CN203443027U

CN203443027U - 一种地源热泵控制系统

Info

Publication number: CN203443027U
Application number: CN201320355865.0U
Authority: CN
Inventors: 吕磊磊
Original assignee: Shanghai Nengyu Science & Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shanghai Nengyu Science & Technology Development Co Ltd
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2023-06-21

Abstract

本实用新型涉及一种地源热泵控制系统。包括地源侧循环泵、空调用循环泵、热泵机组、地源侧分水器、地源侧集水器、空调用分水器、空调用集水器，上述设备均与控制器连接，本实用新型还设有室外温度传感器、水管温度传感器，其中地源侧循环泵、空调用循环泵、热泵机组、室外温度传感器、水管温度传感器、水管流量计与PLC控制器电连接，所述PLC控制器与上位机网络连接。本实用新型能够实现夏季供冷，冬季供热，一机多用，提高能源的利用效率。同时本实用新型稳定性好，运行更可靠、稳定，不会出现普通空调供热不足，甚至不能制热的问题。

Description

一种地源热泵控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种地源热泵控制系统。

背景技术

地源热泵控制系统能实现夏季供冷，冬季供热。该系统可以替换常规的供热锅炉加制冷空调系统，初期投资较大，但是后期使用费用相比供热锅炉加制冷空调系统更低。地源热泵系统主要利用地下恒定的能量，以电力为辅，节能高效。在冬季运行的时候，地源热泵电能转化率为百分之百，而常规中央空调为了维持正常运转，需要将近40%的电能用于化霜，仅有60%的电能正常转化为热能，这使得地源热泵空调比传统中央空调节能40%~50%左右。除了比传统空调节能外，地源热泵还比锅炉采暖节能50%左右，比电采暖节能60%左右。

发明内容

为解决能耗的问题，本实用新型提供了一种地源热泵控制系统。

本实用新型通过以下技术方案实现的：本实用新型包括地源侧循环泵、空调用循环泵、热泵机组、室外温度传感器、水管温度传感器，流量计，上述设备均与PLC控制柜连接，所述PLC控制器通过TCP/IP与上位机通讯连接。

进一步的，所述地源侧分水器的总管上设有水管温度传感器；所述水管温度传感器与PLC控制器电连接。

进一步的，所述地源侧集水器的总管上设有水管温度传感器、流量计；所述水管温度传感器、流量计与PLC控制器电连接。

进一步的，所述空调用分水器的总管上设有水管温度传感器；所述水管温度传感器与PLC控制器电连接。

进一步的，所述空调用集水器的总管上设有水管温度传感器、流量计；所述水管温度传感器、流量计与PLC控制器电连接。

进一步的，所述热泵机组进/出口上设有电动开关阀，电动开关阀与PLC控制器电连接。电动开关阀的数字量输入信号接至PLC控制器数字量输入点，阀门开关控制以数量输入信号接至PLC控制器数字量输入点。

进一步的，所述PLC控制器中设有数字量、模拟量控制模块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够实现夏季供冷，冬季供热，一机多用，降低能耗，达到节能的效果。根据空调用分集水器之间的压差，采集数据，来进行空调用循环泵的变频调节控制，热泵机组负荷调节。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

在图中：1-地源侧循环泵；2-热泵机组；3-地源侧集水器；4-地源侧分水器；5-空调用集水器；6-空调用分水器；7-空调用循环泵；8-水管温度传感器；9-室外温度传感器；10-流量计。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括地源侧循环泵1、热泵机组2、地源侧集水器3、地源侧分水器4、空调用集水器5、空调用分水器6、空调用循环泵7，其中地源侧循环泵1和空调用循环泵7上设有变频器，本实用新型还设有水管温度传感器8、室外温度传感器9，流量计10，其中地源侧循环泵1、热泵机组2、空调用循环泵7、水管温度传感器8、室外温度传感器9、流量计10均与PLC控制器电连接。其中地源侧循环泵1、热泵机组2、空调用循环泵7控制二次回路，把上述设备的启停，运行，故障，手自动，频率采集及控制信号接至PLC控制器。所述PLC控制器通过TCP/IP与上位机通讯连接。

进一步的，所述地源侧分水器4的总管上设有水管温度传感器8；所述水管温度传感器8与PLC控制器电连接。水管温度传感器8感应到的模拟量信号传输至PLC控制器模拟量控制模块，以实现对于地源侧集水器4温度的数据采集。

进一步的，所述地源侧集水器3的总管上设有水管温度传感器8、流量计10；所述水管温度传感器8与PLC控制器电连接。水管温度传感器8、流量计10感应到的模拟量信号传输至PLC控制器模拟量控制模块，以实现对于地源侧集水器3温度、流量的数据采集。

进一步的，所述空调用分水器6的总管上设有水管温度传感器8，所述水管温度传感器8与PLC控制器电连接。水管温度传感器8感应到的模拟量信号传输至PLC控制器模拟量控制模块，以实现对于空调用分水器6温度的数据采集。

