)理板連接工控機(jī)內(nèi)的模擬量輸 出接口板；所說的工控機(jī)應(yīng)當(dāng)包括19純平顯示器、主機(jī)、鼠標(biāo)、鍵 盤；主機(jī)包括內(nèi)存、硬盤、主板，模擬量輸入接口板、模擬量輸出接 口板；硬盤中安裝有組太軟件FIX;其中熱電阻信號(hào)模擬量輸入調(diào)理 板與閉式冷卻塔系統(tǒng)和熱泵機(jī)組中的鉑電阻溫度傳感器連接；電壓/ 電流信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中的渦輪流量計(jì)連接；開 關(guān)量輸出調(diào)理板與補(bǔ)水箱系統(tǒng)中的循環(huán)水泵和電磁閥連接。本實(shí)用新型各部件連接的作用-鉑電阻溫度傳感器安裝在閉式冷卻塔系統(tǒng)出水管上z;、熱泵機(jī)組蒸發(fā)器進(jìn)水管上S、熱泵機(jī)組蒸發(fā)器出水管上t^熱泵機(jī)組冷凝器進(jìn) 水管上t;、熱泵機(jī)組冷凝器出水管上^，它們連接到DDC系統(tǒng)中熱電 阻信號(hào)模入調(diào)理板上，實(shí)時(shí)顯示五個(gè)位置的溫度；渦輪流量計(jì)安裝在 熱泵機(jī)組蒸發(fā)器的出水干管上，實(shí)時(shí)測量風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的水流量 G(^/"，它連接到DDC系統(tǒng)中電壓/電流信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板上， 實(shí)時(shí)顯示風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的水流量。閉式冷卻塔系統(tǒng)的工作原理是載熱介質(zhì)(水)在閉式冷卻塔系 統(tǒng)的盤管中流過，載熱介質(zhì)攜帶的熱量向盤管管壁傳導(dǎo)；在塔頂?shù)娘L(fēng) 機(jī)做抽風(fēng)運(yùn)動(dòng)，循環(huán)水泵泵送的噴淋水(從噴嘴噴出)與風(fēng)機(jī)引入的 空氣在塔內(nèi)充分接觸，進(jìn)行潛熱和顯熱交換，使噴淋水溫度降低，溫 度降低的噴淋水在盤管管壁外形成水膜，吸引盤管管壁的熱量，從而 帶走載熱介質(zhì)攜帶的熱量，達(dá)到冷卻載熱介質(zhì)的目的。在熱交換過程 中，盤管內(nèi)的載熱介質(zhì)因?yàn)闆]有與空氣直接接觸而保持其原來的品質(zhì) 特性(不會(huì)被污染、濃縮、和揮發(fā))，盤管外的噴淋水除少量蒸發(fā)損 失外，匯聚于塔底的噴淋水箱中，循環(huán)使用。直接數(shù)字化控制系統(tǒng)通過安裝在熱泵機(jī)組蒸發(fā)器進(jìn)水管、出水 管的鉑電阻溫度傳感器和風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中的渦輪流量計(jì)，來計(jì)算空調(diào)
系統(tǒng)的實(shí)時(shí)冷負(fù)荷。通過實(shí)時(shí)冷負(fù)荷與設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的比較和閉式冷卻 塔系統(tǒng)盤管出水溫度與熱泵機(jī)組冷凝器進(jìn)口、出口溫度的比較，來控 制地下埋管換熱器系統(tǒng)的運(yùn)行模式和補(bǔ)水箱系統(tǒng)的運(yùn)行模式。模擬量輸入接口板，主要用于將模擬量輸入調(diào)理板(熱電阻信號(hào) 模擬量輸入調(diào)理板、電壓/電流信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板)調(diào)理的現(xiàn)場模擬信號(hào)(溫度、流量)轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號(hào)，直接供計(jì)算機(jī)接受, 實(shí)現(xiàn)A/D模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，供顯示器顯示現(xiàn)場采集的溫度和流 量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；模擬量輸出接口板，主要用于接受計(jì)算機(jī)送來的二進(jìn) 制數(shù)字信號(hào)，直接經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出給模擬量輸出 調(diào)理板(開關(guān)量輸出調(diào)理板)，用于輸出控制電磁閥和循環(huán)水泵的開 關(guān)信號(hào)；熱電阻信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板，主要用于接受現(xiàn)場輸來的電 阻信號(hào)，并輸入到模擬量輸入接口板中進(jìn)行模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換； 電壓/電流模擬量輸入調(diào)理板，主要用于接受現(xiàn)場輸來的渦輪流量計(jì) 的電流/電壓信號(hào)，并輸入到模擬量輸入接口板中進(jìn)行模擬量向數(shù)字 量的轉(zhuǎn)換；開關(guān)量輸出調(diào)理板，主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)水泵和電磁閥的開 /關(guān)控制。