地源热泵系统自动控制

家庭供热系统中使用的地源热泵的循环泵配置与运行控制策略地源热泵作为一种高效环保的供暖方式，被广泛应用于家庭供热系统中。

地源热泵利用地下土壤或地下水中蕴藏的热能进行供热，具有节能、环保、稳定的特点。

在家庭供热系统中，地源热泵的循环泵配置与运行控制策略是确保系统正常运行的关键。

循环泵作为地源热泵系统中的重要组成部分，主要负责将热泵所提供的热能传递到整个供热系统中的各个供热设备中。

循环泵的配置需考虑供热系统的规模、设计温差、管网的阻力以及泵的性能参数等因素。

首先，循环泵的配置应与供热系统的规模相匹配。

一般来说，小型家庭供热系统可采用单级循环泵，中型家庭供热系统可采用双级循环泵，大型家庭供热系统可采用多级循环泵。

循环泵的级数和叶轮直径需根据供热系统的设计流量和扬程来确定，以确保泵能够提供足够的供热能力并克服管网的阻力。

其次，循环泵的配置还需考虑供热系统的设计温差。

设计温差是指供热系统中供回水温差的设定值，一般为5℃~10℃。

根据设计温差的大小，可以选择恒流循环泵或变流循环泵。

恒流循环泵适用于设计温差较小的供热系统，能够保持供热系统中的温差稳定。

而变流循环泵适用于设计温差较大的供热系统，能够根据供热负荷的变化自动调节供水流量，保证供回水温差始终在设计范围内。

同时，循环泵的配置还需考虑管网的阻力。

管网阻力是指供热系统中水流经管道时受到的阻碍作用，主要由管道的长度、直径、弯头、节流装置等因素决定。

为了克服管网的阻力，循环泵的扬程应根据管网的阻力进行合理设计，以确保水能够充分流通并传递热量。

在地源热泵系统的运行控制策略方面，主要包括启停控制、温度控制和流量控制三个方面。

首先，地源热泵的启停控制是一种常用的控制策略。

根据供热系统的热负荷需求，地源热泵可以通过温控器或智能控制系统实现自动启停。

当供热系统的室内温度低于设定值时，地源热泵启动供热，循环泵开始工作；当室内温度达到设定值时，地源热泵停止供热，循环泵停止工作。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921337504.7(22)申请日 2019.08.19(73)专利权人 浙江馥盛智控科技有限公司地址 310012 浙江省杭州市西湖区绿城西溪世纪中心一期520室(72)发明人 陈文宪　王涛　罗应金　(51)Int.Cl.F24F 11/89(2018.01)F24F 11/52(2018.01)F24F 11/58(2018.01)(54)实用新型名称一种地源热泵智能控制系统(57)摘要本实用新型公开了一种地源热泵智能控制系统，包括柜体以及安装在柜体内部的工控电脑，所述柜体内部还设有3排线槽，其中，最上层线槽里从左至右分别设有智能主控柜供电进线端子X1、熔断器FU1、总电源开关断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3、开关电源供电开关断路器QF4、传感器供电开关断路器QF5，中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3、中间继电器KA4、中间继电器KA5、插座CZ和开关电源PS。

本实用新型旨在使地源热泵系统运行在高效、高度智能化的状态：1.智能主控柜内有系统运行的控制策略（主机参数设置、阀门自动切换、水泵变频等），通过主机通讯板与主机实现通讯，并通过路由器与各设备智能控制柜进行通讯。

权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 210320523 U 2020.04.14C N 210320523U1.一种地源热泵智能控制系统，包括柜体以及安装在柜体内部的工控电脑，其特征在于，所述柜体内部还设有3排线槽，其中，最上层线槽里从左至右分别设有智能主控柜供电进线端子X1、熔断器FU1、总电源开关断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3、开关电源供电开关断路器QF4、传感器供电开关断路器QF5，中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3、中间继电器KA4、中间继电器KA5、插座CZ和开关电源PS，中间层线槽内部设有PLC和信号采集模块，底部线槽从左至右分别设有220VAC供电端子X2、24VDC供电端子X3和传感器接线端子X4；柜体内部还设有路由器TL和无线网关模块WG，熔断器FU1接入电源指示灯回路，断路器QF2为流量计与状态指示灯供电开关，断路器QF3为柜体内部用电负载开关。

