一种地源热泵能源站及其调控方法与流程

本发明涉及地源热泵，更具体的说是涉及一种地源热泵能源站及其调控方法。

背景技术：

1、目前，地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统，地源热泵技术是地热能这一可再生能源在建筑领域中的典型应用，地源热泵通过输入少量的高品位能源(电能)，即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。

2、但是，常规地源热泵能源站的设计方案主要是解决建筑室内基本的供冷和供暖需求，没有考虑地源热泵能源站的动态节能，不能在满足室内空调负荷的前提下，使得地源热泵能源站实际消耗能量最小。

3、因此，任何在满足室内空调负荷的前提下，使得地源热泵能源站实际消耗能量最小是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种地源热泵能源站及其调控方法，通过地源热泵能源站对室内空调末端负荷的动态跟随性，实现地源热泵能源站智能化运行系统的闭环控制和动态监测，解决现有技术不能在满足室内空调负荷的前提下，使得地源热泵能源站实际消耗能量最小的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种地源热泵能源站调控方法，包括：

4、监控系统检测室外气温条件是否满足不耗能供冷或供热的条件或者室内实际空调温度是否满足要求，当室外气温条件不满足不耗能供冷或供热的条件或者室内实际空调温度不满足要求时，切换为地源热泵机组进行供冷或供热；

5、所述监控系统采集并根据室外温度设定用户侧循环系统的供水温度，并验证所述供水温度是否满足要求；

6、当所述供水温度满足要求，所述监控系统设定循环泵的运行频率；

7、基于所述供水温度和所述运行频率得到系统能效比，并验证所述系统能效比是否满足要求；

8、当所述系统能效比满足要求，所述监控系统存储最优供水温度和最优运行频率，并进行实时显示。

9、优选的，还包括：

10、当所述监控系统检测到室外气温条件满足不耗能供冷或供热的条件时，切换为换热器直接换热运行，并通过室内实际空调温度验证是否满足要求。

11、优选的，所述验证所述供水温度是否满足要求，具体包括：设定用户侧循环系统的供水温度后，通过检测室内实际空调温度是否达到预设标准来验证所述供水温度是否满足要求，若不满足，则调整供水温度直至满足要求。

12、优选的，所述设定循环泵的运行频率，具体包括：设定用户侧循环泵的运行频率和地缘侧循环泵的运行频率。

13、优选的，所述监控系统设定循环泵的运行频率，具体包括：

14、所述监控系统根据用户侧的供水回水压差，调整设定所述用户侧循环泵的运行频率；

15、所述监控系统根据地源侧的供水回水温差，调整设定所述地源侧循环泵的运行频率。

16、优选的，所述监控系统设定循环泵的运行频率，还包括：

17、所述监控系统通过检测用户侧循环水系统的供水回水温差验证所述用户侧循环泵的运行频率是否满足要求；

18、所述监控系统通过地源侧地埋管换热器系统地温场的限值验证所述地源侧循环泵的运行频率是否满足要求。

19、优选的，所述基于所述供水温度和所述运行频率得到系统能效比，具体包括：

20、根据所述供水温度获取用户侧总供热量或供冷量；

21、根据户侧循环泵的运行频率和所述地源侧循环泵的运行频率获取循环泵有功电能，并获取地源热泵机组有功电能，所述循环泵有功电能与地源热泵机组有功电能组成总有功电能；

22、所述用户侧总供热量或供冷量与所述总有功电能的比值表示所述系统能效比。

23、优选的，验证所述系统能效比是否满足要求，具体包括：

24、所述监控系统验证所述系统能效比是否低于历史系统能效比；

25、若低于所述历史系统能效比，则维持户侧循环泵的运行频率和所述地源侧循环泵的运行频率运行；

26、否则，所述监控系统重新调整设定所述户侧循环泵的运行频率、所述地源侧循环泵的运行频率和所述供水温度，直至满足室内温度和能耗最低双重目标。

27、一种地源热泵能源站，包括：水路系统和监控系统；

28、其中，水路系统包括：地源热泵机组、换热器、用户侧循环泵及地源侧循环泵；所述地源热泵机组和所述换热器分别与所述用户侧循环泵及所述地源侧循环泵连接；所述地源热泵机组用于室外气温条件不满足不耗能供冷或供热的条件时向所述用户侧循环泵及所述地源侧循环泵供冷或供热；所述换热器用于室外气温条件满足不耗能供冷或供热的条件时直接向所述用户侧循环泵及所述地源侧循环泵供冷或供热；

