专利名称：基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于地源热泵空调监控技术领域，涉及混合式地源热泵中央空调系统，尤其是涉及一种基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统。
背景技术：
随着人们生活水平的日益提高，空调采暖及热水供应设备已成为改善室内环境，满足人们舒适性需求的必需品，然而与之相随的，是对能源的需求越来越大，近期各地拉闸限电愈演愈烈，反映的是我国的能源瓶颈。实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针，可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一，近年来在国内得到了日益广泛的应用，已经成为我国建筑空调冷热源中不可忽视的新兴力量。
·[0003]由于各地的气候、土壤特性及建筑类型的差异性，单一的地源热泵系统往往不能适用，因而需要因地制宜，综合运用太阳能、风能、地表水、浅层地热能等能源来建立最适宜的暖通空调系统解决方案。这类设计方案的最大问题在于后期的运行控制，针对不同条件，需要选用节能性、经济性、舒适性、可靠性俱佳的运行控制策略。但是，地源热泵的监控系统研究还未引起足够重视，纵观国内外研究现状，地源热泵混合系统的监测及控制技术发展均不够完善。目前，国内关于地源热泵混合系统的监测及控制还只处在初步探索阶段，已有的成果都存在一定的不足之处。现有技术中也出现了能够实现对中央空调系统运行参数的集中监视和控制的方案，可以做到现场无人值守，提高企业的经济效益。然而，上述方案主要针对单一的地源热泵空调系统，而实际工程应用中，较多采用混合式地源热泵系统，故实际推广意义不大。
发明内容本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种能够实现实时调整，把握最佳调整时间的基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统。为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案本基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统，其特征在于，本群控系统包括监测子系统、负荷预测子系统、健康评估子系统和控制子系统，所述的监测子系统分别与热泵机组、地埋管和辅助冷热源相连，所述的监测子系统、负荷预测子系统和健康评估子系统分别连接在数据存储器上，所述的控制子系统与数据存储器相连且热泵机组、地埋管和辅助冷热源均与控制子系统相连。这里的负荷预测子系统、健康评估子系统和控制子系统可以为分别独立设置的计算机。监测子系统能够监测混合式地源热泵工作状况和/或混合式地源热泵工作环境；负荷预测子系统能够获取监测子系统的实时监测数据和/或天气预报数据并依据上述数据预测混合式地源热泵负荷；健康评估子系统能够获取监测子系统的历史监测数据和负荷预测子系统的负荷预测数据从而对混合式地源热泵的工作健康状况进行评估。首先由监测子系统定期采集各项数据存入数据存储器。健康评估子系统定期从数据存储器中提取数据，进行各项评估，评估结果存入数据存储器。预测子系统定期根据历史运行数据以及天气预报等数据进行负荷预测，并存入数据存储器。控制子系统定期访问数据存储器，根据评估数据和预测数据做出相应的控制。在上述的基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统中，所述的监测子系统包括若干传感器，所述的传感器包括能够检测地埋管流量的流量传感器、能够检测地埋管进出口水温的水温传感器、能够检测地下土壤温度的地温传感器、能够检测室外温度的气温传感器和能够检测室外湿度的湿度传感器中的任意一种或多种。在上述的基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统中，所述的传感器与通讯设备相连，所述的通讯设备通过无线通讯方式与上位机相连，上述的数据存储器设于上位机上。在上述的基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统中，所述的监测子系统还包括能够检测辅助冷热源在单位时间内累积开启时间的计时模块，所述的计时模块与数据存储器相连接。与现有的技术相比，本基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统的优点在于能够通过对混合式地源热泵进行监测和控制，动态调整系统的运行，使系统在各种情况下能达到设计参数并以最可靠的模式运行，保证系统的使用效果，提高系统的自动化水平，降低管理劳动强度。保证系统长期运行条件下的冷热平衡；保证系统在短期运行条件下满足经济性。
图I是本实用新型提供的结构示意图。图中，监测子系统I、通讯设备10、流量传感器11、水温传感器12、地温传感器13、气温传感器14、湿度传感器15、计时模块16、负荷预测子系统2、健康评估子系统3、控制子系统4、热泵机组5、地埋管6、辅助冷热源7、数据存储器8、上位机9。
具体实施方式