在不同的空調(diào)負(fù)荷情況下，通過切換電磁閥和開關(guān)循環(huán)水泵，使 系統(tǒng)在不同的模式下運(yùn)行，閉式冷卻塔系統(tǒng)和地下埋管換熱器系統(tǒng)可 以更好的聯(lián)合運(yùn)行，不僅可以降低系統(tǒng)的初投資，還可以大幅度降低 系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。本實(shí)用新型的工作原理:通過DDC采集控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場的 溫度(^， K)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)水流量G。實(shí)時(shí)計(jì)算出空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù) 荷Q(^)，計(jì)算公式如下 Q"(") .G)/0.86設(shè)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為Qs，設(shè)計(jì)冷負(fù)荷下機(jī)組的功率為W，此 時(shí)地下埋管換熱器的排熱量為Qd (Qd=Qs+W)，熱泵機(jī)組冷凝器允許 的最高水溫度為7^，地下埋管換熱器系統(tǒng)系統(tǒng)1承擔(dān)排熱量Qd的a %，地下埋管換熱器系統(tǒng)系統(tǒng)2承擔(dān)排熱量Qd的aX，閉式冷卻塔 系統(tǒng)承擔(dān)排熱量Qd的b^ (a+a+b=100，a〉b)。本實(shí)用新型的控制使用方法如下1.當(dāng)補(bǔ)水箱系統(tǒng)采用模式1運(yùn)行時(shí)，若閉式冷卻塔系統(tǒng)盤管出水
溫度高于熱泵機(jī)組冷凝器進(jìn)水溫度時(shí)，補(bǔ)水箱系統(tǒng)采用模式2運(yùn)行， 此時(shí)如果仍采用模式1運(yùn)行，會(huì)降低系統(tǒng)的制冷能力；當(dāng)補(bǔ)水箱系統(tǒng) 采用模式2運(yùn)行時(shí)，若閉式冷卻塔系統(tǒng)盤管出水溫度低于熱泵機(jī)組冷 凝器進(jìn)水溫度時(shí)，補(bǔ)水箱系統(tǒng)采用模式1運(yùn)行，此時(shí)閉式冷卻塔系統(tǒng) 盤管中的水可以降低地下埋管換熱器系統(tǒng)中水的溫度，進(jìn)一步提供系 統(tǒng)的制冷能力。
2. 當(dāng)?shù)叵侣窆軗Q熱器系統(tǒng)1采用模式1運(yùn)行時(shí)，若熱泵機(jī)組冷凝 器出水溫度低于閉式冷卻塔系統(tǒng)盤管出水溫度時(shí)，地下埋管換熱器系 統(tǒng)1采用模式2運(yùn)行，此時(shí)閉式冷卻塔系統(tǒng)盤管中的水在盤管中吸熱， 閉式冷卻塔系統(tǒng)不能夠起到降低水溫的目的。
3. 當(dāng)?shù)叵侣窆芩到y(tǒng)1采用模式1運(yùn)行時(shí)，熱泵機(jī)組冷凝器允 許的最高水溫度^與空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)冷凝器出口水溫度^溫差
(4-^ )小于等于4時(shí)，地下埋管換熱器系統(tǒng)2的循環(huán)水泵和對(duì)應(yīng) 的電磁閥打開，此時(shí)熱泵機(jī)組冷凝器出口水溫度與冷凝器允許的最高 水溫度接近，熱泵機(jī)組效率降低，不能單獨(dú)采用地下埋管換熱器系統(tǒng) 1來制冷，應(yīng)啟動(dòng)地下埋管換熱器系統(tǒng)1與地下埋管換熱器系統(tǒng)2共 同制冷；當(dāng)熱泵機(jī)組冷凝器允許的最高水溫度&與空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) 冷凝器出口水溫度^溫差大于等于9時(shí)，關(guān)閉地下埋管換 熱器系統(tǒng)2循環(huán)水泵及其對(duì)應(yīng)的電磁閥，此時(shí)系統(tǒng)所需的制冷量降 低，可以單獨(dú)采用地下埋管換熱器系統(tǒng)1來為系統(tǒng)提供冷量。
4. 當(dāng)Q〉2a%Qs時(shí)，閉式冷卻塔系統(tǒng)、地下埋管換熱器系統(tǒng)1和 地下埋管換熱器系統(tǒng)2全部啟動(dòng)為系統(tǒng)提供冷量。此時(shí)補(bǔ)水箱水系統(tǒng) 采用模式1運(yùn)行；地下埋管換熱器系統(tǒng)1采用模式2運(yùn)行。
5. 當(dāng)a%Qs〉Q2 2a%Qs時(shí)，只啟動(dòng)地下埋管換熱器系統(tǒng)1 (采用模 式l運(yùn)行)。
6. 當(dāng)(^a%Qs時(shí)，只啟動(dòng)地下埋管換熱器系統(tǒng)1 (采用模式1運(yùn)行)。