29、所述监控系统包括：依次顺序连接的获取模块、计算模块和分析统计模块，还包括：控制模块、显示模块和存储模块；所述分析统计模块分别与所述控制模块、所述显示模块和所述存储模块连接；所述控制模块分别与所述地源热泵机组、所述换热器、所述用户侧循环泵和所述地源侧循环泵连接；

30、所述获取模块用于获取室外气温条件、室内实际空调温度、供水水压、回水水压、供水水温、回水水温、换热器系统地温场的限值；

31、所述计算模块用于计算供水回水压差、供水回水温差、用户侧总供热量或供冷量、循环泵有功电能、地源热泵机组有功电能、总有功电能和系统能效比；

32、所述分析统计模块用于接收统计所述计算模块传输的数据，并分析验证供水温度、用户侧循环泵的运行频率和地缘侧循环泵的运行频率是否满足要求，室外气温条件是否满足不耗能供冷或供热的条件，室内实际空调温度是否满足要求和系统能效比是否低于历史系统能效比；

33、所述控制模块用于接收并基于所述分析统计模块传输的数据控制地源热泵机组或换热器的开启，设定用户侧循环系统的供水温度、用户侧循环泵的运行频率和地缘侧循环泵的运行频率；

34、所述显示模块用于显示所述分析统计模块统计的数据；

35、所述存储模块用于存储所述分析统计模块统计的数据。

36、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种地源热泵能源站及其调控方法，采用智能模糊控制，适用于地源热泵空调系统非线性的、复杂的和时变形系统的控制；通过地源热泵能源站对室内空调末端负荷的动态跟随性，实现能源站智能化运行系统的闭环控制和动态监测；整个地源热泵能源站的各个模块在逻辑上和功能上实现互联，在控制系统上对用户侧供水温度、用户侧循环泵的运行频率和地缘侧循环泵的运行频率参量进行集中控制管理，以一定时段内的系统能效为总体目标进行协调运行和综合性能优化，能够实现满足室内温度和能耗最低的双重目标，进而实现建筑空调系统的绿色低碳高质量发展；并且该监控系统具有自学习、自寻优和自适应的优化控制功能。

技术特征：

1.一种地源热泵能源站调控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种地源热泵能源站调控方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的一种地源热泵能源站调控方法，其特征在于，所述验证所述供水温度是否满足要求，具体包括：设定用户侧循环系统的供水温度后，通过检测室内实际空调温度是否达到预设标准来验证所述供水温度是否满足要求，若不满足，则调整供水温度直至满足要求。

4.根据权利要求3所述的一种地源热泵能源站调控方法，其特征在于，所述设定循环泵的运行频率，具体包括：设定用户侧循环泵的运行频率和地缘侧循环泵的运行频率。

5.根据权利要求4所述的一种地源热泵能源站调控方法，其特征在于，所述监控系统设定循环泵的运行频率，具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种地源热泵能源站调控方法，其特征在于，所述监控系统设定循环泵的运行频率，还包括：

7.根据权利要求6所述的一种地源热泵能源站调控方法，其特征在于，所述基于所述供水温度和所述运行频率得到系统能效比，具体包括：

8.根据权利要求7所述的一种地源热泵能源站调控方法，其特征在于，验证所述系统能效比是否满足要求，具体包括：

9.一种地源热泵能源站，其特征在于，包括：水路系统和监控系统；

技术总结
本发明公开了一种地源热泵能源站调控方法，包括：监控系统检测室外气温条件是否满足不耗能供冷或供热的条件或者室内实际空调温度是否满足要求，当不满足上述任一条件时，切换为地源热泵机组进行供冷或供热；监控系统采集并根据室外温度设定用户侧循环系统的供水温度，并验证供水温度是否满足要求；当供水温度满足要求，监控系统设定循环泵的运行频率；基于供水温度和运行频率得到系统能效比，并验证系统能效比是否满足要求；当系统能效比满足要求，监控系统存储最优供水温度和最优运行频率，并进行实时显示。解决了现有技术不能在满足室内空调负荷的前提下，使得地源热泵能源站实际消耗能量最小的问题。

技术研发人员：田彦法,赵永康,阮兴群
受保护的技术使用者：山东华科规划建筑设计有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15