文章编号：1009-6825（2012）22-0140-02智能化控制在地源热泵中央空调系统中的应用收稿日期：2012-05-08作者简介：孟新鸾（1980-），女孟新鸾（山西省招标有限公司，山西太原030001）摘要：结合太原武宿国际机场办公综合楼项目，探讨了智能化控制在地源热泵中央空调系统中的应用，简要介绍了该项目空调设计的选型及智能化控制系统要求，并阐述了地埋管、空调机房系统等不同系统中智能化控制的设计应用，为今后同类工程提供了指导。

关键词：智能化控制，地源热泵，中央空调中图分类号：TU831．3文献标识码：A在节能环保，要求PM2．5环境指数的今天，对于北方地区来说，冬季采暖的热源是一个重要的污染源。

地源热泵中央空调系统是一个解决北方地区冬季采暖重要的环保技术，智能化控制又是在此基础上保证系统良好运行，节能的一种重要措施。

针对太原武宿国际机场办公综合楼地源热泵中央空调系统智能化控制的具体工程实例，本文详细介绍了智能化控制在实际工程中的应用。

1工程概况太原武宿国际机场办公综合楼是太原武宿国际机场改扩建项目中的一个重要项目，为迎接第六届中国中部博览会的山西省重点工程之一。

工程位于太原市机场大道西侧，总建筑面积1．3万m 2，地下1层，地上4层。

内部功能设计全面，1，2层为东航、海航办公区，3，4层为飞行员、乘务员等的宿舍区，裙楼1层为24h 多功能餐厅、2层为多功能会议厅。

根据设计要求，中央空调系统为整个楼层提供冬季采暖、夏季制冷，同时为整个楼层提供24h 卫生热水。

整个中央空调系统采用智能化控制，空调主机房力争实现无人化管理。

太原武宿国际机场办公综合楼地源热泵中央空调系统是山西首例使用地源热泵技术进行空调系统的工程，也是一个标志性工程，为政府推广节能减排的形象工程。

2空调设计的选型及智能化控制系统要求整个空调系统机房设计选型为4台地源热泵空调机组，其中3台为空调系统使用，1台提供卫生热水。

地源热泵空调系统使用手册及日常维护湖南省第三建筑工程有限公司目录第一部分日常注意事项及维护步骤 (3)一、技术分析 (3)（一）、地源热泵机组使用注意事项及日常维护 (4)1、日常检查及保养周期 (4)2、主机系统保养时常见故障和排除方法 (6)3、地源热泵主机使用说明 (8)（二）、风机盘管的日常维护 (9)（三）、组合式空调机组的日常维护 (12)（四）、循环水泵的日常维护 (15)（五）、加湿器的日常维护 (16)第二部分、空调运行记录表 (17)1、地源热泵机组运行记录表 (17)2、循环水泵运行记录表 (18)3、系统运行启停时间记录表 (19)4、风机盘管系统运行记录表 .......................... 错误!未定义书签。

5、新风机运行记录表 (20)第一部分日常注意事项及维护步骤一、技术分析中央空调系统日常运行时、外部系统影响及使用质量等方面工作因素，其系统内部循环系统、传热系统、控制系统、运转部件、气密性元件等可能或多或少会发生一些偏差或改变。

此时，使用时日常保养工作显得尤为重要，如系统不能得到及时的调整、清洗和处理，轻者可能造成设备或部件无法最佳工作，严重的将导致系统运行可靠性与使用寿命受到影响，并引起设备故障率与系统运行能耗的增加。

主要表现在以下几个方面：（一）：地源热泵机组使用注意事项及日常维护（二）：风机盘管的日常维护（三）：组合式空调机组的日常维护（四）：循环水泵的日常维护（五）：加湿器的日常维护（一）、地源热泵机组使用注意事项及日常维护1、日常检查及保养周期1.1、日常检查项目表1.3日常注意事项A.冷冻出水温度一般设定在7度。

