太陽(yáng)能地源熱泵耦合系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地源熱栗領(lǐng)域，尤其涉及到地源熱栗與太陽(yáng)能耦合的系統(tǒng)集成的數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地源熱栗技術(shù)屬可再生能源利用技術(shù)。由于地源熱栗是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源(通常小于400米深)作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽(yáng)能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了 47%的太陽(yáng)能量，比人類(lèi)每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無(wú)處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無(wú)限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式?，F(xiàn)行的地源熱栗技術(shù)雖然能夠儲(chǔ)存大量的地?zé)崮苡枰匀藗兝?，但是在使用一到兩年后，地下的熱量損失加劇，導(dǎo)致地源熱栗的使用效率降低，以后就會(huì)出現(xiàn)使用地源熱栗供暖或供熱水的樓房不能達(dá)到預(yù)定溫度。
[0003]近年來(lái)國(guó)內(nèi)針對(duì)太陽(yáng)能與地源熱栗耦合系統(tǒng)的申請(qǐng)專(zhuān)利數(shù)量很多，對(duì)地源熱栗地埋換熱管的換熱能力的監(jiān)測(cè)處理技術(shù)方面也有專(zhuān)利申請(qǐng)。專(zhuān)利號(hào)為299720096974.X的土壤源熱栗地埋管換熱器換熱能力的數(shù)字化測(cè)試裝置，對(duì)地下埋管換熱器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集測(cè)試，有助于地源熱栗系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0004]然而沒(méi)有發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能地源熱栗耦合系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)用新型人認(rèn)為太陽(yáng)能地源熱栗耦合系統(tǒng)與傳統(tǒng)地源熱栗系統(tǒng)相對(duì)比，提高效能的關(guān)鍵手段之一是監(jiān)控系統(tǒng)，它是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。
[0005]實(shí)用新型人同日申報(bào)的太陽(yáng)能地源熱栗耦合系統(tǒng)從運(yùn)行結(jié)構(gòu)上看，由于地下埋管換熱是開(kāi)放形式循環(huán)，減少了氣堵現(xiàn)象，但也很難保證整個(gè)換熱系統(tǒng)的均恒工作。所以監(jiān)控就顯示出在整體運(yùn)行中的必要性。具實(shí)用新型人經(jīng)過(guò)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試傳統(tǒng)的地埋管換熱器約有35 %沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]實(shí)用新型人在北方寒冷地區(qū)應(yīng)用地源熱栗及太陽(yáng)能系統(tǒng)多年，優(yōu)化設(shè)計(jì)并實(shí)踐了這一系統(tǒng)集成技術(shù)。實(shí)用新型人以太陽(yáng)能為主要能源，結(jié)合地源蓄能應(yīng)用，利用熱栗技術(shù)實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)七種運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)了兩種新能源系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。在以供熱為主要需求的地區(qū)，節(jié)能效果明顯，無(wú)污染，是現(xiàn)代綠色建筑重要措施之一。
[0007]同時(shí)更重要的是設(shè)計(jì)了太陽(yáng)能地源熱栗耦合系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠同時(shí)采集太陽(yáng)能集熱器每組的溫度狀況和地埋管每組井換熱溫度變化工況，這些數(shù)據(jù)是太陽(yáng)能地源熱栗系統(tǒng)工況的重要參數(shù)，這些參數(shù)決定了系統(tǒng)是否具有可持續(xù)性，是否是節(jié)能的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)也是調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的依據(jù)。
[0008]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)了一種太陽(yáng)能地源熱栗耦合系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包括:
