[發明專利]一種用地源/空氣源熱泵途徑加溫沼氣池的系統和控制方法

無效

• 申請號: 201010276572.4
• 申請日: 2010-09-09
• 公開（公告）號: CN101974420A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 朱洪光;石惠嫻;王韜;裴曉梅
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/107;F25B30/06;F25B49/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.一種用地源/空氣源熱泵途徑加溫沼氣池的系統，由地下環路(10)、風冷設備(9)、地源/空氣源熱泵公用機組以及控制系統組成，其特征在于：

地源/空氣源熱泵公用機組包括壓縮機(6)和冷凝器(7)；第一蒸發器(5)、壓縮機(6)、冷凝器(7)和第二蒸發器(8)依次通過管道連接，形成閉式通道；第一蒸發器(5)的輸出端連接地下環路(10)，輸入端連接地源側電磁閥(1)，第一蒸發器(5)通過空氣源側電磁閥(2)連接風冷設備(9)形成閉式通道；地下環路(10)輸出端與地源側電磁閥(1)連接的管路上接有第一電磁閥(3)，第一電磁閥(3)另一端連接冷凝器(7)輸入端，地下環路(10)的輸入端通過第二電磁閥4連接冷凝器(7)的輸出端；

控制系統由環境溫度傳感器(11)、土壤平均溫度傳感器(12)、地源熱泵機組出水溫度傳感器(13)、地源熱泵機組進水溫度傳感器(14)、沼氣池溫度傳感器(15)、信號發生器、執行器、單片機(25)和電腦(26)組成；環境溫度傳感器(11)通過第一信號發生器(16)連接單片機(25)，地源側電磁閥(1)通過第一執行器(21)連接單片機(25)構成閉合回路；空氣源側電磁閥(2)通過第二執行器(22)連接單片機(25)構成閉合回路；第一電磁閥(3)通過第三執行器(23)連接單片機(25)構成閉合回路；第二電磁閥(4)通過第四執行器(24)連接單片機(25)構成閉合回路；土壤平均溫度傳感器(12)通過第二信號發生器(17)連接單片機(25)的輸入端，地源熱泵機組出水溫度傳感器(13)通過第三信號發生器(18)連接單片機(25)的輸入端，地源熱泵機組進水溫度傳感器(14)通過第四信號發生器(19)連接單片機(25)的輸入端，沼氣池溫度傳感器(15)通過第五信號發生器(20)連接單片機(25)的輸入端；單片機(25)連接電腦(26)。

2.根據權利要求1所述的用地源/空氣源熱泵途徑加溫沼氣池的系統，其特征在于所述地下環路(10)為地埋管和閥門，所述風冷設備(9)為風機。

3.一種如權利要求1所述的用地源/空氣源熱泵途徑加溫沼氣池的系統的控制方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)環境溫度傳感器(11)采集溫度信號通過第一信號發生器(16)發出相應的數字信號并傳輸給單片機(25)，經過單片機(25)的數字轉換記錄在電腦(26)中，采用相應的程序分析溫度數據，當程序發現環境平均溫度連續十天低于20℃時，發出控制指令，執行器操作相應指令實現地源側電磁閥(1)開啟，源側電磁閥(2)、第一電磁閥(3)和第二電磁閥(4)關閉，此時以地下土壤為熱源的工作模式；當以地下土壤為熱源的工作模式進行時，機組并非連續運行；地源熱泵機組進水溫度傳感器(14)、地源熱泵機組出水溫度傳感器(13)和沼氣池溫度傳感器(15)采集溫度信號分別通過第四信號發生器(19)、第三信號發生器(18)和第五信號發生器(20)發出相應的數字信號傳輸給單片機(25)，并轉輸給電腦(26)，如果電腦(26)程序發現地源熱泵機組進、出水溫差滿足7.5℃，且沼氣池的溫度在35℃時發出指令，執行器實行操作動作，使得地源側電磁閥(1)、空氣源側電磁閥(2)、第一電磁閥(3)和第二電磁閥(4)均關閉，從而實現加溫系統停止加熱；

(2)環境溫度傳感器(11)采集溫度信號通過第一信號發生器(16)發出相應的數字信號并傳輸給單片機(25)，經過單片機(25)的數字轉換記錄在電腦(26)中，相應的程序分析溫度數據，當程序發現環境平均溫度連續十天高于20℃時，發出控制指令，執行器操作相應指令實現空氣源側電磁閥(2)開啟，地源側電磁閥(1)、第一電磁閥(3)和第二電磁閥(4)均關閉，此時以室外空氣為熱源的工作模式；當以室外空氣為熱源的工作模式進行時，機組并非連續運行；地源熱泵機組進水溫度傳感器(14)、地源熱泵機組出水溫度傳感器(13)和沼氣池溫度傳感器(15)采集溫度信號分別通過第四信號發生器(19)、第三信號發生器(18)和第五信號發生器(20)發出相應的數字信號傳輸給單片機(25)，并轉輸給電腦(26)，如果電腦(26)程序發現地源熱泵機進、出水溫差滿足7.5℃，且沼氣池的溫度在35℃時發出指令，執行器實行操作動作，使得地源側電磁閥(1)、空氣源側電磁閥(2)、第一電磁閥(3)和第二電磁閥(4)均關閉，從而實現加溫系統停止加熱；

(3)環境溫度傳感器(11)和土壤平均溫度傳感器(12)采集溫度信號分別通過第一信號發生器(16)、第二信號發生器(17)發出相應的數字信號并傳輸給單片機(25)，經過單片機(25)的數字轉換記錄在電腦(26)中，相應的程序分析溫度數據，當程序發現環境平均溫度連續十天高于20℃，且土壤平均溫度低于17℃時發出控制指令，空氣源側電磁閥(2)開啟，地源側電磁閥(1)、第一電磁閥(3)和第二電磁閥(4)關閉，工作2小時后電腦(26)程序發出指令，執行器發出動作，實現空氣源側電磁閥(2)、第一電磁閥(3)和第二電磁閥(4)開啟，地源側電磁閥(1)關閉，此時用室外空氣熱量補充地下熱量。