（防冻结保护设定为5度，当天气凉爽，室内负载过低时可能出现水温下降过快，机器来不及停机出现防冻保护，要根据实际情况把水温设9度）。

B．夏季室内负载过高开机时可能会出现压缩机过载故障。

（这时应关小冷冻水泵减小水流量，当水温低于15度时再把水阀全部打开。

地源热泵系统工程技术方案一、项目介绍1、工程概况本工程为。

总用地15322.46㎡。

本项目总建筑面积约为，包括，旧楼。

空调系统需满足建筑物冷、热负荷要求。

2、设计依据2.1 参考资料《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003（2009）《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95（2005年版）《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005《公共建筑节能设计标准》DB13(J)81-20092.2 设计参数采用负荷指标法估算建筑物的冷、热负荷：夏季冷指标为94.5w/㎡，冷负荷为3130.82kw；冬季热指标为81.7 w/㎡，热负荷为2706.75kw。

二、设计方案描述1、设计思路本项目埋孔面积有限，土壤换热器的数量仅能满足部分建筑物冷热需求，所以空调系统采用地源热泵+户式空调的组合方式，新增建筑的七层以下（含七层）及原有培训楼（旧楼）采用地源热泵系统，新增建筑的八层以上（含八层）采用户式空调。

地源热泵系统采用集中温控系统实现自动控制。

2、热泵主机配置描述本方案配置2台美国美意公司生产的MWH2800CC型地水源热泵机组。

MWH2800CC型地水源热泵机组是以地能即地下水(井水、地埋管或其他地表水)为主要能源辅以电能，通过先进的设备将地下取之不竭但不易利用的低品位再生能源开发利用，使其变为高品位能源。

MWH2800CC型地水源热泵机组的性能参数如下：3、室外地埋孔描述目前普遍采用的有垂直埋管和水平埋管两种基本的配置形式。

水平埋管是在浅层土壤中挖沟渠，将PE管水平的埋置于沟渠中，并填埋的施工工艺。

水平埋管占地面积较垂直埋管大，效率较垂直埋管低。

垂直埋管是在地层中垂直钻孔，然后将地下热交换器（PE管）以一定的方式置于孔中，并在孔中注入填充材料的施工工艺。

地下热交换器型式和结构的选取应根据实际工程以及给定的建筑场地条件来确定。

地下水源热泵空调系统的变频控制摘要：本文将围绕实例，对地下水源热泵空调系统的运行状况展开分析，结合该实例实际情况，对此系统空调水泵展开变频控制节能改良，提出合理化改良方案，通过实验结果表明，此改良方案在确保不小于热泵机组对于水量最低要求的情况下，结合负荷变化自动化调节水泵的实际流量，该节能效果较为显著，具有一定的可行性。

关键词：地下水源；热泵空调系统；变频控制现如今，人们的生活日益完善，集中化中央空调系统的出现，使人们的生活舒适性不断提升，然而能源消耗问题愈发突出，怎样使空调既满足其舒适性要求，又能节约能源，已经成为当前人们普遍关注的问题。

现阶段，空调系统策划与水泵等技术设施选型并不是最佳工况展开的，有一定的余量。

受季节、昼夜、用户负荷等诸多因素的影响，空调热负载在大多数时间内低于实际策划负载值，空调系统大多数时间都属于部分负荷下运作。

在实际运作之中，空调水泵始终处于额定工作状态下，只能利用水流调节的方式，改变流量，使其符合负荷的要求标准，促使水泵大多数分工消耗集中在克服节流阀阻力方面，导致水泵运行输送能量大量浪费。

通常情况下，空调水泵耗电量是总空调系统耗电量的0.3倍，因此，节约低负载情况下，水系统输送能力会对减少整体空调系统能耗有着一定的促进作用。

1.地下水源热泵空调系统的基本情况此地下水源热泵空调系统，因受室外气温、人员活动内容等有关因素影响，此系统处于策划负荷80%以下进行运作，其中运行至设计负荷60%之下占比高达63.88%。

