地源熱泵設計方案

地源熱泵系統(tǒng)能耗分析

   整個地源熱泵系統(tǒng)能耗主要由三個部分組成：地源熱泵機組、土壤換熱器系統(tǒng)以及室內終端系統(tǒng)。所有三部分都存在這不可逆損失，如熱泵機組外部不可逆損失，產(chǎn)生于循環(huán)系統(tǒng)和兩熱源之間的溫差以及熱源間的熱漏，內部不可逆損失，主要是由流體粘性和機械摩擦等耗散因素造成。

地源熱泵能耗監(jiān)測系統(tǒng)的組成

   地源熱泵能耗監(jiān)測系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括溫度傳感器組、流量傳感器、智能電表組、無線信號采集模塊、本地服務器和遠程監(jiān)控計算機。

   溫度傳感器組包括冷水機組冷熱源側進水溫度傳感器，冷水機組冷熱源側出水溫度傳感器，冷水機組負荷側進水溫度傳感器，冷水

機組負荷側出水溫度傳感器，至少一個土壤溫度傳感器，至少一個室外溫度傳感器，至少一個室內溫度傳感器。

   流量傳感器組包括冷水機組冷熱源側流量傳感器，冷水機組負荷側流量傳感器，該流量傳感器可以安裝在進水和出水口處，個流量傳感器內安裝無線發(fā)射模塊，用于發(fā)射采集的流量數(shù)據(jù)。

   無線智能電表組包括位于冷水機組、冷卻水泵和冷凍水泵的三個無線智能電表，用于采集冷水機組、冷卻水泵和冷凍水泵的耗電功率，并通過安裝無線智能電表的無線發(fā)射模塊發(fā)射出去。

   無線信號采集模塊采集各個發(fā)射模塊的數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)通過英特網(wǎng)或者局域網(wǎng)提供給本地服務器。

   本地服務器根據(jù)接收的數(shù)據(jù)對地源熱泵系統(tǒng)進行測評，得到COP及WTF曲線：

   遠程監(jiān)控計算機通過英特網(wǎng)與本地計算機服務器通訊，隨時賬務監(jiān)測情況可查看COP及WTF曲線。file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFD2.tmp.jpg

檢測指標

本地檢測服務器設置地源熱泵測評模塊如圖4-2，地源熱泵就測評模塊接受的各傳感器采集的數(shù)據(jù)見圖4-1包括：室外空氣溫度Tsw，土壤溫度TTR ，室內溫度TSN,冷水機組冷熱源側進口水溫度T1J,冷水機組冷熱源側出口水溫度T1C,冷水機組冷熱源側水流量V1，冷水機組功率N1，冷卻水泵功率N2，冷凍水泵輸入功率N3，將上述采集數(shù)據(jù)作為可測指標，計算評價指標，同時生成COP及WTF曲線。評價指標包括地源熱泵系統(tǒng)性能系數(shù)的瞬時值COPs，熱泵冷水機組性能瞬時值COPU,冷凍水輸送系數(shù)瞬時值COPs，熱泵冷水機組性能系數(shù)瞬時值COPU，冷凍水輸送系數(shù)瞬時值WTFCHW,冷卻水輸送系數(shù)瞬時值WTFCW,最終得到地源熱泵系統(tǒng)綜合性能指數(shù)CPI。

file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFD3.tmp.jpg

file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFD4.tmp.jpg

監(jiān)測方法

   監(jiān)測裝置如下圖4-3

   （1）地源熱泵系統(tǒng)啟動；

   （2）地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)啟動，地源熱泵對測評模塊COP及WTF計算周期T1、運行參數(shù)的采集周期T2和計時器周期ΔT2賦初始值，一般情況下COP及WTF計算周期T1運行周期T1是數(shù)據(jù)采集周期整數(shù)倍T1=kT2，k=N,數(shù)據(jù)采集周期的計時器周期的整數(shù)倍T2=hΔT2,、T1、T2、和 ΔT2根據(jù)具體的監(jiān)控需要賦初始值：

   （3）COP及WTF計算周期重新開始計時，地源熱泵測評模塊對中間變量i，j賦值為i=0，j=0；

   （4）本地服務器上的地源熱泵接受各個傳感器采集的數(shù)據(jù)模塊包括；冷水機組輸入功率N1，冷去水泵輸入功率N2，冷水機組熱源進口水溫度T1J，冷水機組冷熱源側出口水溫度T1c，冷水機組1冷熱源側水流量V1;

   (5)地源熱泵測評模塊計算得到的制冷量和功率數(shù)據(jù)累計，并存入地源熱泵測評模塊相應的數(shù)據(jù)庫：

  （6）每次采集一次數(shù)據(jù)，中間變量j的值加1，若j=h,則中間變量i的值加1，j重新賦值為0，否則繼續(xù)采集數(shù)據(jù)。若中間變量i=k，則本次運行COP及WTF運算周期結束，否則，開始采集下一組運行數(shù)據(jù)：

  （7）地源熱泵測評�？煊嬎阍撨\行采集周期的COP及WTF：

空調負荷側冷量Qn（KW），存入相應的數(shù)據(jù)區(qū)：

file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFE4.tmp.jpg

式中Qn（i）為該運行參數(shù)采集周期的空調負荷側冷量，KW；Qn為累計制冷量，c為水的比熱容，4.18x103J/KG 。C，p為水的密度，ΔT2為空調負荷側機組進出口水平均溫差，V2為空調側機組平均水流量

file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFE5.tmp.jpg

輸入功率運算模塊計算該運行參數(shù)采集周期內冷水機組的制冷功率Nr（i），并累計得到該冷水機組COP運算周期的制冷功率Nt，并存入相應的數(shù)據(jù)區(qū)：該COP運算周期內計算得到冷水機組性能系數(shù)COPu,并存入相應數(shù)據(jù)區(qū)。其中file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFE6.tmp.jpg

根據(jù)參數(shù)的設定和整合，我們可以得出相應的結論，在一定基礎之上，我們要做到參數(shù)的輸入和機械特性曲線，求出COP特定值瞬時輸入給IP處理器，做到實時監(jiān)控，在參數(shù)整定過程中，運算公式如下