[0009]地源熱栗機(jī)組、水箱、太陽(yáng)能集熱器、地埋管、水栗、閥門(mén)、管路、供熱管網(wǎng)、供熱用戶，還包括太陽(yáng)能溫度數(shù)據(jù)采集器、地埋管溫度數(shù)據(jù)采集器、供熱管網(wǎng)樓門(mén)溫度數(shù)據(jù)采集器、供熱住戶溫度數(shù)據(jù)采集器、取熱端數(shù)據(jù)處理器、供熱端數(shù)據(jù)處理器、監(jiān)視器;太陽(yáng)能溫度數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在每組太陽(yáng)能集熱器出水管上，地埋管溫度數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在每組地埋管出水管上，供熱管網(wǎng)樓門(mén)溫度數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在每棟建筑供回水管路上，供熱住戶溫度數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在每戶的供回水管路上;若干組太陽(yáng)能溫度數(shù)據(jù)采集器、地埋管溫度數(shù)據(jù)采集器匯集連接到取熱端數(shù)據(jù)處理器，再連接到監(jiān)視器;若干組供熱管網(wǎng)樓門(mén)溫度數(shù)據(jù)采集器、供熱住戶溫度數(shù)據(jù)采集器匯集連接到供熱端數(shù)據(jù)處理器，再連接到監(jiān)視器;監(jiān)視器內(nèi)設(shè)報(bào)警模塊。
[0010]所述的取熱端數(shù)據(jù)處理器與供熱端數(shù)據(jù)處理器均為溫度讀取、傳輸給監(jiān)視器的數(shù)據(jù)處理器，是常規(guī)的數(shù)據(jù)處理器。同時(shí)各采集器還設(shè)定額定的溫度參數(shù)，通過(guò)對(duì)比將非正常的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)傳輸給監(jiān)視器并進(jìn)行報(bào)警顯示。
[0011]地埋管數(shù)據(jù)采集分區(qū)布置，其中每個(gè)區(qū)由M個(gè)豎直地埋管換熱井組成，每個(gè)換熱井都在出水端設(shè)一溫度數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，一個(gè)分區(qū)設(shè)一地埋管溫度數(shù)據(jù)采集器，一個(gè)工程設(shè)有N個(gè)分區(qū)，整個(gè)工程就要設(shè)MXN個(gè)探頭組成地埋管數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。太陽(yáng)能集熱器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也是一樣，對(duì)每組太陽(yáng)能集熱器都設(shè)太陽(yáng)能溫度數(shù)據(jù)采集器，然后匯集到取熱端數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并在監(jiān)視器上顯示，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化管理。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:該系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了針對(duì)豎直地埋管換熱器進(jìn)行全時(shí)在線監(jiān)控，同時(shí)對(duì)每一組太陽(yáng)能集熱器實(shí)時(shí)監(jiān)控。其作用就是:地源熱栗系統(tǒng)地埋管換熱能力最大化;太陽(yáng)能集熱器集熱能力合理化。因?yàn)樵趯?shí)際地源熱栗系統(tǒng)工程中，通常的地埋管換熱器由于設(shè)計(jì)和施工等原因不可避免的要產(chǎn)生實(shí)際運(yùn)行達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，比如某個(gè)地埋管出現(xiàn)氣堵、漏水等情況，因此監(jiān)控并調(diào)整系統(tǒng)每一個(gè)地埋管換熱器的工作狀態(tài)是非常必要的，所以監(jiān)控工作，特別是全時(shí)監(jiān)控是重要方法，經(jīng)實(shí)際使用驗(yàn)證，可提高效能達(dá)25%以上。
[0013]太陽(yáng)能集熱器的監(jiān)控目的在于合理化，當(dāng)然均衡工作也是非常必要的。因?yàn)樘?yáng)能集熱器離散性很大，為使太陽(yáng)能集熱器工作效能最佳，我們應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)，推算出最合理的工作模式。所以說(shuō)監(jiān)控系統(tǒng)是太陽(yáng)能地源熱栗耦合系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵。這項(xiàng)實(shí)用新型即改變了傳統(tǒng)地源熱栗系統(tǒng)的漏洞，同時(shí)從運(yùn)行上使地源熱栗系統(tǒng)進(jìn)入數(shù)字化的管理時(shí)代。特別是在太陽(yáng)能地源熱栗耦合系統(tǒng)中，節(jié)能和自動(dòng)化管理效果明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明
[0015]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型地源熱栗制冷模式時(shí)的原理圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型地埋管直接制冷模式時(shí)的原理圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型地源熱栗無(wú)太陽(yáng)能耦合供熱模式時(shí)的原理圖。
[0019]圖5為本實(shí)用新型太陽(yáng)能熱栗供熱模式的原理圖。
[0020]圖6為本實(shí)用新型太陽(yáng)能/地源熱栗耦合供熱模式的原理圖。
[0021 ]圖7為本實(shí)用新型太陽(yáng)能直接供熱模式的原理圖。
[0022]圖8為本實(shí)用新型太陽(yáng)能補(bǔ)償?shù)卦礋崮苣Ｊ降脑韴D。