本實(shí)用新型的優(yōu)越性在于(1)能夠根據(jù)閉式冷卻塔系統(tǒng)不同的 換熱能力采用不同的運(yùn)行模式；(2)能夠大幅度提高空調(diào)系統(tǒng)的制冷 效率和供冷的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高土壤源熱泵性能系數(shù)；(3)地下埋 管換熱器循環(huán)水泵和補(bǔ)水箱系統(tǒng)循環(huán)水泵能夠根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷 的變化開啟或關(guān)閉，節(jié)省了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。

圖l-a為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制 裝置中的設(shè)備框圖示意其中l(wèi)閉式冷卻塔系統(tǒng)；2地下埋管換熱器系統(tǒng)；3熱泵機(jī)組；4風(fēng) 機(jī)盤管系統(tǒng)；5補(bǔ)水箱系統(tǒng)。
圖1-b為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制 裝置中的設(shè)備示意圖l-c為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制 裝置裝置中的設(shè)備與測控裝置示意其中l(wèi)閉式冷卻塔系統(tǒng)；2地下埋管換熱器系統(tǒng)；3熱泵機(jī)組；4風(fēng) 機(jī)盤管系統(tǒng)；5補(bǔ)水箱系統(tǒng)；6直接數(shù)字控制系統(tǒng)。
圖2為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷的優(yōu)化控制裝置中 的各部件管路連接示意圖3為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷的優(yōu)化控制裝置中 的閉式冷卻塔系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意其中1-l電機(jī)；1-2風(fēng)葉；1-3風(fēng)筒；1-4噴頭；1_5盤管；1-6噴林 水箱；1-7循環(huán)水泵；1-8鉑電阻溫度傳感器；l-9電磁閥。
圖4為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷的優(yōu)化控制裝置中 的地下埋管換熱器裝置結(jié)構(gòu)示意其中2-l地下埋管換熱器；2-2循環(huán)水泵；2-3蝶閥；2-4電磁閥；
2- 5地下埋管換熱器系統(tǒng)l; 2-6地下埋管換熱器系統(tǒng)2。
圖5為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷的優(yōu)化控制裝置中 的地下埋管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖； 其中2-l地下埋管換熱器。
圖6為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷的優(yōu)化控制裝置中
的熱泵機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意其中3-l熱泵機(jī)組；3-2風(fēng)機(jī)盤管；3-3循環(huán)水泵；3-4定壓水泵；
3- 5Y型除污器；3-6蝶閥；3-7鉑電阻溫度傳感器；3-8渦輪流量計(jì)； 3-9自動(dòng)放氣閥。
圖7為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷的優(yōu)化控制裝置中
的補(bǔ)水箱結(jié)構(gòu)示意其中5-l水箱；5-2循環(huán)水泵；5-3電磁閥；5-4蝶閥。
圖8為本發(fā)明所涉冷卻塔輔助土壤源熱泵裝置中的直接數(shù)字控制 系統(tǒng)裝置連接示意其中6-l顯示器；6-2主機(jī)；6-3鼠標(biāo)；6_4鍵盤；6-5熱電阻信號(hào) 模擬量輸入調(diào)理板；6-6電壓/電流信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板；6-7開關(guān)
量輸出調(diào)理板；6-8 CPU; 6-9內(nèi)存；6_10硬盤；6-ll模擬量輸入接口 板；6-12模擬量輸出接口板；6-13主板；顯示器、主機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤、 CPU、內(nèi)存、硬盤、主板的連接方式與普通電腦的連接方式相同；熱
電阻信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板、電壓/電流信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板、開
