CN112378107A - 一种地热井群智能回灌控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种地热井群智能回灌控制系统及方法，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。
Description
技术领域
本发明属于地源热泵系统中的地热能利用技术领域，具体涉及一种地热井群智能回灌控制系统及方法。
背景技术
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。
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。
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。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种地热井群智能回灌控制系统及方法。
本发明采用的技术方案是：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，换热后的地热水后进入分水器，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。
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。
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。
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。
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：
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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。
上述技术方案中，步骤c具体包括以下步骤：
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；
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；
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。
上述技术方案中，步骤d具体包括以下步骤：
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；
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；
D3:在最大功率运行第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。
上述技术方案中，步骤f具体包括以下步骤：
F1:控制器根据第i台回灌泵出口管的初始压力的设定值和实际值的差值，调节第i台回灌泵的实际运行频率，并实时接收调节后第i台回灌泵出口管初始压力的实际值；
F2:如果第i台回灌泵运行频率实际值小于等于第i台回灌泵运行频率最小值并延时第i台回灌泵运行频率过高或过低后延时间则停止第i台回灌泵；如果不满足上述条件则继续重复步骤 F1；
F3:停止第i台回灌泵后，判断正在运行的回灌泵实际总流量是否小于地源侧总取水量并延时各运行的回灌泵出口管总流量低于回灌总流量的延时时间；如果判断为是则启动一台备用回灌泵，如果判断为否则结束控制流程。
上述技术方案中，步骤g具体包括以下步骤：
G1:控制器根据第i台回灌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台回灌泵的故障需要其他运行的回灌泵增加的流量，调节第i台回灌泵的实际运行频率，并实时接收调节后第i台回灌泵出口管流量实时检测值；
G2:如果第i台回灌泵运行频率实际值大于等于第i台回灌泵运行频率最大值并延时第i台回灌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台回灌泵；如果不满足上述条件则继续重复步骤G1；
G3:在最大功率运行第i台回灌泵后，判断正在运行的回灌泵实际总流量是否小于地源侧总取水量并延时各运行的回灌泵出口管总流量低于回灌总流量后的延时时间；如果判断为是则启动一台备用回灌泵，如果判断为否则结束控制流程。
本发明的有益效果在于取水泵和回灌泵独立设置，取水泵出口设有流量计和电导率测量计，回灌泵出口设有压力传感器和流量计，能够实时检测取水和回灌状态，以准确根据出水参数调整地热井出水量，同时根据各回灌井回灌能力自动设定合适的回灌水量，节省系统泵耗，高效节能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1：分水器；2：集水器；3：板式换热器；4.1～4.i：回灌泵；5.1～5.i：第一流量计；6.1～6.i：地热井；7.1～7.i：电导率测量计；8.1～8.i：取水泵；9.1～9.i：压力表；10.1～10.i：第二流量计；11：平衡管；12：第三流量计。
图2为取水泵控制流程图；
图3为取水泵控制逻辑1框图；
图4为取水泵控制逻辑2框图；
其中，F总为地源侧总取水量(m3/h)；
Fq额为取水泵额定流量(m3/h)；
Fh额为回灌泵额定流量(m3/h)；
Fqyx为正在运行的取水泵实际总流量(m3/h)；
Fhyx为正在运行的回灌泵实际总流量(m3/h)；
Fqi0为第i台取水泵出口管初始流量(m3/h)；
Fqi为第i台取水泵出口管实际流量(m3/h)；
ΔFqj为由于第j台取水泵因泥沙过而降频运行后，需要其他运行的取水泵增加的流量(m3/h)；Fhi0为第i台回灌泵出口管初始流量 (m3/h)；
Fhi为第i台回灌泵出口管实际流量(m3/h)；
ΔFhj为由于第j台回灌泵因井堵塞降频运行后，需要其他运行的回灌泵增加的流量(m3/h)
Fhj0为第j台回灌泵出口管初始流量(m3/h)；
Fhj为第j台回灌泵出口管实际流量(m3/h)；
Phi0为第i台回灌泵出口管初始压力设定值(MPa)；
Phi为第i台回灌泵出口管初始压力实际值(MPa)；
fhimin为第i台回灌泵运行频率最小值(Hz)；
fhimax为第i台回灌泵运行频率最大值(Hz)；
fhi为第i台回灌泵运行频率实际值(Hz)；
fqimin为第i台取水泵运行频率最小值(Hz)；
