一种地热井群智能回灌控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种地热井群智能回灌控制系统，包括多个地热井、集水器、板式换热器、分水器和热泵主机，每个地热井内均设置有取水泵，多个取水泵的出水端分别通过管道与集水器的进水端相连通，集水器的出水端经板式换热器与分水器的进水端相连通，板式换热器与热泵主机相连接；分水器的出水端设置有多个回灌泵，所述回灌泵与多个地热井一一对应设置，所述分水器和集水器之间设有平衡管；每个回灌泵的出水端经管道与其对应的地热井相连通；每个取水泵的出水端均设置有第一流量计和电导率测量计；每个回灌泵的出水端均设置有压力表和第二流量计；平衡管上设有第三流量计。平衡管上设有第三流量计。平衡管上设有第三流量计。

【技术实现步骤摘要】
一种地热井群智能回灌控制系统


[0001]本专利技术属于地源热泵系统中的地热能利用
，具体涉及一种地热井群智能回灌控制系统。

技术介绍

[0002]作为世界上最大的发展中国家，中国在经济高速发展的同时，面临着一系列问题，如环境污染、资源短缺和气候变化等。其中，资源短缺问题尤为突出。
[0003]地源热泵系统是地热能源通过输入少量的高品位能源(如电能)实现由低品位热能向高品位热能转移。地热能是一种无污染、可再生的清洁能源，江河湖海属于浅层地热范畴，与煤炭、石油和天然气等传统的化石能源相比，具备数量巨大、可再生、低碳、环保、就地取用等优势。地热能源开发利用属于国家发展和改革委员会《产业结构调整指导目录(2011年本)》鼓励类中第五条第10款“海洋能、地热能利用技术开发与设备制造”，现在已被广泛用于生活供暖、发电、制冷、烘干、化工业、种植养殖业、房地产开发、旅游、疗养保健等许多领域，并显现出日益广阔的应用前景，已经列入国家可再生能源的中长期发展规划。
[0004]在目前的地热井系统设计中,多采用取水泵同时具备回灌功能的设置，在地热井群的运行过程中，如果出现部分地热井因堵塞或其他原因导致回灌量下降，将增加系统泵耗，最终影响整个地热井群系统的运行稳定。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种地热井群智能回灌控制系统。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种地热井群智能回灌控制系统，其特征在于：包括多个地热井、集水器、板式换热器、分水器和热泵主机，每个地热井内均设置有取水泵，多个取水泵的出水端分别通过管道与集水器的进水端相连通，集水器的出水端经板式换热器与分水器的进水端相连通，板式换热器与热泵主机相连接；分水器的出水端设置有多个回灌泵，所述回灌泵与多个地热井一一对应设置，每个回灌泵的出水端经管道与其对应的地热井相连通；所述分水器和集水器之间设有平衡管；各取水泵的地热水出水分别汇至集水器，进入集水器的地热水经板式换热器换热，为热泵主机提供冷热源，换热后的地热水进入分水器，由回灌泵分别回灌至对应地热井；每个取水泵的出水端均设置有第一流量计和电导率测量计；每个回灌泵的出水端均设置有压力表和第二流量计；平衡管上设有第三流量计；控制器根据所需的取水量和第一流量计、电导率测量计压力表、第二流量计、第三流量计的测量数据驱动各个取水泵和各个回灌泵的工作状态。
[0007]上述技术方案中，根据用能负荷计算取水总量，从而选择取水泵的开启台数；根据取水总量选择回灌泵开启台数。
[0008]上述技术方案中，设有地热井有n个，取水泵有n台，回灌泵有n台，所述地热井、取水泵和回灌泵均为一一对应设置；若根据取水总量选择开启第1至i台取水泵以抽取第1至i
个地热井中的地热水，则选择开启第i+1至k台回灌泵，分别回灌地热水至第j+1至k个地热井；其中n,j,k均为大于0的整数，且j， k<n。
[0009]上述技术方案中，控制器根据运行的用能负荷确定地源侧总的取水量，并根据总的取水量计算出初始状态时需要运行的取水泵的数量及回灌泵的数量；计算出初始状态时需要运行的取水泵的数量及回灌泵的数量；获取第i台运行的取水泵及回灌泵出口管初始流量和实际流量，以及对应第i台运行的取水泵及回灌泵运行频率；获取正在运行的第i台取水泵和回灌泵运行频率的实际值、最小值和最大值；设定第i台回灌泵出口压力超过设定值后的延时时间、运行频率过高或过低后的延时时间，以及各运行的取水泵和回灌泵出口管总流量低于取水总流量后的延时时间；获取第i台取水泵出口管初始电导率设定值和实际值，第i台回灌泵出口管初始压力设定值和实际值；计算由于第j台取水泵因地热井水泥沙含量过大而降频运行或回灌泵因井堵塞降频运行后，需要其他运行的取水泵或回灌泵增加的流量，获取第j台取水泵和回灌泵出口管初始流量和实际流量。
