一种冷却塔辅助土壤源热泵供冷系统的优化控制装置制造方法及图纸

一种冷却塔辅助土壤源热泵供冷系统的优化控制装置，其特征在于该系统由闭式冷却塔系统、地下埋管换热器系统、热泵机组、风机盘管系统、补水箱系统和直接数字控制系统六部分所构成；其中热泵机组是地下埋管换热器系统与风机盘管系统间进行热量交换的中介设备，热泵机组与闭式冷却塔系统的盘管相连接；风机盘管系统与热泵机组相连接；地下埋管换热器系统与闭式冷却塔系统的盘管相连接；补水箱系统与闭式冷却塔系统相连接；闭式冷却塔系统与风机盘管系统的信息反馈给直接数字控制系统；直接数字控制系统控制地下埋管换热器系统与闭式冷却塔系统。本实用新型专利技术的优越性在于提高空调系统的制冷效率和供冷的稳定性，进一步提高土壤源热泵性能系数。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种供热、供燃气、通风及空调工程专业中土壤 源热泵系统的的控制装置，特别是一种冷却塔辅助土壤源热泵供冷的 优化控制装置。(二)
技术介绍
在以冷负荷为主(夏季冷负荷大于冬季热负荷)的建筑中使用土 壤源热泵系统冬季供暖和夏季供冷时，由于地下埋管换热器在夏季运 行时排向埋管附近土壤的热量远大于冬季从土壤中吸取的热量，这样 就使冬季和夏季的土壤负荷产生不平衡。如果系统长期运行就会使埋 管周围土壤温度升高，夏季埋管内流动介质与周围土壤温差降低，换 热能力减弱，影响系统能效比和运行特性。为满足建筑供冷需要就要 增加地下埋管长度以增大换热量，从而在夏季使埋管长度长于实际建 筑室内负荷要求的埋管长度，这样无疑也大大增加了初投资。而采用 辅助冷却的复合式地源热泵就可以减小初投资，消除机组的性能恶 化、节省运行费用，所以复合式土壤源热泵的研究和应用受到人们的 关注。这种具有辅助冷却(加热)装置的地源热泵系统就是复合地源 热泵系统HGSHP (hybrid ground source heat pump) (S P Kavanaugh， A design method for hybrid ground-source heat pumps, ASHRAE Transactions, 1999，104(2):691-698)。冷却塔是利用水和空气接触，进 行显热和潜热交换后散去热量，它受室外温湿度变化的影响，散热效 果不稳定。在使用冷却塔辅助土壤源热泵供冷时，会出现供冷不稳定 的状况，而且当冷却塔供水温度低于地下埋管换热器供水温度时会造 成系统冷量的消耗，系统制冷能力降低，系统的制冷系数也会降低。(三)
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种冷却塔辅助土壤源热泵供冷系 统优化控制装置，它可以克服现有技术所存在的不足，弥补了夏季冷 负荷大的地区土壤源热泵制冷量低、制冷效率差及埋地盘管多、投资 大等缺陷；而且能够稳定的供给系统冷量、提高系统的制冷系数、降低系统的运行成本。本技术的技术方案 一种冷却塔辅助土壤源热泵供冷系统的 优化控制装置，其特征在于该系统由闭式冷却塔系统、地下埋管换热 器系统、热泵机组、风机盘管系统、补水箱系统和直接数字控制系统 六部分所构成；其中热泵机组是地下埋管换热器系统与风机盘管系统间进行热量交换的中介设备，热泵机组与闭式冷却塔系统的盘管相连接；风机盘管系统与热泵机组相连接；地下埋管换热器系统与闭式冷 却塔系统的盘管相连接；补水箱系统与闭式冷却塔系统相连接；闭式 冷却塔系统与热泵机组的信息反馈给直接数字控制系统；直接数字控 制系统控制地下埋管换热器系统与闭式冷却塔系统。上述所说的闭式冷却塔系统中，电机依次与风叶、风筒、喷头、 盘管、喷林水箱、循环水泵、铂电阻温度传感器、电磁阀相连接；其 中所说的铂电阻温度传感器安装在盘管的出水管上(S)。上述所说的地下埋管换热器系统中，地下埋管换热器依次与循环 水泵、蝶阀、电磁阀相连接。上述所说的地下埋管换热器系统由地下埋管换热器系统1和地 下埋管换热器系统2组成；地下埋管换热器系统1和地下埋管换热器 系统2的地下埋管换热器是间隔布置的，地下埋管换热器系统1连接 闭式冷却塔系统中的盘管后再与热泵机组连接；地下埋管换热器系统 2直接与热泵机组连接。上述所说的地下埋管换热器系统1有2种运行模式，其中模式1 中地下埋管换热器系统1与闭式冷却塔系统中的盘管连接散热后，再 与地下埋管换热器连接；模式2中地下埋管换热器系统1与地下埋管 换热器直接连接；地下埋管换热器系统2有1种运行模式，地下埋管 换热器先与热泵机组连接，然后与地下埋管换热器连接。