进一步的，所述空调用集水器5的总管上设有水管温度传感器8、流量计10，所述水管温度传感器8、流量计10与PLC控制器电连接。水管温度传感器8、流量计10感应到的模拟量信号传输至PLC控制器模拟量控制模块，以实现对于空调用集水器5温度、流量的数据采集。

进一步的，所述热泵机组2进/出水口上设有电动开关阀，电动开关阀与PLC控制器电连接。电动开关阀的数字量输入信号接至PLC控制器数字量输入点，阀门开关控制以数字量输出信号接至PLC控制器数字量输出点。

进一步的，所述PLC控制器中设有数字量、模拟量控制模块。

本实用新型通过室外温度传感器9采集室外温度信号，控制系统内部开关阀的打开与关闭。具体控制情况见下表：

Figure DEST_PATH_917065DEST_PATH_IMAGE001

其中的阀门V1~V8位置见图1所示。

本实用新型采用分散控制，集中管理的原则对热泵系统机房进行高效控制。PLC控制器对热泵机组2，空调用循环泵7，地源侧循环泵1、温度等进行监控，采集到的数据通过TCP/IP与上位机通讯连接, 通过上位机可以监控现场所有设备及系统信息。

该冷冻机房系统设备包括：

热泵机:2：2台；

空调用循环泵7：3台（二用一备）；

地源侧循环泵1：1台（二用一备）；

带触摸屏全变频控制器一台；

地源热泵系统机房控制点：

室外温度进行实时监测；

水管温度传感器8对冷却水供回水温度进行实时监测；

流量计10对冷却水回水流量进行实时监测；

水管温度传感器8对冷冻水供回水温度进行实时监测；

流量计10冷冻水回水流量进行实时监测；

空调用分集水器6之间的压差进行实时监测；

空调用分集水器6之间的压差控制阀进行开度调节及状态监测；

热泵机组2进出口阀门进行开关控制及状态监测；

热泵机组2运行状态、故障报警、手/自动状态的监测，启停和频率控制；

空调用循环泵7运行状态、故障报警、手/自动状态的监测，启停和频率控制；

地源侧循环泵1运行状态、故障报警、手/自动状态的监测，启停和频率控制；

控制原理：

启动顺序（夏季工况下）：

热泵机组2进出口阀门—地源侧循环泵1—空调用循环泵7——热泵机组2；

关闭顺序：热泵机组2—空调用循环泵7—地源侧循环泵1—热泵机组2进出口阀门；

启动顺序（冬季工况下）：

热泵机组2进出口阀门—空调用循环泵7—地源侧循环泵1——热泵机组2；

关闭顺序：热泵机组2—地源侧循环泵1—空调用循环泵7—热泵机组2进出口阀门；

该系统全自动运行，各个设备按照启停顺序连锁控制，热泵机组2与空调用循环泵7、地源侧循环泵1一一对应设计。

轮换程序主要设备互为备用、故障互投、计时轮换、先入先出，从而延长设备使用寿命。轮换程序用于热泵机组2，空调用循环泵7，地源侧循环泵1；

空调用供回水总管上安装有水管温度传感器8，回水管上装有流量计10，实时采集供回水温度/回水管流量数据，并传输至PLC控制器计算供回水温差、流量。通过采集到的温差及流量数据，计算实时负荷，同时结合Nature Curve-自然曲线原理及按需控制原理调整机组负荷和运行台数。

空调用循环泵7末端负荷需求，按需控制原理进行调节频率。

地源侧供回水总管上安装有水管温度传感器8，回水管上装有流量计10，实时采集供回水温度/回水管流量数据，并传输至PLC控制器计算供回水温差、流量，控制器根据温差PID运算控制地源侧循环泵1运行频率。

地源侧循环泵1根据Nature Curve-自然曲线原理控制其频率。

实时监测热泵机组2、地源侧循环泵1、空调用循环泵7的运行状态、故障状态并进行报警。

根据上述说明，结合本领域技术可实现本实用新型的方案。

Claims

1.一种地源热泵控制系统，其特征在于，包括地源侧循环泵、空调用循环泵、热泵机组、室外温度传感器、水管温度传感器、水管流量计，上述设备均与PLC控制器连接，所述PLC控制器通过TCP/IP与上位机通讯连接。

2.根据权利要求1所述的地源热泵控制系统，其特征在于，所述地源侧分水器的总管上设有水管温度传感器；所述水管温度传感器与PLC控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的地源热泵控制系统，其特征在于，所述地源侧集水器的总管上设有水管温度传感器、流量计；所述水管温度传感器、流量计与PLC控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的地源热泵控制系统，其特征在于，所述空调用分水器的总管上设有水管温度传感器；所述水管温度传感器与PLC控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的地源热泵控制系统，其特征在于，所述空调用集水器的总管上设有水管温度传感器、流量计；所述水管温度传感器、流量计与PLC控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的地源热泵控制系统，其特征在于，热泵机组进/出水口上设有电动开关阀，电动开关阀与PLC控制器电连接，电动开关阀的数字量输入信号接至PLC控制器数字量输入点，阀门开关控制以数字量输出信号接至PLC控制器数字量输出点。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的地源热泵控制系统，其特征在于，所述PLC控制器中设有数字量、模拟量控制模块。