[0010]一种基于地热井群智能回灌控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
[0011]a.控制器判定第j台运行的取水泵出口管电导率偏低及回灌泵出口管压力过大报警；
[0012]b.控制器判断第i台取水泵出口管初始电导率的实际值是否小于等于设定值且第i台取水泵出口压力超过设定值后的延时时间；
[0013]c.步骤b中如果控制器判断为是，则根据第i台取水泵出口管初始电导率的实际值和设定值调节第i台取水泵的运行频率，并基于第i台取水泵的实际运行频率和正在运行的取水泵实际总流量，选择是否停用第i台取水泵和启动备用取水泵；
[0014]d.步骤b中如果控制器判断为否，则根据第i台取水泵出口管初始流量的实际值和第j台取水泵出口管初始流量和实际流量调节第i台取水泵的运行频率，并基于第i台取水泵的实际运行频率和正在运行的取水泵实际总流量，选择是否启用第i台取水泵最大频率状态和启动备用取水泵；
[0015]e.控制器判断第i台回灌泵出口管初始压力的实际值是否大于设定值且第i台回灌泵出口压力超过设定值后的延时时间；
[0016]f.步骤e中如果控制器判断为是，则根据第i台回灌泵出口管初始压力的实际值和设定值调节第i台回灌泵的运行频率，并基于第i台回灌泵的实际运行频率和正在运行的取水泵实际总流量，选择是否停用第i台回灌泵和启动备用回灌泵；
[0017]g.步骤e中如果控制器判断为否，则根据第i台回灌泵出口管初始流量和第j台回灌泵出口管初始流量和实际流量调节第i 台回灌泵的运行频率，并基于第i台回灌泵的实际运行频率和正在运行的取水泵实际总流量，选择是否启用第i台回灌泵最大频率状态和启动备用回灌泵。
[0018]上述技术方案中，步骤c具体包括以下步骤：
[0019]C1:控制器根据第i台取水泵出口管的初始电导率的设定值和实际值的差值，调节第i台取水泵的实际运行频率，并实时接收调节后第i台取水泵出口管初始电导率的实际值；
[0020]C2:如果第i台取水泵运行频率实际值小于等于第i台取水泵运行频率最小值并延时第i台取水泵运行频率过高或过低后的延时时间，则停止第i台取水泵；如果不满足上述
条件则继续重复步骤C1；
[0021]C3:停止第i台取水泵后，判断正在运行的取水泵实际总流量是否小于地源侧总取水量并延时各运行的取水泵出口管总流量低于取水总流量后的延时时间；如果判断为是则启动一台备用取水泵，如果判断为否则结束控制流程。
[0022]上述技术方案中，步骤d具体包括以下步骤：
[0023]D1:控制器根据第i台取水泵出口管的初始流量的设定值和实时检测值以及由于第j台取水泵的故障需要其他运行的取水泵增加的流量，调节第i台取水泵的实际运行频率，并实时接收调节后第i台取水泵出口管流量实时检测值；
[0024]D2:如果第i台取水泵运行频率实际值大于等于第i台取水泵运行频率最大值并延时第i台取水泵运行频率过高或过低后的延时时间，则在最大功率运行第i台取水泵；如果不满足上述条件则继续重复步骤D1；
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地热井群智能回灌控制系统，其特征在于：包括多个地热井、集水器、板式换热器、分水器和热泵主机，每个地热井内均设置有取水泵，多个取水泵的出水端分别通过管道与集水器的进水端相连通，集水器的出水端经板式换热器与分水器的进水端相连通，板式换热器与热泵主机相连接；分水器的出水端设置有多个回灌泵，所述回灌泵与多个地热井一一对应设置，每个回灌泵的出水端经管道与其对应的地热井相连通；所述分...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨艳，桂树强，陈泽望，颜俊，查麟，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：新型
国别省市：