關(guān)量輸出調(diào)理板通過數(shù)據(jù)線連接到主板上；模擬量輸入接口板、模擬 量輸出接口板插在主板的卡槽內(nèi)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例 一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置， 它是由閉式冷卻塔系統(tǒng)、地下埋管換熱器系統(tǒng)、熱泵機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管 系統(tǒng)、補(bǔ)水箱系統(tǒng)和直接數(shù)字控制系統(tǒng)六部分所構(gòu)成；其中熱泵機(jī)組 是地下埋管換熱器系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)間進(jìn)行熱量交換的中介設(shè)備， 熱泵機(jī)組與閉式冷卻塔系統(tǒng)的盤管相連接；風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)與熱泵機(jī)組 相連接；地下埋管換熱器系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)的盤管相連接；補(bǔ)水 箱系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)相連接；閉式冷卻塔系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的 信息反饋給直接數(shù)字控制系統(tǒng)；直接數(shù)字控制系統(tǒng)控制地下埋管換熱 器系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)。
閉式冷卻塔系統(tǒng)中，電機(jī)依次與風(fēng)葉、風(fēng)筒、噴頭、盤管、噴林 水箱、循環(huán)水泵、鉑電阻溫度傳感器、電磁閥相連接(如附圖3所示); 其中所說的鉑電阻溫度傳感器安裝在盤管的出口處(A)。
閉式冷卻塔系統(tǒng)設(shè)備及其型號(hào)風(fēng)機(jī)功率1.5X2Kw，風(fēng)量15 m3/s;循環(huán)泵(Bl)功率l. 1 Kw，流量45. 3 m3/s。
水泵(B2):揚(yáng)程為15m，流量為40m3/h。
水泵(B3):揚(yáng)程為20m，流量為150m3/h。
水泵(B4):揚(yáng)程為20m，流量為150m3/h。
水泵(B5):揚(yáng)程為32m，流量為320m3/h。
鉑電阻溫度傳感器測溫范圍0 8(TC，精度0.05-C。
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地下埋管換熱器系統(tǒng)中，地下埋管換熱器依次與循環(huán)水泵、蝶閥、 電磁閥相連接(如附圖4所示)；地下埋管換熱器系統(tǒng)由地下埋管換 熱器系統(tǒng)1和地下埋管換熱器系統(tǒng)2組成；地下埋管換熱器系統(tǒng)1和 地下埋管換熱器系統(tǒng)2的地下埋管換熱器是間隔布置的，地下埋管換 熱器系統(tǒng)1有2種運(yùn)行模式，其中模式1中地下埋管換熱器系統(tǒng)1與 閉式冷卻塔系統(tǒng)中的盤管連接散熱后，再與地下埋管換熱器連接；模 式2中地下埋管換熱器系統(tǒng)1與地下埋管換熱器直接連接；地下埋管 換熱器系統(tǒng)2有1種運(yùn)行模式，地下埋管換熱器先與熱泵機(jī)組連接， 然后與地下埋管換熱器連接。
熱泵機(jī)組中，熱泵機(jī)組依次與鉑電阻溫度傳感器、自動(dòng)放氣閥、 定壓水泵、Y型除污器相連接(如附圖6所示)；其中鉑電阻溫度傳 感器安裝在蒸發(fā)器進(jìn)口處^、蒸發(fā)器出口處S;冷凝器進(jìn)口處^、冷 凝器出口處S;風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中，渦輪流量計(jì)依次與自動(dòng)放氣閥、風(fēng) 機(jī)盤管、定壓水泵、Y型除污器、循環(huán)水泵、蝶閥相連接(如附圖6 所示)。
熱泵機(jī)組設(shè)備及其型號(hào)制冷量為1272.2KW;制熱量為 1484.亂
鉑電阻溫度傳感器測溫范圍0 8(TC，精度0.05"C。 渦輪流量計(jì)流量范圍3.0 470 m3/h，精度0. 1 m3/h。 補(bǔ)水箱系統(tǒng)中，補(bǔ)水箱依次與循環(huán)水泵、蝶閥、電磁閥相連接(如 附圖7所示)；補(bǔ)水箱系統(tǒng)按模式l進(jìn)行，補(bǔ)水箱先與閉式冷卻塔系 統(tǒng)盤管連接，然后再與熱泵機(jī)組連接。
