專利名稱：基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于地源熱泵空調監控技術領域，涉及混合式地源熱泵中央空調系統，尤其是涉及一種基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統。
背景技術：
隨著人們生活水平的日益提高，空調采暖及熱水供應設備已成為改善室內環境，滿足人們舒適性需求的必需品，然而與之相隨的，是對能源的需求越來越大，近期各地拉閘限電愈演愈烈，反映的是我國的能源瓶頸。實施可持續發展能源戰略已成為新時期我國能源發展的基本方針，可再生能源在建筑中的應用是建筑節能工作的重要組成部分。地源熱泵系統作為可再生能源應用的主要途徑之一，近年來在國內得到了日益廣泛的應用，已經成為我國建筑空調冷熱源中不可忽視的新興力量。
·[0003]由于各地的氣候、土壤特性及建筑類型的差異性，單一的地源熱泵系統往往不能適用，因而需要因地制宜，綜合運用太陽能、風能、地表水、淺層地熱能等能源來建立最適宜的暖通空調系統解決方案。這類設計方案的最大問題在于后期的運行控制，針對不同條件，需要選用節能性、經濟性、舒適性、可靠性俱佳的運行控制策略。但是，地源熱泵的監控系統研究還未引起足夠重視，縱觀國內外研究現狀，地源熱泵混合系統的監測及控制技術發展均不夠完善。目前，國內關于地源熱泵混合系統的監測及控制還只處在初步探索階段，已有的成果都存在一定的不足之處。現有技術中也出現了能夠實現對中央空調系統運行參數的集中監視和控制的方案，可以做到現場無人值守，提高企業的經濟效益。然而，上述方案主要針對單一的地源熱泵空調系統，而實際工程應用中，較多采用混合式地源熱泵系統，故實際推廣意義不大。
發明內容本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種能夠實現實時調整，把握最佳調整時間的基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統。為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術方案本基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統，其特征在于，本群控系統包括監測子系統、負荷預測子系統、健康評估子系統和控制子系統，所述的監測子系統分別與熱泵機組、地埋管和輔助冷熱源相連，所述的監測子系統、負荷預測子系統和健康評估子系統分別連接在數據存儲器上，所述的控制子系統與數據存儲器相連且熱泵機組、地埋管和輔助冷熱源均與控制子系統相連。這里的負荷預測子系統、健康評估子系統和控制子系統可以為分別獨立設置的計算機。監測子系統能夠監測混合式地源熱泵工作狀況和/或混合式地源熱泵工作環境；負荷預測子系統能夠獲取監測子系統的實時監測數據和/或天氣預報數據并依據上述數據預測混合式地源熱泵負荷；健康評估子系統能夠獲取監測子系統的歷史監測數據和負荷預測子系統的負荷預測數據從而對混合式地源熱泵的工作健康狀況進行評估。首先由監測子系統定期采集各項數據存入數據存儲器。健康評估子系統定期從數據存儲器中提取數據，進行各項評估，評估結果存入數據存儲器。預測子系統定期根據歷史運行數據以及天氣預報等數據進行負荷預測，并存入數據存儲器。控制子系統定期訪問數據存儲器，根據評估數據和預測數據做出相應的控制。在上述的基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統中，所述的監測子系統包括若干傳感器，所述的傳感器包括能夠檢測地埋管流量的流量傳感器、能夠檢測地埋管進出口水溫的水溫傳感器、能夠檢測地下土壤溫度的地溫傳感器、能夠檢測室外溫度的氣溫傳感器和能夠檢測室外濕度的濕度傳感器中的任意一種或多種。在上述的基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統中，所述的傳感器與通訊設備相連，所述的通訊設備通過無線通訊方式與上位機相連，上述的數據存儲器設于上位機上。在上述的基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統中，所述的監測子系統還包括能夠檢測輔助冷熱源在單位時間內累積開啟時間的計時模塊，所述的計時模塊與數據存儲器相連接。與現有的技術相比，本基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統的優點在于能夠通過對混合式地源熱泵進行監測和控制，動態調整系統的運行，使系統在各種情況下能達到設計參數并以最可靠的模式運行，保證系統的使用效果，提高系統的自動化水平，降低管理勞動強度。保證系統長期運行條件下的冷熱平衡；保證系統在短期運行條件下滿足經濟性。

圖I是本實用新型提供的結構示意圖。圖中，監測子系統I、通訊設備10、流量傳感器11、水溫傳感器12、地溫傳感器13、氣溫傳感器14、濕度傳感器15、計時模塊16、負荷預測子系統2、健康評估子系統3、控制子系統4、熱泵機組5、地埋管6、輔助冷熱源7、數據存儲器8、上位機9。
具體實施方式
