一种地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法及机组与流程

本发明涉及热泵系统，特别涉及一种地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法及机组。

背景技术：

1、目前，随着人们生活水平的提高，改善建筑热舒适条件已成为群众对建筑关心程度最高的几个方面之一。地源热泵以地源能作为热泵夏季制冷的冷却源、冬季采暖供热的低温热源，同时是实现采暖、制冷和生活用热水的一种系统。地源热泵是改善城市大气环境和节约能源的一种有效途径，也是国内地源能利用的一个新发展方向。

2、但是，现有的地缘热泵系统在夏季累计向土壤的放热量与冬季从土壤的取热量并不一致，这样长期取放热量不平衡的堆积会超过土壤自身对热量的扩散能力，造成其温度不断偏离初始温度，最终导致地源热泵热失衡。

3、因此，本发明提出了一种地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法及机组，用以获得土壤热力失衡量，并根据土壤热力失衡量选取特定热力平衡补偿方式来保持冬夏土体热平衡。

技术实现思路

1、本发明提供一种地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法及机组，用以自动对获取到的地缘热泵机组的历史数据进行错误数据的筛选替换，获得地缘热泵机组的有效历史数据，便于后续对上一年度供热时间段与上一年度供冷时间段的求取，根据有效历史数据更确定地获得地缘热泵机组的上一年度供热时间段与上一年度供冷时间段，根据地缘热泵机组的有效历史数据更精确地计算出上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷、制热系数和上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷、制冷系数，便于后续对累计放热量和累计吸热量的计算，根据上一年度供热时间段的供热天数、单日蒸发器热负荷、制热系数和上一年度供冷时间段的供冷天数、单日冷凝器冷负荷、制冷系数更精确地获得累计放热量和累计吸热量，根据累计放热量和累计吸热量更精确地获得土壤热力失衡量，根据土壤热力失衡量选取特定热力平衡补偿方式来保持冬夏土体热平衡。

2、本发明提供一种地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，其特征在于，包括：

3、s1：获取地缘热泵机组的历史数据，并对历史数据进行错误数据的筛选替换，获得地缘热泵机组的有效历史数据；

4、s2：基于地缘热泵机组的有效历史数据获得地缘热泵机组的上一年度供热时间段与上一年度供冷时间段；

5、s3：基于地缘热泵机组的有效历史数据计算出地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷和在上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷作为计算结果，并基于计算结果获得地缘热泵机组在上一年度供热时间段的制热系数和在上一年度供冷时间段的制冷系数；

6、s4：基于地缘热泵机组在上一年度供热时间段的供热天数、单日蒸发器热负荷、制热系数和在上一年度供冷时间段的供冷天数、单日冷凝器冷负荷、制冷系数，获得地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的累计放热量和在上一年度供冷时间段内的累计吸热量；

7、s5：基于累计放热量和累计吸热量获得土壤热力失衡量，基于土壤热力失衡量确定出热力平衡补偿方式。

8、优选的，地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，s1：获取地缘热泵机组的历史数据，并对历史数据进行错误数据的筛选替换，获得地缘热泵机组的有效历史数据，包括：

9、s101：获取地缘热泵机组的历史数据，其中历史数据包括上一年度地缘热泵机组的蒸发器和冷凝器的出水口和进水口的单日水流平均温度、蒸发器和冷凝器的单日水循环流量、地缘热泵机组的单日功耗。

10、s102：对历史数据进行错误数据的筛选替换，获得地缘热泵机组的有效历史数据。

11、优选的，地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，s102：对历史数据进行错误数据的筛选替换，获得地缘热泵机组的有效历史数据，包括：

12、将所有历史数据按类别进行分类，获得每个类别的同类别历史数据，并计算出每个同类别历史数据中的所有数值的均值，作为每个同类别历史数据的均值；

13、计算历史数据中的每个数值与对应所属的同类别历史数据的均值的差值，将对应差值大于对应类别的预设差值阈值的数值作为错误数据，并将所有错误数据从历史数据中筛选替换，获得地缘热泵机组的有效历史数据。