可见，结合满负荷情况，选择热泵机组、水泵等设施，可以使部分负荷始终处于持续运作状态，设施大多数情况始终保持低效率工作的状态。

此系统热泵机组大小并联运作，制热量即100kW与40kW；两台并联热水循环泵的型号是一致的，额定功率即2.2kW；深井泵额定功率计7.5kW，全部水泵都以定流量运作模式为主，处于工频状况下运作。

机组在部分负荷运作的情况下，时常经过关小管路的阀门对其供水量进行调控，导致能源大量损耗，需要对此空调系统装置展开优化改良，才能有效的节约能源[1]。

地源热泵空调系统自动控制方案首先，室内温度控制是地源热泵空调系统最基本的控制要求之一、通过设置一个合理的室内目标温度范围，系统可以自动调节供暖和制冷设备的运行，以维持室内温度的稳定。

当室内温度低于目标范围下限时，系统自动启动供暖设备；当室内温度高于目标范围上限时，系统自动启动制冷设备。

同时，系统应该能够控制供暖和制冷设备的运行时间和运行强度，以保持室内温度在目标范围内的波动尽量小。

其次，供暖制冷区域切换是地源热泵空调系统中的一个关键问题。

一般来说，供暖区域和制冷区域是相互独立的，系统需要能够根据室内的需求自动切换供暖和制冷模式。

当室内温度低于目标范围下限时，系统应该能够自动将空气分配给供暖区域；当室内温度高于目标范围上限时，系统应该能够自动将空气分配给制冷区域。

第三，水泵控制是地源热泵空调系统中的另一个重要方面。

系统中的水泵负责将地下水或地源热泵回收的冷热水输送到相应的供暖和制冷设备中。

水泵的运行应该根据系统的需求自动调整。

当供暖设备需要热水时，水泵应该自动启动并将热水输送到供暖设备；当制冷设备需要冷水时，水泵应该自动启动并将冷水输送到制冷设备。

最后，循环风机控制也是地源热泵空调系统中的一个关键环节。

系统中的循环风机负责将供暖或制冷后的空气输送到室内。

循环风机的运行也应该根据系统的需求自动调整。

当供暖设备运行时，循环风机应该将热空气输送到室内；当制冷设备运行时，循环风机应该将冷空气输送到室内。

同时，循环风机的运行时间和运行强度也应该根据室内温度的变化进行调整，以提高系统的能效和使用效果。

综上所述，地源热泵空调系统的自动控制方案主要包括室内温度控制、供暖制冷区域切换、水泵和循环风机控制四个方面。

通过合理的控制策略和自动化设备，可以实现地源热泵系统的高效运行和室内温度的稳定控制，从而提高系统的能效和使用效果。

沃富地源热泵机组用压缩机变频调节运行控制软件用户说明书1用户说明书 (1)一、系统简介及运行环境 (3)1.1 硬件要求 (3)1.2 软件环境 (3)二、用户操作说明 (4)2.1 用户登录 (4)2.2 系统管理 (8)2.3 地源热泵机组用压缩机变频调节运行故障告警服务 (11)2.4 地源热泵机组用压缩机频率变化显示控制 (12)2.5 地源热泵机组用压缩机运行电路查看和设置 (13)2.6 地源热泵机组用压缩机运行自动控制 (14)2.7 地源热泵机组用压缩机运行历史曲线 (15)2.8 地源热泵机组用压缩机设备控制画面 (16)2.9 地源热泵机组用压缩机运行历史数据 (17)2一、系统简介及运行环境沃富地源热泵机组用压缩机变频调节运行控制软件具有能量自动调节功能，可以在不改变制热工况的前提下，改变压缩机的输气量进而改变供液量来调节冷凝器的产热量。

同时，这又为水系统的变流量运行提供条件。

同时本软件还可通过调节水泵的转速以使水泵流量随负荷变化而变化，达到节能目的。

具体操作环境如下表所示：1.1 硬件要求1.2 软件环境3二、用户操作说明2.1 用户登录用户在桌面上双击“沃富地源热泵机组用压缩机变频调节运行控制软件”图标，启动软件，进入用户登录界面：启动界面:4登录界面:用户在文本框内用户名和密码，输入正确验证码之后，点击登录按钮，如果输入正确，进入该系统，反之，系统给出错误提示，界面如下图所示：5登录成功后，顺利进入系统，界面如下图所示：6登录失败，界面如下图所示：72.2 系统管理只有管理员登录才能进入系统管理界面，系统管理提供用户管理和数据管理等功能。

