地源熱泵有什么優(yōu)缺點(diǎn)?太陽能與地源熱泵如何相結(jié)合使用?
作者:山東省城建設(shè)計(jì)院 韓明坤
引言
我國能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理,以煤為主的能源供給造成了嚴(yán)重的大氣污染和溫室氣體排放。因此,節(jié)約能源和開發(fā)利用清潔、可再生能源的任務(wù)十分緊迫??稍偕茉丛诮ㄖ械膽?yīng)用是建筑業(yè)技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)發(fā)展的需要,隨著 2006 年 1 月《可再生能源法》的正式頒布與實(shí)施,太陽能、淺層地?zé)崮茉诮ㄖ袠I(yè)中的應(yīng)用越來越受到人們的重視。
地源熱泵技術(shù)是可再生能源應(yīng)用的主要方向之一,即利用淺層地?zé)崮苜Y源進(jìn)行供熱與空調(diào),具有良好的節(jié)能與環(huán)境效益,近年來在國內(nèi)得到了日益廣泛的應(yīng)用。隨著《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》的實(shí)施,地源熱泵系統(tǒng)工程的市場更加規(guī)范化,能更好地發(fā)揮其節(jié)能、環(huán)保效益。但該系統(tǒng)存在土壤溫度場的恢復(fù)問題,即隨著地源熱泵系統(tǒng)連續(xù)長期的運(yùn)行,會從地下過多的取熱或過多的散熱,造成地下溫度場的波動(dòng),降低機(jī)組的 COP 值,增加系統(tǒng)能耗。樹上鳥教育暖通設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)課程在線教學(xué)杜老師。
圖 1 表示出了北京某實(shí)際工程單獨(dú)采用地源熱泵系統(tǒng)時(shí), 10 年內(nèi)地埋管換熱器進(jìn)出口水溫及土壤溫度的變化。
圖 1 10 年內(nèi)地埋管換熱器進(jìn)出口水溫及土壤溫度變化圖
從圖 1 可以看出, 10 年內(nèi)土壤溫度由初始的 15度,下降到 10.2℃,下降了 4.8℃。冬季,熱泵機(jī)組的低出水溫度由初的 3℃ 下降到 -0.5℃,吸熱量和排熱量存在極大的不平衡。
太陽能技術(shù)也是可再生能源應(yīng)用的主要方向之一,太陽能是枯竭的清潔能源,量大、資源豐富、綠色環(huán)保。但也有一些缺點(diǎn):( 1)太陽能的能流密度低,且因地而異,因時(shí)而變。( 2)太陽能具有間歇性和不可靠性。太陽能的輻照度受氣候條件等各種因素的影響不能維持常量,如果遇上連續(xù)的陰雨天氣太陽能的供應(yīng)就會中斷。此外,太陽能是一種輻射能,具有即時(shí)性,自身不易儲存,必須即時(shí)轉(zhuǎn)換成其它形式能量才能利用和儲存。
地源熱泵技術(shù)和太陽能技術(shù)自身存在這些局限性,如果兩種能源可以聯(lián)合使用,這樣能互相彌補(bǔ)自身的不足,提高資源利用率。
太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行的原則
太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí),應(yīng)遵循如下原則:
( 1)可再生能源利用的前提是必須采用節(jié)能建筑,以降低系統(tǒng)的初投資。太陽能的能流密度較低,太陽集熱系統(tǒng)的價(jià)格在目前仍然偏高;地源熱泵系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)相比,初投資也較高。為了盡可能減少系統(tǒng)的初投資,必須保證建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)符合節(jié)能規(guī)范的要求,以降低供暖、空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷需求。
( 2)與供水溫度要求低的末端系統(tǒng)配套使用。目前高溫型的地源熱泵機(jī)組 COP 值較低,對于常規(guī)地源熱泵機(jī)組來說,供熱時(shí),出水溫度較低。同時(shí),太陽集熱系統(tǒng)的集熱效率與集熱系統(tǒng)的出水溫度有關(guān),溫度越高熱損失越大,集熱效率降低,因此在選擇供暖系統(tǒng)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇供水溫度要求低的形式,如地板輻射采暖形式。
( 3)在經(jīng)濟(jì)許可的前提下大限度地利用太陽能資源。太陽能是*免費(fèi)的,在利用過程中,僅消耗水泵能耗,運(yùn)行費(fèi)用低,所以在經(jīng)濟(jì)許可的情況下,盡可能增大太陽集熱器的面積,延長太陽能利用的時(shí)間,以提高太陽能的利用率。
太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行的方式
本工程位于北京,建筑的功能主要是辦公室和實(shí)驗(yàn)室,建筑面積 2835m2。辦公區(qū)域夏季采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)(冷凍水供回水溫度 7/12℃),冬季采用地面輻射采暖系統(tǒng)(經(jīng)散熱器后,熱水供回水溫度 45/40℃);試驗(yàn)區(qū)域夏季不設(shè)空調(diào),冬季采用輻射型散熱器采暖系統(tǒng)( 50/45℃ 熱水供回水溫度),保證值班采暖溫度。采用地源熱泵系統(tǒng)、太陽能系統(tǒng)作為空調(diào)采暖系統(tǒng)的冷熱源。末端的散熱器系統(tǒng)與地板輻射采暖系統(tǒng)串聯(lián)運(yùn)行,以加大系統(tǒng)的供回水溫差。
