CN102419040A - 一种水源热泵系统水源水流量控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水源热泵系统水源水流量控制装置，包括设置于水源热泵机组进水管道上的进水温度传感器和水源提水泵、设置于水源热泵机组出水管道上的出水温度传感器、与水源热泵机组、进水温度传感器和出水温度传感器电连接的变流量控制器、与变流量控制器和水源提水泵电连接的变频器。本发明根据用户实际负荷的大小，保证水源热泵机组的安全运转的情况下，控制水源热泵机组水路联动阀门及水源水提取量及回灌量，其结构简单、操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及水源热泵系统领域，具体是一种水源热泵系统水源水流量控制装置。
背景技术
随着地下水、地表等水源热泵技术的发展，国内譬如辽宁、北京、河南、江苏徐州、陕西等地地下水水源热泵应用与建筑供冷供暖热水的面积越来越大，水源热泵机组在工作时是将地下水（或地表水等）能量提升为客户提供冷或者供热，一般客户的冷热需求与地下水能量近似呈正比例的关系，但是当前的水源热泵技术应用项目中存在几点不足：第一，地下水水源热泵系统设计中水源水系统按定流量设计，造成开采的地下水量越来越多，同时回灌技术的不成熟，回灌难度大，势必会损害地下水的可持续利用；第二，水源热泵机组的工作是随着客户的需求、地下水的提水温度变化而变化的，若客户需求很小时，地下水的进出水温差很小，机组工作压力及压差可能不能满足机组的安全要求，很可能她造成水源热泵机组工作不稳定；第三，而且水泵一直全速工作，能耗极高；第四，南方地区地下水温度较高，冬季供暖中，地下水回灌温度较高，热量不能充分提取，北方地区地下水温度较低，夏季制冷中，地下水回灌温度较低，冷量不能充分提取。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水源热泵系统水源水流量控制装置，根据用户实际负荷（冷暖需求）的大小，通过变频器控制水源水流量变化、协调多台水源热泵机组按需工作，保证水源热泵机组的安全、节电运转。
本发明的技术方案为：
一种水源热泵系统水源水流量控制装置，所述的水源热泵机组通过进水管道和给水水源井连接、通过出水管道和回灌水源井连接，进水管道的进水端设置有水源提水泵，进水管道上设置联动阀，所述的水源热泵系统水源水流量控制装置包括设置于进水管道上的进水温度传感器、设置于出水管道上的出水温度传感器、与水源热泵机组、进水温度传感器和出水温度传感器电连接的变流量控制器、与变流量控制器和水源提水泵电连接的变频器。
所述的水源热泵机组为多个，多个水源热泵机组上均连接有分进水管道和分出水管道，给水水源井上连接有总进水管道，回灌水源井上连接有总出水管道，所述的多个分进水管道的进水端均与总进水管道的出水端连接，多个分出水管道的出水端均与总出水管道的进水端连接；所述的多个分进水管道上均设置有分进水温度传感器和分联动阀，多个分出水管道上均设置有分出水温度传感器，总进水管道和总出水管道上均设置有总进水温度传感器和总出水温度传感器；所述的每个水源热泵机组的分进水温度传感器、分出水温度传感器和分联动阀均与各水源热泵机组对应的分机组控制器电连接，每个分机组控制器、总进水温度传感器和总出水温度传感器均与变流量控制器电连接。
所述的给水水源井和回灌水源井之间连接有回水管道，回水管道上设置有回水阀，回水阀与变流量控制器电连接。
本发明的优点：
（1）、对未工作的水源热泵机组关闭对应的水源进水阀门，保证其它工作的水源热泵机组有足够的水流量通过；
（2）、调整水源水流量保证水源热泵机组有合适的温差、合适的工作压力，保证其高效可靠的运转；
（3）、变频器达到最小频率设定流量或机组达到最小允许流量时，若水源水排水温度仍然适合空调使用，则将排水一部分或者全部旁通回到给水井水源静内，使得水源能量得到最大的提取，减少回灌水量；
（4）、第四，最大限度的节省水泵功耗及水源水提取量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，其中，“ 
”表示水路连接，“
”表示电路连接。
其中，1-变流量控制器，2-第一机组控制器，3-第二机组控制器，4-第一水源热泵机组，5-第二水源热泵机组，6-第一进水温度传感器，7-第一出水温度传感器，8-第二出水温度传感器，9-第二进水温度传感器，10-第三进水温度传感器，11-第三出水温度传感器，12-第一联动阀，13-第二联动阀，14-变频器，15-水源提水泵,16-第三联动阀，17-给水水源井，18-回灌水源井。
图2是水源热泵系统水源水流量随开启水源热泵机组负荷的变化曲线图。
具体实施方式
水源热泵机组包括第一水源热泵机组4和第二水源热泵机组5，第一水源热泵机组4上连接有第一分进水管道和第一分出水管道，第二水源热泵机组5上连接有第二分进水管道和第二分出水管道，给水水源井17上通过水源提水泵连接有总进水管道，回灌水源井18上连接有总出水管道，第一分进水管道和第二分进水管道的进水端均与总进水管道的出水端连接，第一分出水管道和第二分出水管道的出水端均与总出水管道的进水端连接；给水水源井连接17和回灌水源井18之间连接有回水管道；