直接數(shù)字控制系統(tǒng)包括含有模擬量輸入接口板、模擬量輸出接口 板的工控機(jī)和1塊熱電阻信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板、1塊電壓/電流信 號(hào)模擬量輸入調(diào)理板、2塊開關(guān)量輸出調(diào)理板；熱電阻信號(hào)模擬量輸 入調(diào)理板和電壓/電流信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板連接工控機(jī)內(nèi)的模擬量 輸入接口板；開關(guān)量輸出調(diào)理板連接工控機(jī)內(nèi)的模擬量輸出接口板； 所說的工控機(jī)應(yīng)當(dāng)包括19純平顯示器、主機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤；主機(jī)包 括內(nèi)存、硬盤、主板，模擬量輸入接口板、模擬量輸出接口板；硬盤 中安裝有組太軟件FIX;其中熱電阻信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板與閉式冷 卻塔系統(tǒng)和熱泵機(jī)組中的鉑電阻溫度傳感器連接；電壓/電流信號(hào)模 擬量輸入調(diào)理板與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中的渦輪流量計(jì)連接；開關(guān)量輸出調(diào) 理板與補(bǔ)水箱系統(tǒng)中的循環(huán)水泵和電磁閥連接。
權(quán)利要求1. 一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，其特征在于該系統(tǒng)由閉式冷卻塔系統(tǒng)、地下埋管換熱器系統(tǒng)、熱泵機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、補(bǔ)水箱系統(tǒng)和直接數(shù)字控制系統(tǒng)六部分所構(gòu)成；其中熱泵機(jī)組是地下埋管換熱器系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)間進(jìn)行熱量交換的中介設(shè)備，熱泵機(jī)組與閉式冷卻塔系統(tǒng)的盤管相連接；風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)與熱泵機(jī)組相連接；地下埋管換熱器系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)的盤管相連接；補(bǔ)水箱系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)相連接；閉式冷卻塔系統(tǒng)與熱泵機(jī)組的信息反饋給直接數(shù)字控制系統(tǒng)；直接數(shù)字控制系統(tǒng)控制地下埋管換熱器系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng) 的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所說的閉式冷卻塔系統(tǒng)中，電機(jī)依次與 風(fēng)葉、風(fēng)筒、噴頭、盤管、噴林水箱、循環(huán)水泵、鉑電阻溫度傳感器、 電磁閥相連接；其中所說的鉑電阻溫度傳感器安裝在盤管的出水管上("。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng) 的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所說的地下埋管換熱器系統(tǒng)中，地下埋 管換熱器依次與循環(huán)水泵、蝶閥、電磁閥相連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所說的一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng) 的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所說的地下埋管換熱器系統(tǒng)由地下埋管 換熱器系統(tǒng)1和地下埋管換熱器系統(tǒng)2組成；地下埋管換熱器系統(tǒng)1 和地下埋管換熱器系統(tǒng)2的地下埋管換熱器是間隔布置的，地下埋管 換熱器系統(tǒng)1連接閉式冷卻塔系統(tǒng)中的盤管后再與熱泵機(jī)組連接；地 下埋管換熱器系統(tǒng)2直接與熱泵機(jī)組連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所說的一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng) 的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所說的地下埋管換熱器系統(tǒng)1有2種運(yùn) 行模式，其中模式1中地下埋管換熱器系統(tǒng)1與閉式冷卻塔系統(tǒng)中的 盤管連接散熱后，再與地下埋管換熱器連接；模式2中地下埋管換熱 器系統(tǒng)1與地下埋管換熱器直接連接；地下埋管換熱器系統(tǒng)2有1種 運(yùn)行模式，地下埋管換熱器先與熱泵機(jī)組連接，然后與地下埋管換熱 器連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng) 的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所說的熱泵機(jī)組中，熱泵機(jī)組依次與鉑電阻溫度傳感器、自動(dòng)放氣閥、定壓水泵、Y型除污器相連接；其中 鉑電阻溫度傳感器安裝在蒸發(fā)器進(jìn)水管上^、蒸發(fā)器出水管上7^冷 