CN203672015U

CN203672015U - 地源热泵集成控制器

Info

Publication number: CN203672015U
Application number: CN201320675413.0U
Authority: CN
Inventors: 李红霞; 陈宝祥
Original assignee: BEIJING HECHUANG SANZEN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING HECHUANG SANZEN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2023-10-29

Abstract

本实用新型涉及地源热泵领域，尤其涉及地源热泵集成控制器。该地源热泵集成控制器包括主模块和扩展模块；主模块和扩展模块电连接，用于在地源热泵系统的负荷超过主模块的额定负荷时控制扩展模块启动。该地源热泵集成控制器结构简单，控制方便，灵活性强，节省能耗，可以扩展更多的容量，而且使用寿命长。

Description

地源热泵集成控制器

技术领域

本实用新型涉及地源热泵领域，尤其涉及地源热泵集成控制器。

背景技术

地源热泵是利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊）和土壤源中吸收的太阳能和地热能，采用热泵原理，既可供热又可制冷的空调系统。地源热泵运行过程中，地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。

传统的地源热泵系统的负荷是根据建筑的面积来核算的。由建筑面积核算出系统的负荷后，根据该负荷配置满足该系统负荷的多台主机、多台水泵和阀门，然后将这些主机、水泵及阀门通过模拟量接点及数字量接点连接到可编程控制器上进行集中控制。

然而，对于每一个地源热泵系统来说，核算出系统负荷后，需要对可编程控制器进行编程且可扩展性不强，通讯口种类少，不灵活。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种地源热泵集成控制器，以解决上述问题。

本实用新型实施例提供一种地源热泵集成控制器，包括预先根据主模块额定负荷集成多台主机、水泵及阀门的主模块和预先根据扩展模块额定负荷集成多台主机、水泵及阀门的扩展模块；所述主模块和扩展模块均设置有多个模拟量接点和数字量接点；根据地源热泵系统的负荷将多个所述扩展模块通过模拟量接点和数字量接点与主模块连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：该地源热泵集成控制器包括主模块和扩展模块。其中主模块集成有控制多台主机、水泵及阀门的模拟量点和数字量点，同时扩展模块集成有多台主机、水泵及阀门的模拟量点和数字量点。根据建筑面积核算出系统负荷后，将多台扩展模块与一台主模块进行连接，增加了主模块的容量，从而满足系统的负荷。该地源热泵控制器直接将预先集成后的主模块与预先集成后的扩展模块连接，无需对其进行额外的编程，灵活性强，而且扩展性强。

附图说明

图1为本实用新型实施例的地源热泵集成控制器的系统示意图；

图2为本实用新型实施例的主模块的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1和图2所示为本实施例提供的一种地源热泵集成控制器，包括预先根据主模块额定负荷集成多台主机、水泵及阀门的主模块101和预先根据扩展模块额定负荷集成多台主机、水泵及阀门的扩展模块103；所述主模块101和扩展模块103均设置有多个模拟量接点和数字量接点；根据地源热泵系统的负荷将多个所述扩展模块103通过模拟量接点和数字量接点与主模块101连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：该地源热泵集成控制器包括主模块101和扩展模块103。其中主模块101集成有控制多台主机、水泵及阀门的模拟量点和数字量点，同时扩展模块103集成有多台主机、水泵及阀门的模拟量点和数字量点。根据建筑面积核算出系统负荷后，将多台扩展模块与一台主模块进行连接，增加了主模块的容量，从而满足系统的负荷。该地源热泵控制器直接将预先集成后的主模块与预先集成后的扩展模块连接，无需对其进行额外的编程，灵活性强，而且扩展性强。

该地源热泵集成控制器在运行过程中，扩展模块受主模块的控制，其中主模块内预设有运行程序。当多台扩展模块集成在主模块上时，只需调整主模块内的运行参数，扩展模块即可受到主模块的控制，无需现有技术中将多台设备配置成地源热泵系统后再对运行程序进行重新编程，即该地源热泵集成控制器控制简单，使用方便。

