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基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统技术方案

技术编号:7067587 阅读:251 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术属于地源热泵空调监控技术领域,涉及一种基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统及方法。它解决了现有地源热泵混合系统的监测及控制技术发展均不够完善等技术问题。本监控系统包括监测子系统,负荷预测子系统,健康评估子系统,所述的健康评估子系统与控制子系统相连;本监控方法,由监测子系统采集数据存入数据存储器;由负荷预测子系统提取监测子系统采集数据并负荷预测,再将负荷预测数据存入上述数据存储器;由健康评估子系统将健康指数存入数据存储器;控制子系统做出相应的控制。本实用新型专利技术具有合理评估健康状况,提高系统的自动化水平,降低管理劳动强度,保证系统长期运行冷热平衡;保证系统在短期运行条件下满足经济性等优点。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术属于地源热泵空调监控
,涉及混合式地源热泵中央空调系统,尤其是涉及一种基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统
技术介绍
由于各地的气候、土壤特性及建筑类型的差异性,单一的地源热泵系统往往不能适用,因而需要因地制宜,综合运用太阳能、风能、地表水、浅层地热能等能源来建立最适宜的暖通空调系统解决方案。这类设计方案的最大问题在于后期的运行控制,针对不同条件, 需要选用节能性、经济性、舒适性、可靠性俱佳的运行控制策略。但是,地源热泵的监控系统研究还未引起足够重视,纵观国内外研究现状,地源热泵混合系统的监测及控制技术发展均不够完善。目前,国内关于地源热泵混合系统的监测及控制还只处在初步探索阶段,已有的成果都存在一定的不足之处。中国专利文献公开了一种地源热泵中央空调远程信息监控系统及其方法,该系统由中央空调机组数据采集站、系统网络和监测中心组成,中央空调机组数据采集站负责采集中央空调机组运行的实时参数,并经由系统网络,传输至监测中心。该方案还同时提出了一种利用上述系统对中央空调机组进行监测的方法。上述方案实现了对中央空调系统运行参数的集中监视和控制,可以做到现场无人值守,提高企业的经济效益。然而,上述方案主要针对单一的地源热泵空调系统,而实际工程应用中,较多采用混合式地源热泵系统,故该专利技术的实际推广意义不大。张晓力等人在《基于WebAccess的地源热泵远程监控系统研究与实现》中提出了通过控制器、触摸屏技术及网际组态软件技术的应用解决传统地源热泵监控,该方法提高了系统的自动化程度,提升了人机交互方面的能力,使用户可以根据实际需要来运行系统。 宋振龙等人在《基于LabVIEW的地源热泵机组设备远程监控系统》中提出利用LabVIEW实现地源热泵机组设备的远程监控系统,此远程监测控制系统具有操作方便、灵活可升级等优点,用户不再用电话报告机组数据,大大提高了工作效率。但两种控制方法都是针对单一地源热泵空调系统的监控方法,推广意义不大,且均没有给出地源热泵系统运行状况的评估方法,故很难达到系统的控制目标。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题,提供一种能够实现实时调整,把把握最佳调整时间的基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统。为达到上述目的,本技术采用了下列技术方案本基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统,其特征在于,本监控系统包括能够监测混合式地源热泵工作状况和/ 或混合式地源热泵工作环境的监测子系统,能够获取监测子系统的实时监测数据和/或天气预报数据并依据上述数据预测混合式地源热泵负荷的负荷预测子系统,能够获取监测子系统的历史监测数据和负荷预测子系统的负荷预测数据从而对混合式地源热泵的工作健康状况进行评估的健康评估子系统,所述的健康评估子系统与能够根据健康评估子系统的健康指数控制混合式地源热泵实时调整工作状态的控制子系统相连。在上述的基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统中,所述的监测子系统包括若干传感器,所述的传感器与通讯设备相连,所述的通讯设备通过有线或无线通讯方式与上位机相连,在上位机上连接有数据存储器。在上述的基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统中,所述的传感器包括能够检测地埋管流量的流量传感器、能够检测地埋管进出口水温的温度传感器、能够检测地下土壤温度的温度传感器、能够检测室外温度的温度传感器和能够检测室外湿度的湿度传感器中的任意一种或多种。