用户管理功能提供用户的添加，删除、修改和检索，以及用户权限的管理。

8界面如下图所示：用户详细信息显示界面如下图：9系统管理功能用于软件的数据库管理和数据导入导出和备份等，界面如下图：102.3 地源热泵机组用压缩机变频调节运行故障告警服务通过基调网络的故障告警服务,可以帮助您更快速高效地响应各种类型的故障。

部（办公楼）地源热泵空调系统操作手册工程概况工程名称：新龙生态林工程项目指挥部（办公楼）地源热泵空调系统工程地点：常州市新北区长江北路建设单位：常州龙城生态建设有限公司施工单位：江苏凯源机电设备安装工程有限公司设备描述1、本工程系统为地源热泵系统，主机品牌为上海美意，配置热泵机组4 台；室内风机盘管品牌为浙江盾安，室内配置风机盘管57 台；中厅配置风管式机组2 台，配置室内新风机4 台。

地源侧配备循环水泵两台，一用一备；空调侧配备循环水泵两台，一用一备。

地源侧与空调侧各配置定压稳压装置一套。

2、美意主机液晶控制面板使用说明：○1 开关○2 模式○3 热水○4 温度加键/ 风速○5 确认○6温度减键/睡眠○7 设置○8 清除○9 节能○10 室温3、室内风机盘管液晶控制面板使用说明：○1开/ 关机按键○2模式按键，冷/ 热转换○3 风量调节键○4 / ○5 温度设置键○6 红外接收窗○7 / ○8 冷/热符号○9通风符号○10 自动风速符号○11 手动风速符号○12 室温符号○14 /○15 温度显示4、新风机组液晶控制面板使用说明○1 开关键○2模式键○3 风速键○4 / ○6 上下键○5 空格开机步骤开启地源侧水泵和空调侧水泵按主机液晶控制面板开关，依次开1#、2#机开启室内液晶控制面板开关（设置温度及风量）关机步骤关闭室内液晶控制面板开关关闭主机液晶控制面板开关 关闭地源侧水泵和空调侧水泵五、中厅风管机组操作步骤中厅部分空调机组控制箱1、按开机键，运行灯亮，机组启动运转 2、按停机键，停止灯亮，机组停止运转六、常见故障代码汇总表七：机房布局系统压力表地源侧、空调侧循环水泵美意热泵机组定压稳压装置地源侧水泵降压启动控制箱空调侧水泵降压启动控制箱电源控制箱（水泵、稳压装置）八、其它注意事项空调侧回水设置温度≥ 12℃。

注意机房水压表水压变化，空调侧出水压力≤；空调侧回水压力≥；地源侧出水压力≤；地源侧回水压力≥。

专利名称：一种地源热泵系统的自动控制系统专利类型：实用新型专利
发明人：程能才,徐正宇
申请号：CN201420399450.8
申请日：20140718
公开号：CN203964260U
公开日：
20141126
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种地源热泵系统的自动控制系统，包括一室外地能换热系统，连接于所述室外地能换热系统的一热泵机组，连接于所述热泵机组的一室内末端系统，以及一自动控制系统，其中所述自动控制系统连接于所述室外地能换热系统、所述热泵机组和所述室内末端系统，并包括一室外地能换热系统监控模块、一室内温/湿度监控模块、一通风系统监控模块、一全系统输入/输出能量计量模块以及一中央控制系统，以监控所述室外地能换热系统、所述热泵机组和所述室内末端系统，控制地源热泵系统的各管道阀门和各泵的运行、各设备的运行，以实现对整个系统的能效和运行进行监测和控制，自动控制整个系统，使其节能运行。

申请人：上海盛庐节能机电有限公司
地址：201799 上海市青浦区胜利路255号3幢西楼2142室
国籍：CN
代理机构：宁波理文知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：孟湘明
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