一种太阳能地源热泵系统控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能地源热泵系统控制方法，系统运行模式包括太阳能直供供暖模式、水箱供暖模式、地源热泵单独供暖模式、太阳能联合地源热泵供暖模式、跨季节储热模式；太阳能直供供暖模式由太阳能集热器、蓄热水箱、用户末端组成；水箱供暖模式由蓄热水箱与用户末端相连组成；地源热泵单独供暖模式由地埋管换热器、热泵机组、蓄热水箱、用户末端组成；太阳能联合地源热泵供暖模式由太阳能集热器、蓄热水箱、地埋管换热器、热泵机组、用户末端组成；跨季节蓄热模式由太阳能集热器、蓄热水箱、地埋管换热器组成；本发明专利技术提供的以用户末端需求性、时间性的不同对系统进行不同控制策略的设定，可以减少辅助热源的运行时间，实现太阳能最大化利用。能最大化利用。能最大化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能地源热泵系统控制方法


[0001]本专利技术属于太阳能地源热泵系统控制
，具体涉及一种太阳能地源热泵系统控制方法。

技术介绍

[0002]目前单一热源大部分不能满足用户实际供暖需求，因太阳能的不稳定性受时间的影响较大，单靠使用太阳能来满足负荷需求就使得太阳能集热器面积增大，不仅增加成本且在不稳定情况下供暖效益明显不足，单靠使用地热能来满足负荷需求使得地下埋管换热器面积增大，占地面积和成本较大且不易实现；地热源作为一种纯天然无污染的低温热源，地热能与太阳能的结合利用可以有效地解决太阳能间接性与不稳定性的问题，提高了系统的整体性能；现如今仍有大部分地域采用单一热源进行供暖或者燃煤供暖，不仅不利于环境而且单一热源相对而言成本较高,现有技术中仍存在大部分控制策略并不完善，导致太阳能不能充分有效利用,增加了辅助热源的运行时间。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种太阳能地源热泵系统控制方法，能够在一定程度上解决现有技术中所存在的系统控制策略不完善，系统控制策略的合理设置可以提升整个系统的运行效率，减少辅助热源的运行时间，使系统运行能耗更小。
[0004]本专利技术解决该技术问题所采用的方法是根据时间性的不同分别对系统的运行进行不同控制策略的设定，系统控制策略的合理设置可以减少辅助热源的运行时间，太阳能可以得到最大化利用，系统控制策略更优化合理，确保太阳能地源热泵系统的长期有效运行。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是：提供一种太阳能地源热泵系统控制方法，系统运行模式包括太阳能直供供暖模式、水箱供暖模式、地源热泵单独供暖模式、太阳能联合地源热泵供暖模式、跨季节蓄热模式；太阳能直供供暖模式由太阳能集热器经集热侧循环水泵、阀门A3、阀门B7、分流器A2、合流器A8与蓄热水箱相连，蓄热水箱经末端循环水泵、阀门C10、阀门D13、分流器B11、分流器C16、合流器B12与用户末端相连；水箱供暖模式由蓄热水箱经末端循环水泵、阀门C10、阀门D13、分流器B11、分流器C16、合流器B12与用户末端相连；地源热泵单独供暖模式由地埋管换热器经地源侧循环水泵、分流器A2、分流器B11、分流器C16、分流器D19、合流器A8、合流器B12、合流器C24、热泵机组、蓄热水箱与用户末端相连形成供暖循环模式；太阳能联合地源热泵供暖模式由太阳能集热器经集热侧循环水泵、分流器A2、分流器D19、合流器A8、合流器C24、地埋管换热器、热泵机组与蓄热水箱连接，蓄热水箱经用户末端循环水泵与分流器B11、分流器C16、合流器B12与用户末端相连；跨季节蓄热模式由太阳能集热器加热蓄热水箱流体，蓄热水箱经地源侧循环水泵、分流器B11、分流器D19、合流器C24、与地埋管换热器相连；温差控制器B30输出启停信号到总控制器，由系统总控制器判断信号，从而切换系统不同运行模式；
上述一种太阳能地源热泵系统控制方法，所述的阀门有10个。
[0005]上述一种太阳能地源热泵系统控制方法，所述的循环水泵有4个。
[0006]上述一种太阳能地源热泵系统控制方法，所述的合流器有3个。
[0007]上述一种太阳能地源热泵系统控制方法，所述的分流器有4个。
[0008]上述一种太阳能地源热泵系统控制方法，所用部件是本
的技术人员所熟知的，均通过公知的途径获得。所述部件的连接方法是本
的技术人员所能掌握的。
[0009]本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术一种太阳能地源热泵系统控制方法的突出特点和显著进步是：以用户侧需求作为第一位，当用户侧有需求时，总控制系统根据季节性或不同时间段来分时段选择合适的控制策略对用户末端进行供暖，以太阳能作为主要热源，地热能作为辅助热源，最大程度利用太阳能，根据不同时间段在满足用户侧需求的前提下对系统进行合理控制使得系统运行能耗更小从而更节能。