在上述的基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统中,所述的负荷预测子系统包括负荷预测模块,在负荷预测模块上连接有天气预报输入模块和上述的数据存储器, 所述的数据存储器与健康评估子系统相连。在上述的基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统中,所述的监测子系统还包括能够检测辅助冷热源在单位时间内累积开启时间的计时模块,所述的计时模块与数据存储器相连接。在上述的基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统中,所述的控制子系统分别与热泵机组、地埋管的地埋管投切机构和辅助冷热源的辅助冷热源投切机构相连,所述的辅助冷热源包括冷却塔、太阳能设备、冰蓄冷设备和地表水设备中的任意一种或多种。一种基于健康评估技术的混合式地源热泵监控方法,其特征在于,由监测子系统定期采集混合式地源热泵各项数据和/或混合式地源热泵工作环境各项数据并存入数据存储器;由负荷预测子系统定期提取数据存储器中的监测子系统采集到的历史检测数据并结合天气预报信息进行负荷预测,然后将负荷预测数据存入上述数据存储器;由健康评估子系统定期从数据存储器中提取监测子系统采集到的实时检测数据进行各项评估然后将健康指数存入数据存储器;控制子系统定期访问数据存储器并根据健康评估子系统的健康指数和负荷预测子系统生成的负荷预测数据对混合式地源热泵做出相应的控制。在上述的基于健康评估技术的混合式地源热泵监控方法中,所述的负荷预测子系统根据监测子系统采集的数据,得出当天混合式地源热泵的换热量 = CpV(Tni-Tno);其中,I为当天地源侧换热量;Cp为水的比热和密度的乘积;Tni为地源侧进水温度;τη。为地源侧出水温度;νη为地源侧流量;然后结合天气预报信息预测下一个工作日的混合式地源热泵的换热量 Q *Tempt nf ^rj^n("+O/ ^ A1= ~Tempn~ * w ;其中,Q(n+1)f为下一个工作日的地源热泵的换热量预测值从为当天地源侧换热量;Temp(n+1)f为第二天天气预报的代表温度;Temp(n+1)f为预报当日最高温度与最低温度的平均值;Cw为下一个工作日天气因素修正系数,其中大雨时Cw不大于0. 75,中雨时Cw不大于0. 8,小雨时Cw不大于0. 85,阴天时Cw不大于0. 9,多云时Cw不大于0. 95,晴天时Cw为1。在上述的基于健康评估技术的混合式地源热泵监控方法中,所述的健康指数满分为100分且分值越高代表混合式地源热泵越健康,健康指数的计算公式为4hsIOO为短期变动项,Tob为最佳出口温度,夏季为22-28,冬季为12_18 ;Towow ob为最差出口温度,夏季为观-32,冬季为4-6 ;Tno为当前出口温度; O -OK『+1>/iliIOO为负荷变动项,I为当前工作日负荷,Q(n+1)f为下一个工作日负荷预测值;Irllm 为长期变动项,T' ns为上一年同期的土壤温度,Tns为当前的土壤温ns nsb度,Tnsb为最佳土壤温度,夏季为14-16,冬季为M-26 ; 24-t£^1*100为辅助冷热源变动项,tnf为M小时内辅助冷热源累积开启时间;上述的Ct、C,、C ‘ ts和Cf分别为短期变动项、负荷变动项、长期变动项和辅助冷热源变动项的权重因子,上述的ct、Cq, C' ts和Cf之和为1,且0. 4彡Ct彡0. 5、 0. 25 ^ Cq ^ 0. 35,0. 15 ^ C' ts 彡 0. 25,0. 05 ^ Cf ^ 0. 15。在上述的基于健康评估技术的混合式地源热泵监控方法中,所述的控制子系统根据混合式地源热泵的设计要求确定控制策略,并依据健康指数和控制策略实时调节混合式地源热泵的运行。与现有的技术相比,本基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统的优点在于能够通过对混合式地源热泵进行监测和控制,动态调整系统的运行,使系统在本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于健康评估技术的混合式地源热泵监控系统,其特征在于,本监控系统包括能够监测混合式地源热泵工作状况和/或混合式地源热泵工作环境的监测子系统(1),能够获取监测子系统(1)的实时监测数据和/或天气预报数据并依据上述数据预测混合式地源热泵负荷的负荷预测子系统(2),能够获取监测子系统(1)的历史监测数据和负荷预测子系统(2)的负荷预测数据从而对混合式地源热泵的工作健康状况进行评估的健康评估子系统(3),所述的健康评估子系统(3)与能够根据健康评估子系统(3)的健康指数控制混合式地源热泵实时调整工作状态的控制子系统(4)相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:徐坚
申请(专利权)人:徐坚
类型:实用新型
国别省市:86

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