一种浅层地温能能源管理系统及其实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及浅层地溫能技术领域，尤其设及一种浅层地溫能能源管理系统及其实 现方法。
【背景技术】
[0002] 地源热累是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、±壤或地表水 等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统，地源热累系统通过输入少量的高品位能源 (如电能），实现低溫热能向高溫热能转移。地能分别在冬季作为地源热累系统供暖的热源 和夏季空调的冷源，在冬季，通过管路循环把地能中的热量"取"出来，提高溫度后，供给室 内采暖;夏季，把室内的热量"取"出来，释放到地能中去。由于地源热累系统具有不受地下 水位影响、高效、环保、无污染等等优点，近几年来在国内得到了迅速发展。
[0003] 地源热累站房系统是变流量系统，采用变频调速技术，改变水累转速而实现水流 量调节的水系统。站房的节能产品也分为几代，第一代产品W水累节能为主，采用中央空调 水累变频节能控制技术，单一的压差或溫差控制，能实现累系统20%-30%的节能幅度。运在 整个中央空调系统的节能通常占5-10%(-般占当月电费的3-6%)。第二代产品通过先进的 计算机软件处理、模块化控制结合变频技术，多点信号的采集与处理，在传统变频技术的基 础上实现了智能控制，使控制系统能动态跟随实际负荷的变化动态，调整所需的冷冻、冷却 (源)水水量。运样能达到主机节能10-30%，水系统节能20-30%，可使整机节能达到20-30%左 -6" 〇
[0004] 随着信息技术和计算机网络技术的高速发展，对智能建筑的结构、系统、服务及管 理的最优化组合的要求越来越高，提供一个合理、高效、节能、舒适的工作环境势在必行。
[0005] 有鉴于此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0006] 鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种浅层地溫能能源管理系统 及其实现方法，旨在解决现有的机房能源站控制系统往往只是W满足设备的正常运转为目 标，对于系统运行的数据、能耗的状况也只是一个概况，对能耗状况却忽略的问题。
[0007] 本发明的技术方案如下： 一种浅层地溫能能源管理系统，其中，包括： 能源数据采集单元，用于对主机系统、水累系统、水源侧、空调侧和环境数据进行采集， 并将采集到的数据发送至下述的数据仓库存储单元； 数据仓库存储单元，用于根据能源数据采集单元采集到的数据建立实时数据库，并实 现能耗数据的记录、综合查询和图表统计，W及设备能效值的在线计算； 数据挖掘分析单元，用于通过历史数据，实现多种分析角度、多种图形方式的能耗和能 效对比分析，并能够自动判断曲线中的最高点和最低点，显示极点产生时刻的设备详细控 制参数和运行数据。
[0008] 所述的浅层地溫能能源管理系统，其中，所述数据挖掘分析单元还用于在执行各 类数据的图表分析时，能够判断分析角度和分析条件，自动对图表的2维坐标要素进行匹配 调整，并自动解析出第Ξ维比照数据的要素来源。
[0009] 所述的浅层地溫能能源管理系统，其中，所述数据挖掘分析单元还用于根据能耗、 能效数据与每日气象条件的物理因素的关联，按照预先设定的条件筛选、匹配出指定范围 内的最佳能效记录和当日控制策略。
[0010] 所述的浅层地溫能能源管理系统，其中，还包括:节能控制单元，用于基于热累机 组的群控技术，监测热累机组空调侧集水器和分水器的出水和回水溫度及流量，计算空调 侧的负荷;再通过分析溫度变化与时间变化的趋势来判断当前满足系统负荷所需的热累机 组开启数量，从而进行冷源系统的自适应调节。
[0011] 所述的浅层地溫能能源管理系统，其中，所述节能控制单元进一步包括： 加载机组控制子单元，用于根据预先设定的条件来判定下一台热累机组是否启动，具 体来说，当同时满足下述Ξ个条件时，下一台热累机才启动： 条件一:冷冻水出水溫度〉冷冻水溫度设定+波动范围； 条件二：已经运行的热累机组的运行电流>95%; 条件Ξ:同时满足条件一和条件二的保持时间〉加载延时时间。
[0012] 所述的浅层地溫能能源管理系统，其中，所述节能控制单元进一步包括： 减载机组控制子单元，用于根据预先设定的条件来判定是否对热累机组进行减载，具 体来说，当同时满足下述两个条件时，才对热累机组进行减载： 条件四：冷冻水进/出水溫差< 减载溫差； 条件五:条件四的满足情况保持时间〉减载延时时间。