14、优选的，地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，s2：基于地缘热泵机组的有效历史数据获得地缘热泵机组的上一年度供热时间段与上一年度供冷时间段，包括：

15、获取地缘热泵机组的有效历史数据，提取有效历史数据中上一年度地缘热泵机组的蒸发器和冷凝器的单日水循环流量；

16、将上一年度中同一天的蒸发器的单日水循环流量大于冷凝器的单日水循环流量的所有天汇总，获得地缘热泵机组的上一年度供热时间段，将蒸发器的单日水循环流量小于冷凝器的单日水循环流量的所有天汇总，获得地缘热泵机组的上一年度供冷时间段。

17、优选的，地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，s3：基于地缘热泵机组的有效历史数据计算出地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷和在上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷作为计算结果，并基于计算结果获得地缘热泵机组在上一年度供热时间段的制热系数和在上一年度供冷时间段的制冷系数，包括：

18、s301：基于地缘热泵机组的有效历史数据计算出地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷和在上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷作为计算结果；

19、s302：基于计算结果与地缘热泵机组的有效历史数据获得地缘热泵机组在上一年度供热时间段的制热系数和在上一年度供冷时间段的制冷系数。

20、优选的，地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，s301：基于地缘热泵机组的有效历史数据计算出地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷和在上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷作为计算结果，包括：

21、获取地缘热泵机组的有效历史数据，提取有效历史数据中上一年度地缘热泵机组的蒸发器和冷凝器的出水口和进水口的单日水流平均温度、蒸发器和冷凝器的单日水循环流量；

22、基于地缘热泵机组的有效历史数据计算出地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷和在上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷，如下：

23、rh＝sh*cp*(tin-tout)

24、rm＝sm*cp*(tout-tin)

25、其中，rh为地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷，且rh的单位为w，rm为地缘热泵机组在上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷，且rm的单位为w，sh为蒸发器在当前计算的单日蒸发器热负荷的同一天的单日水循环流量，且sh的单位为kg/s，sm为冷凝器在当前计算的单日冷凝器冷负荷的同一天的单日水循环流量，且sm的单位为kg/s，cp为单位质量的水在恒定压力下吸收或释放热量所需的能量，且cp的单位为j/(kg·k)，tin为蒸发器进水口在当前计算的单日蒸发器热负荷的同一天的单日水流平均温度，tout为蒸发器出水口在当前计算的单日蒸发器热负荷的同一天的单日水流平均温度，tin为冷凝器进水口在当前计算的单日冷凝器冷负荷的同一天的单日水流平均温度，tout为冷凝器出水口在当前计算的单日冷凝器冷负荷的同一天的单日水流平均温度，且tin、tin、tin、tout的单位都为k；

26、将地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷和在上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷作为计算结果。

27、优选的，地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，s302：基于计算结果与地缘热泵机组的有效历史数据获得地缘热泵机组在上一年度供热时间段的制热系数和在上一年度供冷时间段的制冷系数，包括：

28、在地缘热泵机组的有效历史数据中提取出地缘热泵机组的单日功耗；

29、将上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷与地缘热泵机组在同一天的单日功耗之比作为地缘热泵机组在对应天的单日制热系数；

30、将地缘热泵机组在上一年度供热时间段内所有天的单日制热系数的均值当作地缘热泵机组在上一年度供热时间段的制热系数；

31、将上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷与地缘热泵机组在同一天的单日功耗之比当作地缘热泵机组在对应天的单日制冷系数；

32、将地缘热泵机组在上一年度供冷时间段内所有天的单日制冷系数的均值当作地缘热泵机组在上一年度供冷时间段的制冷系数。

33、优选的，地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，s4：基于地缘热泵机组在上一年度供热时间段的供热天数、单日蒸发器热负荷、制热系数和在上一年度供冷时间段的供冷天数、单日冷凝器冷负荷、制冷系数，获得地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的累计放热量和在上一年度供冷时间段内的累计吸热量，包括：