如图I所示，本基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统包括监测子系统I、负荷预测子系统2、健康评估子系统3和控制子系统4。监测子系统I分别与热泵机组5、地埋管6和辅助冷热源7相连，监测子系统I、负荷预测子系统2和健康评估子系统3分别连接在数据存储器8上，所述的控制子系统4与数据存储器8相连且热泵机组5、地埋管6和辅助冷热源7均与控制子系统4相连。监测子系统I包括若干传感器，所述的传感器包括能够检测地埋管流量的流量传感器11、能够检测地埋管进出口水温的水温传感器12、能够检测地下土壤温度的地温传感器13、能、够检测室外温度的气温传感器14和能够检测室外湿度的湿度传感器15中的任意一种或多种。传感器与通讯设备10相连，所述的通讯设备10通过无线通讯方式与上位机9相连，上述的数据存储器8设于上位机9上。监测子系统I还包括能够检测辅助冷热源7在单位时间内累积开启时间的计时模块16，所述的计时模块16与数据存储器8相连接。S卩，本实用新型由四个子系统组成，分别是监测子系统1，健康评估子系统3，负荷预测子系统2以及控制子系统4。混合式地源热泵工作环境包括地下土壤温度、室外温度、湿度等。为了保证地埋管换热器的正常运行，地下土壤的温度需在合理范围内，尤其是埋管中心区域，必须及时采集各个测点的温度，流量，得到土壤的温度场，进出口水温以及辅助冷热源的相关参数。由于地源热泵空调存在热累积效应，长时间连续运行会导致运行效率下降，而适时采用辅助冷热源则会大大提高系统的整体运行效率。因此必须合理安排运行时间，根据负荷的高低进行优化控制。这就需要系统能通过各种数据准确预测负荷，以便更好地调节地源热泵。这里的负荷预测子系统、健康评估子系统和控制子系统可以为分别独立设置的计算机。监测子系统能够监测混合式地源热泵工作状况和/或混合式地源热泵工作环境；负荷预测子系统能够获取监测子系统的实时监测数据和/或天气预报数据并依据上述数据 预测混合式地源热泵负荷；健康评估子系统能够获取监测子系统的历史监测数据和负荷预测子系统的负荷预测数据从而对混合式地源热泵的工作健康状况进行评估。首先由监测子系统定期采集各项数据存入数据存储器。健康评估子系统定期从数据存储器中提取数据，进行各项评估，评估结果存入数据存储器。预测子系统定期根据历史运行数据以及天气预报等数据进行负荷预测，并存入数据存储器。控制子系统定期访问数据存储器，根据评估数据和预测数据做出相应的控制。本实用新型能够保证系统在短期运行条件下满足经济性短期运行条件下，地源热泵埋管换热器的温度场也会发生波动，从而影响系统的性能。在负荷强度较低的情况下，地源热泵的能效比较大，一般采用地源热泵单独运行较经济。当负荷较大时，长时间运行将导致地下温度场温度升高，导致地源热泵空调性能逐渐下降，最终丧失换热能力，故需实时监测地下温度场的变化，必要时采用地源热泵和冷却塔联合制冷。本系统主要通过监测地源侧进水温度的变化来调节地源热泵的开启时间。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了监测子系统I、通讯设备10、流量传感器11、水温传感器12、地温传感器13、气温传感器14、湿度传感器15、计时模块16、负荷预测子系统2、健康评估子系统3、控制子系统4、热泵机组5、地埋管6、辅助冷热源7、数据存储器8、上位机9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.一种基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统，其特征在于，本群控系统包括监测子系统(I)、负荷预测子系统(2)、健康评估子系统(3)和控制子系统(4)，所述的监测子系统(I)分别与热泵机组(5)、地理管(6)和辅助冷热源(7)相连，所述的监测子系统(I)、负荷预测子系统⑵和健康评估子系统⑶分别连接在数据存储器⑶上，所述的控制子系统(4)与数据存储器(8)相连且热泵机组(5)、地理管(6)和辅助冷热源(7)均与控制子系统(4)相连。
2.根据权利要求I所述的基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统，其特征在于，所述的监测子系统(I)包括若干传感器，所述的传感器包括能够检测地理管流量的流量传感器(11)、能够检测地埋管进出口水温的水温传感器(12)、能够检测地下土壌温度的地温传感器(13)、能够检测室外温度的气温传感器(14)和能够检测室外湿度的湿度传感器(15)中的任意ー种或多种。
3.根据权利要求2所述的基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统，其特征在于，所述的传感器与通讯设备(10)相连，所述的通讯设备(10)通过无线通讯方式与上位机(9)相连，上述的数据存储器(8)设于上位机(9)上。
4.根据权利要求I或2或3所述的基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统，其特征在于，所述的监测子系统(I)还包括能够检测辅助冷热源(7)在単位时间内累积开启时间的计时模块(16)，所述的计时模块(16)与数据存储器⑶相连接。
专利摘要本实用新型属于地源热泵空调监控技术领域，涉及一种基于健康评估的大型地源热泵高效运行群控系统。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。本群控系统包括监测子系统、负荷预测子系统、健康评估子系统和控制子系统，监测子系统分别与热泵机组、地埋管和辅助冷热源相连，监测子系统、负荷预测子系统和健康评估子系统分别连接在数据存储器上，控制子系统与数据存储器相连且热泵机组、地埋管和辅助冷热源均与控制子系统相连。其优点在于能够通过对混合式地源热泵进行监测和控制，动态调整系统的运行，使系统在各种情况下能达到设计参数并以最可靠的模式运行，保证系统的使用效果，提高系统的自动化水平，降低管理劳动强度。
文档编号F25B49/00GK202420062SQ20112054535
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者夏惊涛 申请人:浙江陆特能源科技有限公司