fqimax为第i台取水泵运行频率最大值(Hz)；
fqi为第i台取水泵运行频率实际值(Hz)；
oqi0为第i台取水泵出口管初始电导率设定值(S/m)；
oqi为第i台取水泵出口管初始电导率实际值(S/m)；
thi0为第i台回灌泵出口压力超过设定值后的延时时间(s)；
thi1为第i台回灌泵运行频率过高或过低后的延时时间(s)；
thi2为各运行的回灌泵出口管总流量低于取水总流量后的延时间(s)；
tqi0为第i台取水泵出口压力超过设定值后的延时时间(s)；
tqi1为第i台取水泵运行频率过高或过低后的延时时间(s)；
tqi2为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(s)；
Roundup为向上取整函数；
n为取水泵及回灌泵的各自的总台数。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，本发明提供了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6、集水器2、板式换热器3、分水器1和热泵主机，每个地热井6内均设置有取水泵，多个取水泵 9的出水端分别通过管道与集水器2的进水端相连通，集水器2 的出水端经板式换热器3与分水器1的进水端相连通，板式换热器3与热泵主机相连接；分水器1的出水端设置有多个回灌泵4，所述回灌泵4与多个地热井6一一对应设置，每个回灌泵4的出水端经管道与其对应的地热井6相连通；所述分水器1和集水器 2之间设有平衡管11；各取水泵9的地热水出水分别汇至集水器 2，进入集水器2的地热水经板式换热器3换热，为热泵主机提供冷热源，换热后的地热水后进入分水器1，由回灌泵4分别回灌至对应地热井6；每个取水泵9的出水端均设置有第一流量计5 和电导率测量计7；每个回灌泵4的出水端均设置有压力表9和第二流量计10；平衡管11上设有第三流量计12；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
所述取水泵8.1～8.i为变频水泵，根据用能负荷计算取水总量，从而选择取水泵8.1～8.i开启台数，选择取水泵8.1-8.j运行，出水汇至集水器2，所述集水器5的水经板式换热器3换热，为热泵主机提供冷热源，换热后的地热水后进入分水器1，所述分水器1出口设有回灌泵4.1～4.i，所述回灌泵4.1～4.i为变频水泵。根据取水总量选择回灌泵4.1～4.i开启台数，选择开启 4.(J+1)～4.k,以保证100％回灌，所述集水器5中的地热水由回灌泵4.(J+1)～4.k,分别回灌至对应地热井6.(J+1)～6.k。
首先控制器根据运行的主机台数确定地源侧总的取水量F 总，然后利用公式(1)(2)分别计算出初始状态时需要运行的取水泵的数量Kq及回灌泵的数量Kh
其中，Fq额为取水泵额定流量(m3/h)；Fh额为回灌泵额定流量 (m3/h)；Roundup为向上取整函数。
根据得到的Kq、Kh，利用公式(3)(4)可分别计算得到第i台运行的取水泵及回灌泵出口管初始流量设定值Fqi0，Fhi0(且应根据其他水泵的运行状态实时调整)，对应第i台运行的取水泵及回灌泵运行频率为fqi，fhi。
取水泵及回灌泵流量均衡调节算法模块主要利用公式(5) (6)，ΔFqj为由于第j台取水泵因泥沙过而降频运行后，需要其他运行的取水泵增加的流量(m3/h)；ΔFhj为由于第j台回灌泵因井堵塞降频运行后，需要其他运行的回灌泵增加的流量(m3/h)；Fqi为第i(i＝1,2，3…)台取水泵出口管实际流量(m3/h)；Fhi为第i(i＝1,2， 3…)台回灌泵出口管实际流量(m3/h)；取水泵和回灌泵的出口管的实际流量由流量计测量获取
此时正在运行的取水泵及回灌泵实际总流量为(目前正在运行的泵数量k＝Kq-1)：
Fqyx＝Fq1+Fq2+……+Fqk 式(7)
Fhyx＝Fh1+Fh2+……+Fhk 式(8)
以第i台(i≠j，i≤n，j≤n)正常运行的取水泵及回灌泵为例 (其他正常运行的泵参考此台泵的控制逻辑)，同时假设第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(若他泵有一样的报警信号，参考此台泵的控制逻辑)。其控制流程如下：
一种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：
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；数据初始化后，控制器计算获取取水泵和回灌泵的初始状态信息和额定状态信息以及延时状态信息。
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tqi0；
c.步骤b中如果控制器判断为是，则取水泵基于电导率设定值按照控制逻辑1运行。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；
d.步骤b中如果控制器判断为否，则取水泵基于流量设定值按照控制逻辑2运行。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；
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 tqi1；
f.步骤e中如果控制器判断为是，则回灌泵基于压力设定值按照控制逻辑1运行，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；
g.步骤e中如果控制器判断为否，则回灌泵基于流量设定值按照控制逻辑2运行，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。
上述技术方案中，步骤c具体包括以下步骤：
C1:PID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，形成一个闭环控制过程，如图3所示；
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；
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。
上述技术方案中，步骤d具体包括以下步骤：
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(采用流量均衡调节算法即公式5计算获得)，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，形成一个闭环控制过程，如图4所示；
