[發(fā)明專利]地源熱泵自動補償群控系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410455383.1
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN105387539A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李晉玲;高寧;王莉;梅玉;胡娟
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及供暖制冷系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于自動補償系統(tǒng)供冷熱的不足的地源熱泵自動補償群控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

地源熱泵是一種利用地球所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)，地表土壤和水體是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47％的太陽輻射能量，比人類每年利用的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量)；它同時又是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散相對的平衡，地源熱泵技術(shù)的成功使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為現(xiàn)實。地源熱泵機組運行時，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐，不需要冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場地，環(huán)保效益顯著。地源熱泵機組的電力消耗，與空氣源熱泵相比也可以減少40％以上；與電供暖相比可以減少70％以上，它的制熱系統(tǒng)比燃氣鍋爐的效率平均提高近50％，比燃氣鍋爐的效率高出了75％。

熱泵機組裝置主要有：壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥四部分組成，通過讓液態(tài)工質(zhì)(制冷劑或冷媒)不斷完成：蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量)→壓縮→冷凝(放出熱量)→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中。壓縮機(Compressor)：起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵(制冷)系統(tǒng)的心臟；蒸發(fā)器(Evaporator)：是輸出冷量的設(shè)備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻物體的熱量，達到制冷的目的；冷凝器(Condenser)：是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，達到制熱的目的；膨脹閥(ExpansionValve)或節(jié)流閥(Throttle)：對循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。根據(jù)熱力學第二定律，壓縮機所消耗的功(電能)起到補償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往復地進行循環(huán)。

地源熱泵技術(shù)雖然有諸多好處，但在實際運行中遇到土壤極冷或極熱的工況，常規(guī)做法是增加附屬冷熱設(shè)備，加大設(shè)備的容量，從而使得設(shè)備余量過大，往往會帶來初期投資的增加和設(shè)備利用率低下的問題，或者根本不能滿足系統(tǒng)運行的基本需求。

中國專利ZL201020117950.X公開了一種“地源熱泵中央空調(diào)能量補償系統(tǒng)”，通過在地熱循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置板式換熱器，所述的板式換熱器的入水口端分別通過管路連通地熱循環(huán)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器組及內(nèi)網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)中的內(nèi)網(wǎng)分水器，所述的板式換熱器的出水口端分別通過管路連通地熱循環(huán)系統(tǒng)中的地源側(cè)循環(huán)泵組及內(nèi)網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)中的內(nèi)網(wǎng)集水器。上述方案只是通過在原有的基礎(chǔ)上連接一換熱器，就可以有效的解決由于原地下供熱系統(tǒng)所存在的地埋管數(shù)量少，或由于長時間運行換熱效率降低，導致地埋管系統(tǒng)低端熱能不足的問題。雖然可以通過換熱器補償因土壤極冷造成的系統(tǒng)供熱輸出不足的問題，但對于因土壤溫度上升導致地熱循環(huán)系統(tǒng)制冷效果下降的問題無法解決，并且該補償系統(tǒng)完全采用人工手動控制，不能對系統(tǒng)狀態(tài)自動進行動態(tài)補償，因此其補償效果存在一定滯后性，效果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供地源熱泵自動補償群控系統(tǒng)，它通過將系統(tǒng)熱能實際輸入和輸出需求進行數(shù)字化處理，通過計算機實現(xiàn)實時監(jiān)控系統(tǒng)狀況并自動補償系統(tǒng)制冷或供熱輸出的不足。

為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案：它包含地源熱泵機組、冷卻水循環(huán)泵和地側(cè)U形地埋管，所述地側(cè)U形地埋管的進水管和出水管之間跨接一支管，所述支管中并聯(lián)裝有板式換熱器和輔助加熱器；它還包含計算機、輸入輸出模塊以及系統(tǒng)溫度采集模塊，其中所述地源熱泵機組設(shè)有溫度探頭，該系統(tǒng)溫度探頭的信號輸出端通過所述輸入輸出模塊與所述系統(tǒng)溫度采集模塊連接，所述地側(cè)U形地埋管的出水管、板式換熱器、輔助加熱器的出水管以及冷卻水循環(huán)泵均設(shè)有末端執(zhí)行設(shè)備，所述末端執(zhí)行設(shè)備信號輸入端通過所述輸入輸出模塊與所述計算機連接。

所述的板式換熱器通過外部管路與冷卻塔連接，外部管路中設(shè)有所述末端執(zhí)行設(shè)備，所述末端執(zhí)行設(shè)備通過所述輸入輸出模塊與所述計算機連接。