附图说明
[0010]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0011]图1为本专利技术一种太阳能地源热泵系统控制方法的组成结构图。
[0012]图2为本专利技术一种太阳能地源热泵系统控制方法的循环水泵4控制逻辑图。
[0013]图3为本专利技术一种太阳能地源热泵系统控制方法的循环水泵23控制逻辑图。
[0014]图4为本专利技术一种太阳能地源热泵系统控制方法的循环水泵18控制逻辑图。
[0015]图5为本专利技术一种太阳能地源热泵系统控制方法的循环水泵15控制逻辑图。
[0016]图中，1. 蓄热水箱底部出水温度，2.分流器A，3.阀门A，4.集热侧循环水泵，5.太阳能集热器，6. 太阳能集热器出水温度，7.阀门B，8.合流器A，9.水箱顶部出水温度，10.阀门C，11.分流器B，12.合流器B，13.阀门D，14.用户末端，15.用户末端循环水泵，16.分流器C，17.蓄热水箱，18.地源侧循环水泵，19.分流器D，20.阀门E，21.阀门F，22.阀门G，23.辅助循环水泵，24.合流器C，25.地埋管换热器，26.热泵机组，27.阀门H，28.阀门I，29. 温差控制器A，30. 温差控制器B，31.总控制器，32.旁通阀。
实施方式
[0017]图1所示实施例表明，本专利技术一种太阳能地源热泵系统控制方法包括太阳能集热器、蓄热水箱、热泵机组、用户末端及地埋管换热器，各模块由各分流器、合流器、阀门及循环水泵进行连接构成一个循环，利用温差控制器对指定目标进行温差控制从而来控制循环水泵的启停。进一步的，太阳辐射强度使得太阳能集热器出水温度上升，水箱底部出水水温与集热器出水温度二者之间产生一个温差值，当此温差值达到设定温差上限值时，此时循环水泵4启动，直到二者温差小于设定温度下限值时集热侧循环水泵4关闭。
[0018]进一步的，在晚上无太阳辐射，此时由水箱单独进行供暖，即水箱顶部出水温度9满足供暖需求温度TP时，阀门C10、阀门D13、及用户末端循环水泵15开启，直到水箱顶部出水温度9低于供暖需求温度TP，即9＜TP时，用户末端循环水泵15关闭。
[0019]进一步的，在晚上当水箱顶部出水温度9不满足供暖需求，即9＜TP时，由系统总控制器31输出控制指令控制地源侧循环水泵18启动，阀门C10、阀门D13、阀门E 20、阀门F21、
阀门G22开启，用户末端循环水泵15、地源侧循环水泵18和辅助循环水泵23开启，阀门A3、阀门B7、阀门H27、阀门I28关闭，集热侧循环水泵4关闭，直到水箱顶部出水温度9达到用户供暖温度上限值即9＞TP+
△
T时，地源侧循环水泵18和辅助循环水泵23关闭，阀门E20、阀门F21、阀门G22关闭，此时系统切换到由水箱单独供暖模式。
[0020]进一步的，在白天当太阳辐射充足时，此时由温差控制器A29监测太阳能集热器出水水温6与水箱底部出水温度1二者温差进而控制循环水泵4的启动，当二者温差大于温差设定上限值时，循环水泵4启动开始集热循环，太阳能集热器向蓄热水箱传递高温热水；当水箱顶部出水温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能地源热泵系统控制方法，包含5种循环控制模式，分别为太阳能直供供暖模式、水箱供暖模式、地源热泵单独供暖模式、太阳能联合地源热泵供暖模式、跨季节蓄热模式，根据季节性或白天夜晚时间的不同及用户末端需求性来进行控制，其特征在于：太阳能直供供暖模式由太阳能集热器经集热侧循环水泵、阀门A3、阀门B7、分流器A2、合流器A8与蓄热水箱相连，蓄热水箱经末端循环水泵、阀门C10、阀门D13、旁通阀、分流器B11、分流器C16、合流器B12与用户末端相连；水箱供暖模式由蓄热水箱经末端循环水泵、阀门C10、阀门D13、旁通阀、分流器B11、分流器C16、合流器B12与用户末端相连；地源热泵单独供暖模式由地埋管换热器经地源侧循环水泵、分流器A2、分流器B11、分流器C16、分流器D19、合流器A8、合流器B12、合流器C24、热泵机组、蓄热水箱与用户末端相连形成供暖循环模式；太阳能联合地源热...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞雪峰，贾玉贵，张亚杰，王硕，申斌，王嘉淳，秦景，马宏，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：