其中，主模块101包括主机A、主机B、四个电动阀、八个蝶阀、用户侧循环泵组C和地源侧循环泵组D；

主机A上设置有冷却水出口A4、冷却水入口A3、冷冻水出口A2和冷冻水入口A1；冷却水出口A4通过电动阀YM1及蝶阀1与用户侧循环泵组C连接且冷却水出口A4通过电动阀YM1及蝶阀8与地源侧循环泵组D连接；冷却水入口A3通过蝶阀5与地源侧的回水管连接且冷却水入口A3通过蝶阀4与用户侧201的回水管连接；冷冻水出口A2通过电动阀YM2及蝶阀6与地源侧202的回水管连接且冷冻水出口A2通过电动阀YM2及蝶阀3与用户侧201的回水管连接；冷冻水入口A1通过蝶阀7与地源侧循环泵组D连接且冷冻水入口A1通过蝶阀2与用户侧循环泵组C连接；

主机B上设置有冷却水出口B4、冷却水入口B3、冷冻水出口B2和冷冻水入口B1；所述冷却水出口B4通过电动阀YM3及蝶阀1与所述用户侧循环泵组C连接且所述冷却水出口B4通过电动阀YM3及蝶阀8与所述地源侧循环泵组D连接；所述冷却水入口B3通过蝶阀5与地源侧202的回水管连接且所述冷却水入口B3通过蝶阀4与用户侧的回水管连接；所述冷冻水出口B2通过电动阀YM4及蝶阀6与地源侧的回水管连接且所述冷冻水出口B2通过电动阀YM4及蝶阀3与用户侧的回水管连接；所述冷冻水入口B1通过蝶阀7与所述地源侧循环泵组D连接且所述冷冻水入口B1通过蝶阀2与所述用户侧循环泵组C连接；

用户侧循环泵组C与用户侧的供水管连接；所述地源侧循环泵组D与地源侧的供水管连接。

主模块101在运行时，对于主机A的启动流程如下：首先主模块101控制主机A启动，然后启动电动阀YM1和电动阀YM2，在主机A启动的同时，主模块101开始计时，当计时时间达到预定时间后，主模块101控制地源侧循环泵组D中的一台地源侧循环泵启动，当地源侧循环泵运行一段时间后，主模块101控制用户侧循环泵组C中的一台用户侧循环泵启动。这种轮流启动方式，可以降低设备在启动时的电网压力，避免多台设备同时启动对电网压力过大。当主模块101停止时，首先主模块101控制主机A停止，然后主模块101开始计时，当用户侧循环泵计时满足一定时间后，主模块101控制用户侧循环泵停止运行，当地源侧循环泵计时满足一定时间后，主模块101控制地源侧循环泵停止运行，最后电动阀YM1和电动阀YM2停止运行。当然，主机B的启停流程与主机A的启停流程相同。

另外，主模块101在启停过程中，主机与地源侧循环泵的运行数量应该保持一致，避免数量不一致时导致主机与地源侧具有较大的压力差，导致能源的浪费以及降低主机轮换的效率。

更优选地，在主模块101运行过程中，运行时间最短的设备先启动，运行时间最长的设备先停止。这样可以使得主模块中的各个设备的运行时间均匀，磨损均匀，延长主模块的使用寿命，避免个别设备运行时间过长，导致该设备损坏。

另外，对于用户侧循环泵组C，该用户侧循环泵组C可以有三台循环泵，其中两台为常用泵，第三台泵为备用泵。当三台泵在进行切换时，可以由继电器进行控制。另外，用户侧循环泵组C为变频控制，为了实现其变频控制的过程，主模块101还包括比例调节阀E、压力表P1和压力表P2；所述比例调节阀E的两端分别连接用户侧的回水管与供水管之间；所述压力表P1设置在用户侧的回水管且靠近所述用户侧循环泵组C的部位；所述压力表P2设置在用户侧的供水管且靠近用户侧的部位。具体地，用户侧循环泵组C在运行时，压力表P1与压力表P2之间的压力差应该保持稳定，当用户侧的负荷较低时，可以降低用户侧循环泵的频率，使压力表P1与压力表P2的压力差保持不变。当用户侧循环泵的频率达到最低频率时，应该增大比例调节阀E的开度，从而使得压力表P1与压力表P2的压力差保持不变，当然，用户侧的供水管道内的水经比例调节阀E进入到用户侧的回水管中，减少能量在输送至用户侧的长距离过程中的损耗，进而起到节能环保的作用。