第一分进水管道上设置有第一进水温度传感器6和第一联动阀12，第一分出水管道上设置有第一出水温度传感器7；第二分进水管道上设置有第二进水温度传感器9和第二联动阀13，第二分出水管道上设置有第二出水温度传感器8；总进水管道和总出水管道上分别设置有第三进水温度传感器10和第三出水温度传感器11；回水管道上设置有回水阀16；
水源热泵系统水源水流量控制装置，包括第一水源热泵机组4、第二水源热泵机组5、水源提水泵15、第一进水温度传感器6、第一出水温度传感器7、第二进水温度传感器9、第二出水温度传感器8、第三进水温度传感器10、第三出水温度传感器11、第一联动阀12、第二联动阀13、回水阀16、第一机组控制器2、第二机组控制器3、变流量控制器1和连接于水源提水泵15上的变频器14；第一水源热泵机组4、第一进水温度传感器6、第一出水温度传感器7和第一联动阀12均与第一机组控制器2电连接；第二水源热泵机组5、第二进水温度传感器9、第二出水温度传感器8和第二联动阀13均与第二机组控制器2电连接；第一机组控制器2、第二机组控制器3、第三进水温度传感器10、第三出水温度传感器11、回水阀16和变频器14均与变流量控制器1电连接。
水源热泵系统水源水流量控制装置的控制方法：
（1）、变频器工作方式：
变流量控制器1接收各台机组控制器信号（包括机组开关状态、负荷、水温、工作压力、故障等），根据各机组的工作状态控制变频器14的频率变化，变频器14控制水源提水泵15流量变化，对水源热泵机组而言存在最小允许工作流量的底线（图2中的C1、C2…CN曲线），对变频器而言设计最低频率对应的流量底线（图2中的B曲线）。
见图2，根据水源热泵系统工作状态（例如水温、制冷剂压力、制冷剂温度台数、负荷等）计算出理论的水源热泵系统工作流量变化曲线A，其中，图2的横坐标从左到右表示水源热泵系统工作的负荷从单台机组最小负荷（0＜最小负荷≤1，当单台机组最小负荷为25%时，即是单台机组的最大负荷量为100kw，实际使用的最小负荷为25kw，就是25%的负荷）到系统中N台水源热泵机组的负荷全开的过程，纵坐标表示水源热泵系统的水源水流量，最大流量用100%表示，B曲线表示变频器最小频率对应的水源水流量曲线，C1线条表示开启1台机组时允许的最小水源水流量，C2线条表示开启2台机组时允许的最小水源水流量，CN线条表示开启N台机组时允许的最小水源水流量，V线条表示变频器控制的水源热泵系统实际工作流量。根据建筑冷暖需求的变化，机组工作台数及负荷相应变化，负荷在单台机组最小负荷至N台机组负荷间变化,其水源热泵系统的最小水源水流量随之变化，保证任一负荷下变频器控制的流量不小于曲线A、B、C对应的流量。
（2）、第一联动阀12工作方式：第一水源热泵机组4停止工作时，第一联动阀12关闭，第一水源热泵机组4开启工作时，第一联动阀12开启。
（3）、第二联动阀13工作方式：第二水源热泵机组5停止工作时，第二联动阀13关闭，第一水源热泵机组5开启工作时，第二联动阀13开启。
（4）、回水阀16的工作方式：第三进水温度传感器10和第三回水温度传感器11检测的温度在合适的范围时，即给水水源井17的出水温度和回灌水源井18温差很小时，变流量控制器1控制回水阀16开启经回灌水源井18回流至给水水源井17中。
Claims (3)
1.一种水源热泵系统水源水流量控制装置，所述的水源热泵机组通过进水管道和给水水源井连接、通过出水管道和回灌水源井连接，进水管道的进水端设置有水源提水泵，进水管道上设置联动阀，其特征在于：所述的水源热泵系统水源水流量控制装置包括设置于进水管道上的进水温度传感器、设置于出水管道上的出水温度传感器、与水源热泵机组、进水温度传感器和出水温度传感器电连接的变流量控制器、与变流量控制器和水源提水泵电连接的变频器。
2.根据权利要求1所述的一种水源热泵系统水源水流量控制装置，其特征在于：所述的水源热泵机组为多个，多个水源热泵机组上均连接有分进水管道和分出水管道，给水水源井上连接有总进水管道，回灌水源井上连接有总出水管道，所述的多个分进水管道的进水端均与总进水管道的出水端连接，多个分出水管道的出水端均与总出水管道的进水端连接；所述的多个分进水管道上均设置有分进水温度传感器和分联动阀，多个分出水管道上均设置有分出水温度传感器，总进水管道和总出水管道上均设置有总进水温度传感器和总出水温度传感器；所述的每个水源热泵机组的分进水温度传感器、分出水温度传感器和分联动阀均与各水源热泵机组对应的分机组控制器电连接，每个分机组控制器、总进水温度传感器和总出水温度传感器均与变流量控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的一种水源热泵系统水源水流量控制装置，其特征在于：所述的给水水源井和回灌水源井之间连接有回水管道，回水管道上设置有回水阀，回水阀与变流量控制器电连接。
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