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地源热泵系统需要监控哪些数据及如何自动控制?

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2017-07-12 10:53:47    点击数:-   【

问:地源热泵系统需要监控哪些数据及如何自动控制?

答:我国应用地源热泵的面积逐渐增大,对于已经建成的地源热泵系统需要进行有效的监督管理,保证系统的正常运行,主要的监控内容如下:

地源热泵系统需要监控哪些数据及如何自动控制?

1、地源热泵使用的业主或是物业管理处要定时对系统的地下系统的运行进行检测,还要进行日常的全面维护工作。

2、地源热泵系统的管理人员必须要熟练的掌握地下参数检测系统的使用,并对数据进行记录,出现故障时要及时的进行修理。

3、地源热泵在运行期间发生的任何异常与故障在做好记录的同时还要及时的进行处理,避免造成系统的无法使用。

4、对地源热泵传感器的定期标定与检测系统的定期检验。

5、为了保护地下的水文、地质环境等,因此必须对地温、水温、水位、水流量、渗流速度与流向、水质等进行检测。

为了地源热泵能够健康稳定的发展,使用与检测是十分重要的工作,切不可盲目使用,影响后期的运行效果,对地质等环境造成危害。

地源热泵自动控制系统内容

在整个地源热泵系统中,自动控制对系统的监测控制范围包括以下部分:埋管区域地温监测

通风与空调系统监控、全系统输入/输出能量计量、全系统设备运行控制。

2.1埋管区域地温监测

2.1.温度传感器的布置

为监测地源热泵系统运行过程中埋管周围土壤温度的变化状况,本系统特设有土壤温度数据采集系统。

埋点分布:将整个埋管区域划分成若干区域,在每个区域内选取2个具有代表性的点作为监测点。为了满足监测需求,

地源热泵系统需要监控哪些数据及如何自动控制?

监测点应满足如下条件:

1)监测井分为2类:一类是将温度传感器同竖直埋管一起固定下埋(以下称为i类监测点),对管井进行监测;另一类是设置单独的温度监测井(以下称为ii类监测点),用其他载体固定温度传感器埋入井内。

2)监测井的选点:根据埋管区域的大小及地形,确定2类监测井的数量和点位,满足监测需求 其中,单独监测井既有埋管区域边沿部位,也应有埋管区域中间部位。

3)每个监测井内传感器的数量及埋深:根据井深及穿越的地质构造情况确定传感器数量及埋深,保证每种构造层都有监测点。

4)要确保传感器和导线在高压、偏碱性土质(及液体)环境下的长期稳定使用。

2.1.2土壤温度数据采集

温度传感器埋设完成后,通过屏蔽导线连接进入机房,地埋管温度传感器连接到机组机房后,通过专门的温度采集显示主机进行信号的采集,温度采集显示主机具备通讯接口和开放通讯协议。

在控制室设置1台电脑,通过RS485通讯接口和通讯线缆与值班室内的地埋管温度采集计算机进行通讯连接,

采集、存储土壤温度信号,供中央操作站节能管理软件进行相关数据存储分析。

2.1.3土壤换热器的监控功能

空调系统第二个夏季运行前一个月,DDC通过土壤温度传感器收集土壤温度并计算平均值,与第一个夏季运行前检测的平均值比较。当平均温度高于第一个夏季平均温度设定值时(比如0.3℃),开启冷却塔、冷却水泵、地源侧冷水泵对土壤进行降温,直至土壤达到常年正常温度为止。

2.2通风系统监控

2.2.1 新风处理机组的控制通过温、湿度传感器和压差控制开关,监测新风机的运行状态、故障报警状态以及手动/自动运行状态;监测新风机送风温度,新风机组与新风门的联锁控制程序:空调机组开启时,自动打开新风门,停机时自动关闭新风门。

2.2.2 风机盘管的控制

通过室内温、湿度传感器监测室内的温度和湿度,当温度达到设定温度时,电动两通阀自动关闭,切断冷冻水的供应,从而起到控制风机盘管的启停作用。随着室内风机盘管的启停,供水主管上装有水压差传感器的压差控制开关监测当前水压差,然后将信号传输至控制器,控制器经过PID运算控制安装在分、集水器旁路上的压差调节阀的开度,维持供、回水压差恒定于设定值。

2.3 全系统输入/输出能量计量

计量类别包括系统耗电总量(输入)和系统热量产能(输出),以达到计算系统能耗及能效比之目的。

2.3.1 电能消耗计量

机房内通过控制柜电能表计量全部空调机组和循环水泵的耗电量。通过每层楼配电柜计量各风机盘管和新风机组的耗电量。通过电能计量统计系统耗能;电能计量仪表设置应靠近用电设备,尽量集中计量,以保证计量精度、计量数据传输方便。