[0023 ] 圖中:1.閥門(mén)A，2.閥門(mén)B，3.閥門(mén)C，4.閥門(mén)D，5.閥門(mén)E，6.閥門(mén)F，7.閥門(mén)G，8.閥門(mén)H，9.閥門(mén)I，10.閥門(mén)J，11.閥門(mén)K，12.閥門(mén)L，13.閥門(mén)M，14.閥門(mén)N，15.閥門(mén)0，16.閥門(mén)P，17.閥門(mén)Q，18.閥門(mén)R，19.閥門(mén)S，20.閥門(mén)T，21.閥門(mén)U，22.閥門(mén)V，23.閥門(mén)W，24.水栗A,25.水栗B，26.水栗C，27.水栗D，28.水栗E，29.水栗F，30.水栗G ,31.水栗H，32.低溫水箱，33.高溫水箱，34.太陽(yáng)能集熱器，35.地埋管，36.熱栗機(jī)組，37.蒸發(fā)器，38.冷凝器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型的具體實(shí)施例如附圖1-8所示，現(xiàn)對(duì)照?qǐng)D，具體說(shuō)明如下:
[0025]一種太陽(yáng)能地源熱栗耦合系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包括:
[0026]地源熱栗機(jī)組、水箱、太陽(yáng)能集熱器、地埋管、水栗、閥門(mén)、管路、供熱管網(wǎng)、供熱用戶，還包括太陽(yáng)能溫度數(shù)據(jù)采集器、地埋管溫度數(shù)據(jù)采集器、供熱管網(wǎng)樓門(mén)溫度數(shù)據(jù)采集器、供熱住戶溫度數(shù)據(jù)采集器、取熱端數(shù)據(jù)處理器、供熱端數(shù)據(jù)處理器、監(jiān)視器;太陽(yáng)能溫度數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在每組太陽(yáng)能集熱器出水管上，地埋管溫度數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在每組地埋管出水管上，供熱管網(wǎng)樓門(mén)溫度數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在每棟建筑供回水管路上，供熱住戶溫度數(shù)據(jù)采集器設(shè)置在每戶的供回水管路上;若干組太陽(yáng)能溫度數(shù)據(jù)采集器、地埋管溫度數(shù)據(jù)采集器匯集連接到取熱端數(shù)據(jù)處理器，再連接到監(jiān)視器;若干組供熱管網(wǎng)樓門(mén)溫度數(shù)據(jù)采集器、供熱住戶溫度數(shù)據(jù)采集器匯集連接到供熱端數(shù)據(jù)處理器，再連接到監(jiān)視器;監(jiān)視器內(nèi)設(shè)報(bào)警模塊。
[0027]所述的取熱端數(shù)據(jù)處理器與供熱端數(shù)據(jù)處理器均為簡(jiǎn)單的溫度讀取、傳輸給監(jiān)視器的數(shù)據(jù)處理器，同時(shí)還設(shè)定各采集器額定的溫度參數(shù)，通過(guò)對(duì)比將非正常的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)傳輸給監(jiān)視器并進(jìn)行報(bào)警顯示，是常規(guī)的數(shù)據(jù)處理器。
[0028]地埋管數(shù)據(jù)采集分區(qū)布置，其中每個(gè)區(qū)由M個(gè)豎直地埋管換熱井組成，每個(gè)換熱井都在出水端設(shè)一溫度數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，一個(gè)分區(qū)設(shè)一地埋管溫度數(shù)據(jù)采集器，一個(gè)工程設(shè)有N個(gè)分區(qū)，整個(gè)工程就要設(shè)MXN個(gè)探頭組成地埋管數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。太陽(yáng)能集熱器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也是一樣，對(duì)每組太陽(yáng)能集熱器都設(shè)太陽(yáng)能溫度數(shù)據(jù)采集器，然后匯集到取熱端數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并在監(jiān)視器上顯示，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化管理。
[0029]地源熱栗機(jī)組36，水箱，太陽(yáng)能集熱器34、地埋管35、水栗、閥門(mén)、管路，水箱分為高溫水箱33、低溫水箱32兩部分，地源熱栗機(jī)組36包括蒸發(fā)器37、冷凝器38，其特征在于:地埋管35輸出端管路通過(guò)閥門(mén)Q17接入到低溫水箱32，低溫水箱32設(shè)置管路通過(guò)閥門(mén)P16、水栗A24、水栗B25、閥門(mén)E5、閥門(mén)F6連接到熱栗機(jī)組36，熱栗機(jī)組36與建筑物之間的管路進(jìn)水側(cè)上設(shè)置閥門(mén)Al、閥門(mén)B2、水栗C26、水栗D27，與管路出水側(cè)上設(shè)置閥門(mén)C3、閥門(mén)D4;冷凝器38的兩端連接管路上設(shè)置閥門(mén)19;熱栗機(jī)組36與地埋管35輸入端的管路上設(shè)置閥門(mén)G7、閥門(mén)HS;地埋管35輸出端與輸入端連接的管路上分別設(shè)置閥門(mén)J10、閥門(mén)L12，地埋管35輸出端與水栗B25之間的管路上設(shè)置閥門(mén)Kll;低溫水箱32的一個(gè)出水管路通過(guò)閥門(mén)015、水栗H31與太陽(yáng)能集熱器34相連，回水管路通過(guò)閥門(mén)S19接入到低溫水箱32，該回水管路還通過(guò)閥門(mén)U21、閥門(mén)W23分別經(jīng)兩個(gè)管路接入到低溫水箱32、高溫水箱33;高溫水箱33通過(guò)水栗G30、閥門(mén)V22設(shè)置有一個(gè)進(jìn)水管；高溫水箱33的出水口設(shè)置閥門(mén)R18連接到一個(gè)管路，該管路一側(cè)設(shè)置閥門(mén)N14連接到水栗H31，另一側(cè)連接到水栗E28、水栗F29，水栗F29的輸出管路分為兩個(gè)支管，一個(gè)支管連接到水栗D27、另一個(gè)支管通過(guò)閥門(mén)M13連接到設(shè)置閥門(mén)T20的管路上；
[0030]本系統(tǒng)通過(guò)閥門(mén)、水栗、熱栗機(jī)組等機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟關(guān)閉實(shí)現(xiàn)七種模式運(yùn)行，地源熱栗制冷模