[0013] -种所述的浅层地溫能能源管理系统的实现方法，其中，包括W下步骤： 51、 能源数据采集单元对主机系统、水累系统、水源侧、空调侧和环境数据进行采集，并 将采集到的数据发送至下述的数据仓库存储单元； 52、 数据仓库存储单元根据能源数据采集单元采集到的数据建立实时数据库，并实现 能耗数据的记录、综合查询和图表统计，W及设备能效值的在线计算； 53、 数据挖掘分析单元通过历史数据，实现多种分析角度、多种图形方式的能耗和能效 对比分析，并能够自动判断曲线中的最高点和最低点，显示极点产生时刻的设备详细控制 参数和运行数据。
[0014] 所述的浅层地溫能能源管理系统的实现方法，其中，所述步骤S3还包括:根据能 耗、能效数据与每日气象条件的物理因素的关联，按照预先设定的条件筛选、匹配出指定范 围内的最佳能效记录和当日控制策略；W及根据能耗、能效数据与每日气象条件的物理因 素的关联，按照预先设定的条件筛选、匹配出指定范围内的最佳能效记录和当日控制策略。
[0015] 所述的浅层地溫能能源管理系统的实现方法，其中，还包括步骤S4、节能控制单元 基于热累机组的群控技术，监测热累机组空调侧集水器和分水器的出水和回水溫度及流 量，计算空调侧的负荷;再通过分析溫度变化与时间变化的趋势来判断当前满足系统负荷 所需的热累机组开启数量，从而进行冷源系统的自适应调节。
[0016] 有益效果:本发明的浅层地溫能能源管理系统及其实现方法具有W下优点： (l)W数字为依据的精细化智能化专家管理 采用能源管理系统(EMS)后，管理方可W对系统的节能管理实现精确的，量化的节能控 审IJ，较之单纯依靠经验，人工管理进行的定性的节能控制有较高的精确度，从而实现了最大 程度的获得节能空间。
[0017] 通过操作或管理人员的简单操作，即可实现高效稳定的自动化运行，并对中央空 调系统实现自动化的监测和管理，避免或减少了由于人为因素而可能造成的对空调系统的 伤害，提高了中央空调系统运行的稳定性，从而创造了间接的经济效益;并可完成对机组， 冷冻水累，冷源水累等单元的联动控制，从而进一步实现了系统的优化运行。
[0018] (2)实现空调系统负荷的跟随性 EMS能源管理系统突破了传统中央空调冷媒系统的运行方式，通过对中央空调能源运 行系统的动态监测和闭环控制，将空调主机的定流量运行改为变流量运行，实现空调主机 冷媒流量跟随末端负荷需求而同步变化，在空调系统的任何负荷条件下，都能既确保中央 空调系统的舒适性，又实现最大的节能。
[0019] (3)保障机组始终保持高的热转换效率 EMS能源管理系统的一个基本思想就是按照中央空调主机所要求的最佳运行参数去控 制中央空调系统的运行，根据系统的运行工况及制冷工质参数的变化，通过模糊控制器动 态调整空调系统运行参数，确保热累机组始终处于优化的最佳工作点上，使主机始终保持 具有高的热转换效率，有效地解决了传统中央空调系统在低负荷状态下热转换效率下降的 难题，提高了系统的能源利用率。
[0020] (4)实现中央空调全系统综合性能优化和协调运行 中央空调系统是一个较复杂的系统工程，要实现中央空调系统的最佳运行和节能，从 局部去解决问题(如采用通用变频器PID控制）是不可能办到的，必须针对空调系统的各个 环节(包括主机、冷冻水系统、冷却水系统等)统一考虑，全面控制，使整个系统协调运行，才 能实现最佳综合节能。
[0021] 巧)实现数据管理的智能决策 辅助于计算机管理系统，利用数据库存储过程数据，对数据进行分析，形成最佳的运行 方案，用数据指挥开机，而不是凭经验、拍脑袋。
[0022] 每台机组的运行工况都不一样，系统的数据采集，存储、分析有助对机组最佳节能 工况的掌握，对耗能设备的耗能数据进行统计，自动生成曲线、历史曲线、仿真曲线、实时报 表、历史报表、为节能提供数据基础。。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明的浅层地溫能能源管理系统的结构框图。
[0024] 图2为本发明的浅层地溫能能源管理系统的实现方法的流程图。
[0025] 图3为本发明的浅层地溫能能源管理系统的实施例中冷冻水系统流量控制的示意 图。
[0026] 图4为本发明的浅层地溫能能源管理系统的实施例中冷却水系统流量控制的示意 图。
【具体实施方式】
[0027]本发明提供一种浅层地溫能能源管理系统及其实现方法，为使本发明的目的、技 术方案及效果更加清楚、明确，W下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具 体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[002引如图1所示，本发明提供一种浅层地溫能能源管理系统，其包括:能源数据采集单 元100、数据仓库存储单元200和数据挖掘分析单元300。其中，能源数据采集单元100用于对 主机系统、水累系统、水源侧、空调侧和环境数据进行采集，并