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；
D3:在最大功率运行第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。
上述技术方案中，步骤f具体包括以下步骤：
F1:控制器根据第i台回灌泵出口管的初始压力的设定值和实际值的差值，调节第i台回灌泵的实际运行频率，并实时接收调节后第i台回灌泵出口管初始压力的实际值，形成一个闭环控制过程；
F2:如果第i台回灌泵运行频率实际值小于等于第i台回灌泵运行频率最小值并延时第i台回灌泵运行频率过高或过低后的延时时间则停止第i台回灌泵；如果不满足上述条件则继续重复步骤F1；
F3:停止第i台回灌泵后，判断正在运行的回灌泵实际总流量是否小于地源侧总取水量并延时各运行的回灌泵出口管总流量低于回灌总流量后的延时时间；如果判断为是则启动一台备用回灌泵，如果判断为否则结束控制流程。
上述技术方案中，步骤g具体包括以下步骤：
G1:控制器根据第i台回灌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台回灌泵的故障需要其他运行的回灌泵增加的流量(采用流量均衡调节算法即公式6计算获得)，调节第 i台回灌泵的实际运行频率，并实时接收调节后第i台回灌泵出口管流量实时检测值，形成一个闭环控制过程；
G2:如果第i台回灌泵运行频率实际值大于等于第i台回灌泵运行频率最大值并延时第i台回灌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台回灌泵；如果不满足上述条件则继续重复步骤G1；
G3:在最大功率运行第i台回灌泵后，判断正在运行的回灌泵实际总流量是否小于地源侧总取水量并延时各运行的回灌泵出口管总流量低于回灌总流量后的延时时间；如果判断为是则启动一台备用回灌泵，如果判断为否则结束控制流程
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
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，换热后的地热水后进入分水器，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。
2.根据权利要求1所述的一种地热井群智能回灌控制系统，其特征在于：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。
3.根据权利要求2所述的一种地热井群智能回灌控制系统，其特征在于：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。
4.根据权利要求3所述的一种地热井群智能回灌控制系统，其特征在于：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。
5.基于权利要求4所述的一种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：
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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。
6.根据权利要求5所述的一种地热井群智能回灌控制系统的控制方法，其特征在于步骤c具体包括以下步骤：
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；
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；
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。
7.根据权利要求5所述的一种地热井群智能回灌控制系统的控制方法，其特征在于步骤d具体包括以下步骤：
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；
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；
D3:在最大功率运行第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。
8.根据权利要求5所述的一种地热井群智能回灌控制系统的控制方法，其特征在于步骤f具体包括以下步骤：
F1:控制器根据第i台回灌泵出口管的初始压力的设定值和实际值的差值，调节第i台回灌泵的实际运行频率，并实时接收调节后第i台回灌泵出口管初始压力的实际值；
F2:如果第i台回灌泵运行频率实际值小于等于第i台回灌泵运行频率最小值并延时第i台回灌泵运行频率过高或过低后延时间则停止第i台回灌泵；如果不满足上述条件则继续重复步骤F1；
F3:停止第i台回灌泵后，判断正在运行的回灌泵实际总流量是否小于地源侧总取水量并延时各运行的回灌泵出口管总流量低于回灌总流量的延时时间；如果判断为是则启动一台备用回灌泵，如果判断为否则结束控制流程。
9.根据权利要求5所述的一种地热井群智能回灌控制系统的控制方法，其特征在于步骤g具体包括以下步骤：
G1:控制器根据第i台回灌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台回灌泵的故障需要其他运行的回灌泵增加的流量，调节第i台回灌泵的实际运行频率，并实时接收调节后第i台回灌泵出口管流量实时检测值；
G2:如果第i台回灌泵运行频率实际值大于等于第i台回灌泵运行频率最大值并延时第i台回灌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台回灌泵；如果不满足上述条件则继续重复步骤G1；
G3:在最大功率运行第i台回灌泵后，判断正在运行的回灌泵实际总流量是否小于地源侧总取水量并延时各运行的回灌泵出口管总流量低于回灌总流量后的延时时间；如果判断为是则启动一台备用回灌泵，如果判断为否则结束控制流程。
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| CN114294847A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-08 | 中国建筑科学研究院有限公司 | 浅层地埋管与中深层地埋管耦合冷热源系统及其控温方法 |
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