进一步，主模块101还包括压力表P3、压力表P4和五个温度传感器；所述压力表P3和所述压力表P4分别设置在所述地源侧的回水管和供水管上；其中三个所述温度传感器分别设置在所述地源侧的回水管和供水管以及用户侧的回水管上，即温度传感器T1位于用户侧的回水管上，温度传感器T4位于地源侧的回水管上，温度传感器T5位于地源侧的供水管上；另两个所述温度传感器设置在所述用户侧的供水管上且分别位于所述比例调节阀E与该供水管的连接部的两侧。具体地，压力表P3、压力表P4分别用于检测地源侧的供水管的供水压力和回水管的回水压力，当检测到地源侧供水压力和回水压力异常时，主模块101将控制相应的设备启动或停止，确保主模块101的稳定运行。另外，在比例调节阀E与用户侧的供水管的连接部的两侧，分别设置有温度传感器，即温度传感器T3用于检测回水管上在比例调节阀E之前的水温，温度传感器T2用于检测回水管上在比例调节阀E之后的水温。

对于扩展模块103，该扩展模块103包括一台扩展主机、两个扩展电动阀、一个用户侧扩展循环泵、一个地源侧扩展循环泵；两个扩展电动阀分别设置在扩展主机的热水出水口和冷水出水口；一个用户侧扩展循环泵并联在用户侧循环泵组C上；一个地源侧扩展循环泵并联在地源侧循环泵组D上。具体地，当主模块101无法承载实际负荷时，主模块101会控制扩展模块103中的扩展主机、扩展电动阀及扩展循环泵启动，增加主模块101的功率，使主模块101稳定运行。

其中，主模块101设置有多个主模块通讯口105；扩展模块103设置有多个扩展模块通讯口102；每一个扩展模块通讯口102分别与一个主模块通讯口105连接。其中，该主模块通讯口105可以为触摸屏通讯口、TCP/IP网络通讯口、RS485通讯口、手机无线上网通讯口、SD存储卡通讯口和与扩展模块通讯口102配合的任意的通讯口。

进一步，该地源热泵集成控制器还包括人机交互设备104；人机交互设备104与其中一个主模块通讯口105连接。该人机交互设备具有如下功能：显示系统图参数界面、显示详细数据监测界面、显示数据曲线、参数修改、显示能耗分析及显示工况策略。其中，显示系统图参数界面是人机交互设备的基本功能，用户可以根据系统图上的各设备如主机、水泵、阀门的运行状态和温度、压力等各参数来判断系统运行的情况。传统的系统图界面采用平面贴图的方式展现，这种系统图不直观也不美观，而本实施例的系统图采用3D立体图来展示系统的运行情况，提高该系统的竞争力。

另外，该地源热泵集成控制器还具有冬夏季室外温度切断功能及冬季防冻保护功能。当夏天室外温度低于室内温度时，可以将该系统自动切断，节省能耗。而当冬天室外温度高于室内温度时，可以将该系统自动切断，从而节省能耗。

另外，主模块101设置有主板107；每一个所述主模块通讯口105分别与所述主板107连接。即主模块101内的主板107通过主模块通讯口105与扩展模块103进行通讯，实现主板对主模块及扩展模块的控制。该主板可以由24V直流电源输入，功耗为12VA。

另外该主板的数字量端口采用干触点，外部信号使用中间继电器隔离，额定电流为1A。该主板的模拟量接口分别连接温度传感器、压力传感器，该模拟量接口选用可拔插式接头端子。

进一步，该主模块还设置有存储器106；存储器106与主板107连接，用于存储该地源热泵集成控制器的运行数据。其中，该存储器106可以为SD存储卡，SD存储卡用于存储整个系统的运行数据，方便用户通过触摸屏查询历史数据，减少使用网络查看历史数据所消耗的网络流量，降低运行费用。

进一步，主模块101还包括无线通讯模块108；无线通讯模块108与主板107连接。即该地源热泵集成控制器可以通过无线通讯模块与无线网络连接，便于该地源热泵集成控制器在没有有线网络的地方使用无线网络传输数据。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种地源热泵集成控制器，其特征在于，包括预先根据主模块额定负荷集成多台主机、水泵及阀门的主模块和预先根据扩展模块额定负荷集成多台主机、水泵及阀门的扩展模块；