2.3.2 热量产能计量

系统能量输出由空调热水系统、地源循环水系统、夏季板换水系统和用户侧空调水系统4个系统组成。通过热能表对进水管和出水管的温度采集结合管内的流量进行计算,得出每个系统的能量输出。

地源热泵系统中热能表的安装:在地源侧(埋管系统)干管上安装1只,用来计量地源侧能量输出;用户端干管上安装1只,用来计量用户侧能量输出;每层楼水平干管上安装18只,用来计量楼每层能量的输出;热水干管上机房端安装1只,用来计量热水能量输出;冷却塔干管上安装1只,用来计量冷却塔的能量输出。共有22个计量点。

地源热泵系统通过采集空调热水系统、地源循环水系统、夏季板换水系统、用户侧空调水系统的能量输入和输出,计算系统的总能量以及通过电能表计量主机、地源侧水泵、用户侧水泵、冷却塔侧水泵以及末端风机盘管的耗电量。最后通过能量的输入/输出和系统总耗电量计算机房能效比和整栋大楼的能效比。

地源热泵系统需要监控哪些数据及如何自动控制?

2.4全系统设备运行控制

通过对机房内主要设备的监控,实现机房的自动控制。具体监控设备系统见图3。

基本控制功能:

①由中央监控系统按内部预先编写的时间程序或通过管理中心操作员,启动地源热泵机组及各相关设备之联锁控制。系统能保证各设备开机/关机的顺序。当其中一台水泵出现故障时,备用水泵会自动投入工作。

1.部分热回收地源热泵机组2台

2.全热回收地源热泵机组1台

3.用户侧空调泵2台(1用1备)

4.卫生热水循环空调泵2台(1用1备)

5.地源侧循环泵4台(3用1备)

6.卫生热水循环水泵4台(2用2备)

7.热水箱2个

8.夏季用板式换热器1个

9.冷却塔1个

10.冷却塔循环泵2台(1用1备)能够完成主机的启停工作,自动控制系统对机组自带的控制功能做分控接口,对主机的运行状态进行监测,并对主机的运行数据进行采集、存储、分析和统计。

②根据供/回水温差和回水流量计算系统在

该区域的冷(热)负荷,并根据实际冷(热)负荷以及机组的运行时间累计决定机组的启停组合及台数。

③对地源热泵机组的电动蝶阀进行分组控制,并与地源热泵机组实现联动功能。④对地源侧循环水泵的启停进行控制,并对其运行状态进行监测;对每台水泵的运行时间进行记录,启动机组时,根据水泵的运行时间决定开启哪台水泵;当水泵运行到一定的时间时,自动提示对水泵进行监测和保养。

⑤对用户侧的循环水泵和楼层电动蝶阀进行控制,楼层的电动蝶阀分为办公模式(全开)、加班模式(单独开启指定楼层的电动蝶阀)和下班模式(全关);对用户侧的循环水泵的启停进行控制,并对其运行状态进行监测。

⑥机组与热水箱之间的加热循环控制应由水箱温度确定:水箱温度达到51℃时加热泵停机,水箱温度低于49.5℃时加热泵运行。且应分为夏季和其他2种模式:在夏季(空调机组制冷,热回收生产热水),如加热泵停机时间达15分钟时,应自动打开热水箱底部排水阀,将热水排到地面雨水收集水池,至下限水位关闭,冷水补充。此后水箱温度下降,加热泵再次运行,以保证系统制冷能力;在其他季节,水箱温度达到52.5℃后水泵停机保温,不排水,待水温降到50.5℃时再开机加热。

3.自动控制监测数据

通过上述控制和监测系统,能够实时监测系统的各项指标。如冷冻水温度、流量和冷却水温度、流量等。通过数据处理,计算出整个系统主机、各个楼层用户、地埋管系统、冷却塔系统、卫生热水系统等各个系统的耗能和产生的能量,从而计算整个空调系统以及各个分系统的能效。通过数字终端系统以图表的形式直观地呈现各项数据。

地源热泵空调系统采用完善的自动控制系统,较好地实现了整个系统的自动控制和系统能效监测:

1)通过对地埋管的温度监测,掌握地下温度变化情况,切换冷却塔与地源热泵的使用状态;

2)通过对通风系统的监测、管理实现在满足使用条件下的节能运行;

3)通过对全系统的能量输入和输出的计量,达到对系统整体能耗的评估计算和集中管理;

4)通过对全系统设备运行控制,实现系统无人值守的功能。

自动控制在地源热泵系统中的应用,不仅可实现整个系统的自动控制和监测,同时通过远程传输的方式将整栋大楼的能耗监测以动态方式传输至监测平台,为我国发展“十二五”节能减排计划中建设我国大型公共建筑监测平台提供了参考。