34、

35、

36、其中，pout为地缘热泵机组在上一年度供热时间段的累计放热量，且pout的单位为kj，n为地缘热泵机组在上一年度供热时间段的供热天数，rhi为地缘热泵机组在上一年度供热时间段内第i天的单日蒸发器热负荷，ε为地缘热泵机组在上一年度供热时间段的制热系数，ln为以自然常数e为底的对数函数，且e的取值为2.718，pin为地缘热泵机组在上一年度供冷时间段的累计吸热量，且pin单位为kj，m为地缘热泵机组在上一年度供冷时间段的供冷天数，rhj为地缘热泵机组在上一年度供冷时间段内第j天的单日冷凝器冷负荷，θ为地缘热泵机组在上一年度供冷时间段的制冷系数，δ为一小时内的秒数，且单位为s。

37、优选的，地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，s5：基于累计放热量和累计吸热量获得土壤热力失衡量，基于土壤热力失衡量确定出热力平衡补偿方式，包括：

38、将地缘热泵机组在上一年度供热时间段的累计放热量和在上一年度供冷时间段的累计吸热量的差值的绝对值当作土壤热力失衡量；

39、当地缘热泵机组在上一年度供热时间段的累计放热量大于在上一年度供冷时间段的累计吸热量时，判断出土壤热力失衡量的数值是否大于预设热失衡量，若是，则将预设第一补偿方式作为热力平衡补偿方式；

40、否则，将预设第二补偿方式作为热力平衡补偿方式；

41、当地缘热泵机组在上一年度供热时间段的累计放热量不大于在上一年度供冷时间段的累计吸热量时，则将预设第三补偿方式作为热力平衡补偿方式。

42、优选的，地缘热泵冬夏热力平衡补偿机组，其特征在于，用于执行实施例1至9中任一一种地缘热泵冬夏热力平衡补偿方法，包括：

43、获取模块，用于获取地缘热泵机组的历史数据，并对历史数据进行错误数据的筛选替换，获得地缘热泵机组的有效历史数据；

44、天数模块，用于基于地缘热泵机组的有效历史数据获得地缘热泵机组的上一年度供热时间段与上一年度供冷时间段；

45、第一计算模块，用于基于地缘热泵机组的有效历史数据计算出地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷和在上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷作为计算结果，并基于计算结果获得地缘热泵机组在上一年度供热时间段的制热系数和在上一年度供冷时间段的制冷系数；

46、第二计算模块，用于基于地缘热泵机组在上一年度供热时间段的供热天数、单日蒸发器热负荷、制热系数和在上一年度供冷时间段的供冷天数、单日冷凝器冷负荷、制冷系数，获得地缘热泵机组在上一年度供热时间段内的累计放热量和在上一年度供冷时间段内的累计吸热量；

47、热力平衡模块，用于基于累计放热量和累计吸热量获得土壤热力失衡量，基于土壤热力失衡量确定出热力平衡补偿方式。

48、本发明相对于现有技术产生的有益效果为：自动对获取到的地缘热泵机组的历史数据进行错误数据的筛选替换，获得地缘热泵机组的有效历史数据，便于后续对上一年度供热时间段与上一年度供冷时间段的求取，根据有效历史数据更确定地获得地缘热泵机组的上一年度供热时间段与上一年度供冷时间段，根据地缘热泵机组的有效历史数据更精确地计算出上一年度供热时间段内的单日蒸发器热负荷、制热系数和上一年度供冷时间段内的单日冷凝器冷负荷、制冷系数，便于后续对累计放热量和累计吸热量的计算，根据上一年度供热时间段的供热天数、单日蒸发器热负荷、制热系数和上一年度供冷时间段的供冷天数、单日冷凝器冷负荷、制冷系数更精确地获得累计放热量和累计吸热量，根据累计放热量和累计吸热量更精确地获得土壤热力失衡量，根据土壤热力失衡量选取特定热力平衡补偿方式来保持冬夏土体热平衡。

49、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的本技术文件中所特别指出的结构来实现和获得。

50、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。