所述主模块和扩展模块均设置有多个模拟量接点和数字量接点；根据地源热泵系统的负荷将多个所述扩展模块通过模拟量接点和数字量接点与主模块连接。

2.如权利要求1所述的地源热泵集成控制器，其特征在于，所述主模块包括主机A、主机B、四个电动阀、八个蝶阀、用户侧循环泵组C和地源侧循环泵组D；

所述主机A上设置有冷却水出口A4、冷却水入口A3、冷冻水出口A2和冷冻水入口A1；所述冷却水出口A4通过电动阀YM1及蝶阀1与所述用户侧循环泵组C连接且所述冷却水出口A4通过电动阀YM1及蝶阀8与所述地源侧循环泵组D连接；所述冷却水入口A3通过蝶阀5与地源侧的回水管连接且所述冷却水入口A3通过蝶阀4与用户侧的回水管连接；所述冷冻水出口A2通过电动阀YM2及蝶阀6与地源侧的回水管连接且所述冷冻水出口A2通过电动阀YM2及蝶阀3与用户侧的回水管连接；所述冷冻水入口A1通过蝶阀7与所述地源侧循环泵组D连接且所述冷冻水入口A1通过蝶阀2与所述用户侧循环泵组C连接；

所述主机B上设置有冷却水出口B4、冷却水入口B3、冷冻水出口B2和冷冻水入口B1；所述冷却水出口B4通过电动阀YM3及蝶阀1与所述用户侧循环泵组C连接且所述冷却水出口B4通过电动阀YM3及蝶阀8与所述地源侧循环泵组D连接；所述冷却水入口B3通过蝶阀5与地源侧的回水管连接且所述冷却水入口B3通过蝶阀4与用户侧的回水管连接；所述冷冻水出口B2通过电动阀YM4及蝶阀6与地源侧的回水管连接且所述冷冻水出口B2通过电动阀YM4及蝶阀3与用户侧的回水管连接；所述冷冻水入口B1通过蝶阀7与所述地源侧循环泵组D连接且所述冷冻水入口B1通过蝶阀2与所述用户侧循环泵组C连接；

所述用户侧循环泵组C与用户侧的供水管连接；所述地源侧循环泵组D与地源侧的供水管连接。

3.如权利要求2所述的地源热泵集成控制器，其特征在于，所述主模块还包括比例调节阀E、压力表P1和压力表P2；

所述比例调节阀E的两端分别连接用户侧的回水管与供水管之间；所述压力表P1设置在用户侧的回水管且靠近所述用户侧循环泵组C的部位；所述压力表P2设置在用户侧的供水管且靠近用户侧的部位。

4.如权利要求3所述的地源热泵集成控制器，其特征在于，所述主模块还包括压力表P3、压力表P4和五个温度传感器；

所述压力表P3和所述压力表P4分别设置在所述地源侧的回水管和供水管上；

其中三个所述温度传感器分别设置在所述地源侧的回水管和供水管以及用户侧的回水管上；另两个所述温度传感器设置在所述用户侧的供水管上且分别位于所述比例调节阀E与该供水管的连接部的两侧。

5.如权利要求4所述的地源热泵集成控制器，其特征在于，所述扩展模块包括一台扩展主机、两个扩展电动阀、一个用户侧扩展循环泵、一个地源侧扩展循环泵；

两个所述扩展电动阀分别设置在所述扩展主机的热水出水口和冷水出水口；一个所述用户侧扩展循环泵并联在所述用户侧循环泵组C上；一个所述地源侧扩展循环泵并联在所述地源侧循环泵组D上。

6.如权利要求5所述的地源热泵集成控制器，其特征在于，所述主模块设置有多个主模块通讯口；所述扩展模块设置有多个扩展模块通讯口；

每一个所述扩展模块通讯口分别与一个所述主模块通讯口连接。

7.如权利要求6所述的地源热泵集成控制器，其特征在于，还包括人机交互设备；

所述人机交互设备与其中一个所述主模块通讯口连接。

8.如权利要求7所述的地源热泵集成控制器，其特征在于，所述主模块还设置有主板；

每一个所述主模块通讯口分别与所述主板连接。

9.如权利要求8所述的地源热泵集成控制器，其特征在于，所述主模块还设置有存储器；

所述存储器与所述主板连接，用于存储该地源热泵集成控制器的运行数据。

10.如权利要求9所述的地源热泵集成控制器，其特征在于，所述主模块还设置有无线通讯模块；

所述无线通讯模块与所述主板连接。