如圖I所示，本基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統包括監測子系統I、負荷預測子系統2、健康評估子系統3和控制子系統4。監測子系統I分別與熱泵機組5、地埋管6和輔助冷熱源7相連，監測子系統I、負荷預測子系統2和健康評估子系統3分別連接在數據存儲器8上，所述的控制子系統4與數據存儲器8相連且熱泵機組5、地埋管6和輔助冷熱源7均與控制子系統4相連。監測子系統I包括若干傳感器，所述的傳感器包括能夠檢測地埋管流量的流量傳感器11、能夠檢測地埋管進出口水溫的水溫傳感器12、能夠檢測地下土壤溫度的地溫傳感器13、能、夠檢測室外溫度的氣溫傳感器14和能夠檢測室外濕度的濕度傳感器15中的任意一種或多種。傳感器與通訊設備10相連，所述的通訊設備10通過無線通訊方式與上位機9相連，上述的數據存儲器8設于上位機9上。監測子系統I還包括能夠檢測輔助冷熱源7在單位時間內累積開啟時間的計時模塊16，所述的計時模塊16與數據存儲器8相連接。S卩，本實用新型由四個子系統組成，分別是監測子系統1，健康評估子系統3，負荷預測子系統2以及控制子系統4。混合式地源熱泵工作環境包括地下土壤溫度、室外溫度、濕度等。為了保證地埋管換熱器的正常運行，地下土壤的溫度需在合理范圍內，尤其是埋管中心區域，必須及時采集各個測點的溫度，流量，得到土壤的溫度場，進出口水溫以及輔助冷熱源的相關參數。由于地源熱泵空調存在熱累積效應，長時間連續運行會導致運行效率下降，而適時采用輔助冷熱源則會大大提高系統的整體運行效率。因此必須合理安排運行時間，根據負荷的高低進行優化控制。這就需要系統能通過各種數據準確預測負荷，以便更好地調節地源熱泵。這里的負荷預測子系統、健康評估子系統和控制子系統可以為分別獨立設置的計算機。監測子系統能夠監測混合式地源熱泵工作狀況和/或混合式地源熱泵工作環境；負荷預測子系統能夠獲取監測子系統的實時監測數據和/或天氣預報數據并依據上述數據 預測混合式地源熱泵負荷；健康評估子系統能夠獲取監測子系統的歷史監測數據和負荷預測子系統的負荷預測數據從而對混合式地源熱泵的工作健康狀況進行評估。首先由監測子系統定期采集各項數據存入數據存儲器。健康評估子系統定期從數據存儲器中提取數據，進行各項評估，評估結果存入數據存儲器。預測子系統定期根據歷史運行數據以及天氣預報等數據進行負荷預測，并存入數據存儲器。控制子系統定期訪問數據存儲器，根據評估數據和預測數據做出相應的控制。本實用新型能夠保證系統在短期運行條件下滿足經濟性短期運行條件下，地源熱泵埋管換熱器的溫度場也會發生波動，從而影響系統的性能。在負荷強度較低的情況下，地源熱泵的能效比較大，一般采用地源熱泵單獨運行較經濟。當負荷較大時，長時間運行將導致地下溫度場溫度升高，導致地源熱泵空調性能逐漸下降，最終喪失換熱能力，故需實時監測地下溫度場的變化，必要時采用地源熱泵和冷卻塔聯合制冷。本系統主要通過監測地源側進水溫度的變化來調節地源熱泵的開啟時間。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了監測子系統I、通訊設備10、流量傳感器11、水溫傳感器12、地溫傳感器13、氣溫傳感器14、濕度傳感器15、計時模塊16、負荷預測子系統2、健康評估子系統3、控制子系統4、熱泵機組5、地埋管6、輔助冷熱源7、數據存儲器8、上位機9等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1.一種基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統，其特征在于，本群控系統包括監測子系統(I)、負荷預測子系統(2)、健康評估子系統(3)和控制子系統(4)，所述的監測子系統(I)分別與熱泵機組(5)、地理管(6)和輔助冷熱源(7)相連，所述的監測子系統(I)、負荷預測子系統⑵和健康評估子系統⑶分別連接在數據存儲器⑶上，所述的控制子系統(4)與數據存儲器(8)相連且熱泵機組(5)、地理管(6)和輔助冷熱源(7)均與控制子系統(4)相連。
2.根據權利要求I所述的基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統，其特征在于，所述的監測子系統(I)包括若干傳感器，所述的傳感器包括能夠檢測地理管流量的流量傳感器(11)、能夠檢測地埋管進出口水溫的水溫傳感器(12)、能夠檢測地下土壌溫度的地溫傳感器(13)、能夠檢測室外溫度的氣溫傳感器(14)和能夠檢測室外濕度的濕度傳感器(15)中的任意ー種或多種。
3.根據權利要求2所述的基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統，其特征在于，所述的傳感器與通訊設備(10)相連，所述的通訊設備(10)通過無線通訊方式與上位機(9)相連，上述的數據存儲器(8)設于上位機(9)上。
4.根據權利要求I或2或3所述的基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統，其特征在于，所述的監測子系統(I)還包括能夠檢測輔助冷熱源(7)在単位時間內累積開啟時間的計時模塊(16)，所述的計時模塊(16)與數據存儲器⑶相連接。
專利摘要本實用新型屬于地源熱泵空調監控技術領域，涉及一種基于健康評估的大型地源熱泵高效運行群控系統。它解決了現有技術設計不夠合理等技術問題。本群控系統包括監測子系統、負荷預測子系統、健康評估子系統和控制子系統，監測子系統分別與熱泵機組、地埋管和輔助冷熱源相連，監測子系統、負荷預測子系統和健康評估子系統分別連接在數據存儲器上，控制子系統與數據存儲器相連且熱泵機組、地埋管和輔助冷熱源均與控制子系統相連。其優點在于能夠通過對混合式地源熱泵進行監測和控制，動態調整系統的運行，使系統在各種情況下能達到設計參數并以最可靠的模式運行，保證系統的使用效果，提高系統的自動化水平，降低管理勞動強度。
文檔編號F25B49/00GK202420062SQ20112054535
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者夏驚濤 申請人:浙江陸特能源科技有限公司