凝器進(jìn)水管上7^、冷凝器出水管上^，在熱泵機(jī)組蒸發(fā)器的出水干管 上安裝有渦輪流量計(jì)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng) 的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所說的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中，渦輪流量計(jì)依次與自動(dòng)放氣閥、風(fēng)機(jī)盤管、定壓水泵、Y型除污器、循環(huán)水泵、蝶閥相連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng) 的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所說的補(bǔ)水箱系統(tǒng)中，補(bǔ)水箱依次與循 環(huán)水泵、蝶閥、電磁閥相連接；補(bǔ)水箱系統(tǒng)有2種運(yùn)行模式，模式l 是補(bǔ)水箱先與閉式冷卻塔系統(tǒng)盤管連接，然后再與熱泵機(jī)組連接；模 式2是補(bǔ)水箱中只與冷卻塔盤管連接；
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng) 的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所說的直接數(shù)字控制系統(tǒng)包括含有模擬 量輸入接口板、模擬量輸出接口板的工控機(jī)和1塊熱電阻信號(hào)模擬量 輸入調(diào)理板、l塊電壓/電流信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板、2塊開關(guān)量輸出 調(diào)理板；熱電阻信號(hào)模擬量輸入調(diào)理板和電壓/電流信號(hào)模擬量輸入 調(diào)理板連接工控機(jī)內(nèi)的模擬量輸入接口板；開關(guān)量輸出調(diào)理板連接工 控機(jī)內(nèi)的模擬量輸出接口板；所說的工控機(jī)應(yīng)當(dāng)包括19純平顯示器、 主機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤；主機(jī)包括內(nèi)存、硬盤、主板，模擬量輸入接口板、 模擬量輸出接口板；硬盤中安裝有組太軟件FIX;其中熱電阻信號(hào)模 擬量輸入調(diào)理板與閉式冷卻塔系統(tǒng)和熱泵機(jī)組中的鉑電阻溫度傳感 器連接；電壓/電流信號(hào)模#1量輸入調(diào)理板與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中的渦輪 流量計(jì)連接；開關(guān)量輸出調(diào)理板與補(bǔ)水箱系統(tǒng)中的循環(huán)水泵和電磁閥 連接。
專利摘要一種冷卻塔輔助土壤源熱泵供冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，其特征在于該系統(tǒng)由閉式冷卻塔系統(tǒng)、地下埋管換熱器系統(tǒng)、熱泵機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、補(bǔ)水箱系統(tǒng)和直接數(shù)字控制系統(tǒng)六部分所構(gòu)成；其中熱泵機(jī)組是地下埋管換熱器系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)間進(jìn)行熱量交換的中介設(shè)備，熱泵機(jī)組與閉式冷卻塔系統(tǒng)的盤管相連接；風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)與熱泵機(jī)組相連接；地下埋管換熱器系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)的盤管相連接；補(bǔ)水箱系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)相連接；閉式冷卻塔系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的信息反饋給直接數(shù)字控制系統(tǒng)；直接數(shù)字控制系統(tǒng)控制地下埋管換熱器系統(tǒng)與閉式冷卻塔系統(tǒng)。本實(shí)用新型的優(yōu)越性在于提高空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率和供冷的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高土壤源熱泵性能系數(shù)。
文檔編號(hào)F25B49/00GK201081471SQ200720097110
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月16日
發(fā)明者劉志揚(yáng), 張子平, 郁松濤, 慶 郝 申請(qǐng)人:天津泰達(dá)熱泵工程技術(shù)有限公司