地源熱泵系統(tǒng)能耗分析

   整個(gè)地源熱泵系統(tǒng)能耗主要由三個(gè)部分組成：地源熱泵機(jī)組、土壤換熱器系統(tǒng)以及室內(nèi)終端系統(tǒng)。所有三部分都存在這不可逆損失，如熱泵機(jī)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(nèi)部不可逆損失，主要是由流體粘性和機(jī)械摩擦等耗散因素造成。

地源熱泵能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

   地源熱泵能耗監(jiān)測(cè)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(hào)采集模塊、本地服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)。

   溫度傳感器組包括冷水機(jī)組冷熱源側(cè)進(jìn)水溫度傳感器，冷水機(jī)組冷熱源側(cè)出水溫度傳感器，冷水機(jī)組負(fù)荷側(cè)進(jìn)水溫度傳感器，冷水

機(jī)組負(fù)荷側(cè)出水溫度傳感器，至少一個(gè)土壤溫度傳感器，至少一個(gè)室外溫度傳感器，至少一個(gè)室內(nèi)溫度傳感器。

   流量傳感器組包括冷水機(jī)組冷熱源側(cè)流量傳感器，冷水機(jī)組負(fù)荷側(cè)流量傳感器，該流量傳感器可以安裝在進(jìn)水和出水口處，個(gè)流量傳感器內(nèi)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(jī)組、冷卻水泵和冷凍水泵的三個(gè)無線智能電表，用于采集冷水機(jī)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(hào)采集模塊采集各個(gè)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(wù)器。

   本地服務(wù)器根據(jù)接收的數(shù)據(jù)對(duì)地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)評(píng)，得到COP及WTF曲線：

   遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過英特網(wǎng)與本地計(jì)算機(jī)服務(wù)器通訊，隨時(shí)賬務(wù)監(jiān)測(cè)情況可查看COP及WTF曲線。file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFD2.tmp.jpg

檢測(cè)指標(biāo)

本地檢測(cè)服務(wù)器設(shè)置地源熱泵測(cè)評(píng)模塊如圖4-2，地源熱泵就測(cè)評(píng)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(nèi)溫度TSN,冷水機(jī)組冷熱源側(cè)進(jìn)口水溫度T1J,冷水機(jī)組冷熱源側(cè)出口水溫度T1C,冷水機(jī)組冷熱源側(cè)水流量V1，冷水機(jī)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(cè)指標(biāo)，計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)生成COP及WTF曲線。評(píng)價(jià)指標(biāo)包括地源熱泵系統(tǒng)性能系數(shù)的瞬時(shí)值COPs，熱泵冷水機(jī)組性能瞬時(shí)值COPU,冷凍水輸送系數(shù)瞬時(shí)值COPs，熱泵冷水機(jī)組性能系數(shù)瞬時(shí)值COPU，冷凍水輸送系數(shù)瞬時(shí)值WTFCHW,冷卻水輸送系數(shù)瞬時(shí)值WTFCW,最終得到地源熱泵系統(tǒng)綜合性能指數(shù)CPI。

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監(jiān)測(cè)方法

   監(jiān)測(cè)裝置如下圖4-3

   （1）地源熱泵系統(tǒng)啟動(dòng)；

   （2）地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)，地源熱泵對(duì)測(cè)評(píng)模塊COP及WTF計(jì)算周期T1、運(yùn)行參數(shù)的采集周期T2和計(jì)時(shí)器周期ΔT2賦初始值，一般情況下COP及WTF計(jì)算周期T1運(yùn)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(jì)時(shí)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(jì)算周期重新開始計(jì)時(shí)，地源熱泵測(cè)評(píng)模塊對(duì)中間變量i，j賦值為i=0，j=0；

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

   (5)地源熱泵測(cè)評(píng)模塊計(jì)算得到的制冷量和功率數(shù)據(jù)累計(jì)，并存入地源熱泵測(cè)評(píng)模塊相應(yīng)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(yùn)行COP及WTF運(yùn)算周期結(jié)束，否則，開始采集下一組運(yùn)行數(shù)據(jù)：

  （7）地源熱泵測(cè)評(píng)�？煊�(jì)算該運(yùn)行采集周期的COP及WTF：

空調(diào)負(fù)荷側(cè)冷量Qn（KW），存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)：

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式中Qn（i）為該運(yùn)行參數(shù)采集周期的空調(diào)負(fù)荷側(cè)冷量，KW；Qn為累計(jì)制冷量，c為水的比熱容，4.18x103J/KG 。C，p為水的密度，ΔT2為空調(diào)負(fù)荷側(cè)機(jī)組進(jìn)出口水平均溫差，V2為空調(diào)側(cè)機(jī)組平均水流量

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輸入功率運(yùn)算模塊計(jì)算該運(yùn)行參數(shù)采集周期內(nèi)冷水機(jī)組的制冷功率Nr（i），并累計(jì)得到該冷水機(jī)組COP運(yùn)算周期的制冷功率Nt，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)：該COP運(yùn)算周期內(nèi)計(jì)算得到冷水機(jī)組性能系數(shù)COPu,并存入相應(yīng)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(shè)定和整合，我們可以得出相應(yīng)的結(jié)論，在一定基礎(chǔ)之上，我們要做到參數(shù)的輸入和機(jī)械特性曲線，求出COP特定值瞬時(shí)輸入給IP處理器，做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，在參數(shù)整定過程中，運(yùn)算公式如下