[发明专利]地源热泵系统的循环流量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及地埋管地源热泵系统的控制。 

背景技术

在能源短缺问题日益严重的今天，能源短缺已成为各国经济发展的瓶颈。我国能耗分析报告中指出，建筑能耗是能源消耗的大户，而供暖和空调的能耗是建筑能耗的主要组成部分。在我国大力倡导节能环保的大环境下，暖通行业必须要利用先进技术来减少建筑能耗。这就要求我们不仅要注意节能，还要大力开发和利用新能源，这也是暖通行业未来发展的主要趋势。 

地源热泵因其高效、稳定、节能、环保在世界范围内得到广泛的研究与应用，其研究已成为清洁能源领域的热门研究课题之一。地源热泵热源温度稳定，对地面空气无热、噪声污染并能减少污染物排放量，比普通空调运行费用低。由于地源热泵系统节能与环保的双重效益，国际上将地下蓄能技术和高效热泵同时引入21世纪最有发展前途的50项新技术之中。 

地埋管地源热泵也称为土壤源热泵，它一般采用埋在土壤下50-100米深度的塑料管（内部为水或含防冻剂的水溶液）与土壤进行热交换，地埋管地源热泵系统采用地埋管换热器内循环水换取土壤中贮存的地热能。一机两用，在夏季提供冷冻水，在冬季提供热水。取代了传统冷热源系统中的夏天采用冷水机组进行供冷，冬天采用锅炉进行供热的模式，大大减少了初投资设备费用。加之其高效、稳定、节能、环保的特性，土壤源热泵不失为一种新的节能型空调的冷热源。 

在设计地源热泵系统时，国内通常的办法是选取最不利环境条件下的冷热负荷作为设计负荷，进而进行系统设计和设备选型。而在实际运行中，只有极少数的时间能够达到最不利工况，这对于能源是一种很大的浪费。另外，根据建筑热工的分区，如某地属于夏热冬冷区，其夏季负荷远大于冬季负荷。这势必就造成了由于土壤的吸热量小于放热量，其结果就是土壤温度会逐年上升。当然，以季节划分时段来调控地源热泵系统中水泵的流量显然是太粗略了。在系统实际运行之中，冷却水与土壤进行换热，势必会对土壤的传 热特性产生影响，而且这一影响会随着运行时间的增加变得越来越明显。进而影响到循环冷却水的水温，进而影响到热泵机组的制冷效率。 

综上，目前本领域主要存在的问题有：1、没有提出完整的系统性的控制理论及控制系统；2、没有针对系统实际运行中负荷的变化引起换热量的变化而提出对于地源热泵侧水泵的调控策略；3、对于地源热泵系统没有提出土壤温差与流量之间的变化关系。 

发明内容

本发明的目的是提供一种低能耗、自动控温的地源热泵系统控制方法。 

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种地源热泵系统的循环流量控制方法，包括以下步骤： 

1）获得安装有地源热泵系统的建筑物的负荷曲线； 

2）根据所述负荷曲线获得当前建筑物的平均冷负荷Q； 

3）通过公式Q=C·q_c·ΔT，计算出地源热泵系统的循环流量q_c；其中：C为水的比热容，ΔT为预设的供回水温差； 

4）通过调节地源热泵系统中的水泵，使得地源热泵系统的循环流量q从q₁,q₂...,q_i进行变化，其中：q₁,q₂...,q_i的平均值为q_c；q₁,q₂...,q_i中每一个循环流量值维持的时间不小于15分钟；在每一次循环流量q变化前，测量供回水温差Δt，即获得Δt₁,Δt₂...,Δt_i； 

5）根据q₁,q₂...,q_i和Δt₁,Δt₂...,Δt_i，拟合出循环流量q与供回水温差Δt之间的关系，即Δt=Aq²+Bq+C。 

本发明的技术效果是毋庸置疑的，即提出一套完整的系统性的控制理论及控制系统。并针对系统实际运行中负荷的变化引起换热量的变化而提出对于地源热泵侧水泵的调控策略。另外，本发明实现了对地源热泵水泵变频控制。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图 

图中：1-集水槽；2-地埋管；3-分水槽；4-第二连接管；5-水泵；6-第一连接管；7-冷凝器；8-第三连接管；9-控制器；10-第一温度传感器；11-第二温度传感器。 

具体实施方式