上述所说的热泵机组中，热泵机组依次与铂电阻温度传感器、自 动放气阀、定压水泵、Y型除污器相连接；其中铂电阻温度传感器安装在蒸发器进水管上7^、蒸发器出水管上^;冷凝器进水管上^、冷凝器出水管上s，在热泵机组蒸发器的出水干管上安装有涡轮流量 计。上述所说的风机盘管系统中，自动放气阀依次与风机盘管、定压水泵、Y型除污器、蝶阀、循环水泵、蝶阀相连接。上述所说的补水箱系统中，补水箱依次与循环水泵、蝶阀、电磁 阀相连接；补水箱系统有2种运行模式，模式1是补水箱先与闭式冷却塔系统盘管连接，然后再与热泵机组连接；模式2是补水箱中只与 冷却塔盘管连接；上述所说的直接数字控制系统包括含有模拟量输入接口板、模拟 量输出接口板的工控机和1块热电阻信号模拟量输入调理板、1块电 压/电流信号模拟量输入调理板、2块开关量输出调理板；热电阻信 号模拟量输入调理板和电压/电流信号模拟量输入调理板连接工控机 内的模拟量输入接口板；开关量输出调理板连接工控机内的模拟量输 出接口板；所说的工控机应当包括19纯平显示器、主机、鼠标、键 盘；主机包括内存、硬盘、主板，模拟量输入接口板、模拟量输出接 口板；硬盘中安装有组太软件FIX;其中热电阻信号模拟量输入调理 板与闭式冷却塔系统和热泵机组中的铂电阻温度传感器连接；电压/ 电流信号模拟量输入调理板与风机盘管系统中的涡轮流量计连接；开 关量输出调理板与补水箱系统中的循环水泵和电磁阀连接。本技术各部件连接的作用-铂电阻温度传感器安装在闭式冷却塔系统出水管上z;、热泵机组蒸发器进水管上S、热泵机组蒸发器出水管上t^热泵机组冷凝器进 水管上t;、热泵机组冷凝器出水管上^，它们连接到DDC系统中热电 阻信号模入调理板上，实时显示五个位置的温度；涡轮流量计安装在 热泵机组蒸发器的出水干管上，实时测量风机盘管系统的水流量 G(^/"，它连接到DDC系统中电压/电流信号模拟量输入调理板上， 实时显示风机盘管系统的水流量。闭式冷却塔系统的工作原理是载热介质(水)在闭式冷却塔系 统的盘管中流过，载热介质携带的热量向盘管管壁传导；在塔顶的风 机做抽风运动，循环水泵泵送的喷淋水(从喷嘴喷出)与风机引入的 空气在塔内充分接触，进行潜热和显热交换，使喷淋水温度降低，温 度降低的喷淋水在盘管管壁外形成水膜，吸引盘管管壁的热量，从而 带走载热介质携带的热量，达到冷却载热介质的目的。在热交换过程 中，盘管内的载热介质因为没有与空气直接接触而保持其原来的品质 特性(不会被污染、浓縮、和挥发)，盘管外的喷淋水除少量蒸发损 失外，汇聚于塔底的喷淋水箱中，循环使用。直接数字化控制系统通过安装在热泵机组蒸发器进水管、出水 管的铂电阻温度传感器和风机盘管系统中的涡轮流量计，来计算空调系统的实时冷负荷。通过实时冷负荷与设计冷负荷的比较和闭式冷却 塔系统盘管出水温度与热泵机组冷凝器进口、出口温度的比较，来控 制地下埋管换热器系统的运行模式和补水箱系统的运行模式。模拟量输入接口板，主要用于将模拟量输入调理板(热电阻信号 模拟量输入调理板、电压/电流信号模拟量输入调理板)调理的现场模拟信号(温度、流量)转换成12位数字信号，直接供计算机接受, 实现A/D模拟量向数字量的转换，供显示器显示现场采集的温度和流 量的实时数据；模拟量输出接口板，主要用于接受计算机送来的二进 制数字信号，直接经D/A转换芯片转换成模拟电压输出给模拟量输出 调理板(开关量输出调理板)，用于输出控制电磁阀和循环水泵的开 关信号；热电阻信号模拟量输入调理板，主要用于接受现场输来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却塔辅助土壤源热泵供冷系统的优化控制装置，其特征在于该系统由闭式冷却塔系统、地下埋管换热器系统、热泵机组、风机盘管系统、补水箱系统和直接数字控制系统六部分所构成；其中热泵机组是地下埋管换热器系统与风机盘管系统间进行热量交换的中介设备，热泵机组与闭式冷却塔系统的盘管相连接；风机盘管系统与热泵机组相连接；地下埋管换热器系统与闭式冷却塔系统的盘管相连接；补水箱系统与闭式冷却塔系统相连接；闭式冷却塔系统与热泵机组的信息反馈给直接数字控制系统；直接数字控制系统控制地下埋管换热器系统与闭式冷却塔系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝庆，郁松涛，张子平，刘志扬，
申请(专利权)人：天津泰达热泵工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]