該建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良,達(dá)到了節(jié)能建筑的標(biāo)準(zhǔn),因此該建筑的冷熱負(fù)荷較低,經(jīng)過逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算可知,冬季大熱負(fù)荷為 110kW,夏 季 大 冷 負(fù) 荷 為 60kW。 采 暖 季 逐 時(shí) 熱 負(fù) 荷總 值 為 119746kW·h, 制 冷 季 逐 時(shí) 冷 負(fù) 荷 總 值 為25072kW·h,熱負(fù)荷總值遠(yuǎn)大于冷負(fù)荷總值。在這種情況下若單獨(dú)采用地源熱泵系統(tǒng),必然存在吸熱量與排熱量極度不平衡的問題,那么,長期運(yùn)行結(jié)果會使土壤溫度越來越低,也將降低熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率,終導(dǎo)致冬季地源熱泵系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。為了解決吸熱量與排熱量不平衡的問題,提高地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率,可采用太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行的方式。
太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí),通常有 4 種運(yùn)行方式:
( 1)直接利用太陽能供熱;
( 2)太陽能與熱泵機(jī)組的冷凝器串聯(lián)運(yùn)行;
( 3)太陽能加熱地埋管換熱器;
( 4)太陽能直接進(jìn)入熱泵機(jī)組蒸發(fā)器。太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行原理圖如圖 2 所示。
圖 2 太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行方式
系統(tǒng)的控制策略為:
( 1)經(jīng)過太陽能加熱后的供水溫度 Tg 高于 50℃ 時(shí),直接利用太陽能采暖,此時(shí)閥門 V1、 V2 開啟,水泵 2、 3、 4 開啟;閥門V3、 4、 5、 6、 7、 8、 9 均 關(guān) 閉, 熱 泵 機(jī) 組 關(guān) 閉,水泵 1 關(guān)閉。
( 2)當(dāng) Tg 溫度低于 50℃ 時(shí),且高于40℃ 時(shí),太陽能不能被直接利用,而是與熱泵機(jī)組冷凝器串聯(lián),此時(shí)閥門 V2、 3、 5、 9 開啟,水泵 1、 2、 3、4 開啟,熱泵機(jī)組開啟;閥門 V1、 4、 6、 7、 8 均關(guān)閉。
( 3)當(dāng) Tg 溫度低于 40℃ 時(shí),且高于 25℃ 時(shí),太陽能加熱巖土體側(cè)地埋管換熱器,此時(shí)閥門 V3、4、 6、 7 開啟,水泵 1、 2、 3、 4 開啟,熱泵機(jī)組開啟;閥門 V1、 2、 5、 8、 9 均關(guān)閉。
( 4)當(dāng) Tg 溫度低于 25℃ 時(shí),且高于 15℃ 時(shí),太陽能直接進(jìn)入熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器,作為低位熱源,此時(shí)閥門 V3、 4、6、 8 開啟,水泵 1、 2、 3、 4 開啟,熱泵機(jī)組開啟;閥門 V1、 2、 5、 7、 9 均關(guān)閉。
( 5)當(dāng) Tg 溫度低于15℃ 時(shí),僅采用熱泵系統(tǒng)供暖。此時(shí),閥門V3、 4、5 開啟,水泵 1、 2 開啟,熱泵機(jī)組開啟;閥門 V1、 2、6、 7、 8、 9 均關(guān)閉。
太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的適用條件
太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)采用何種聯(lián)合運(yùn)行方式,主要與太陽能集熱器的面積及末端所需的供回水溫度有關(guān)。例如:集熱器的面積較大,可以使得系統(tǒng)的供水溫度較高,這是可以考慮直接利用太陽能供熱的方式,相反,若集熱器面積較小,產(chǎn)生的熱水溫度較低,則無法直接供熱。同樣的,若末端所需的供回水溫度較高,若超過 60℃,則很難直接利用太陽能供熱,若末端所需的供回水溫度較低,在 40℃ 以下,則可直接利用太陽能供熱。下面介紹了采用不同的集熱器面積時(shí),對應(yīng)的聯(lián)合運(yùn)行方式。
在北京,供暖期為 11 月 15 日至次年的 3 月 15 日,共 2880 個(gè)小時(shí),典型氣象年中,有太陽輻照的時(shí)間為 1179h,占總供暖時(shí)間的 40.63%。為了便于分析,本文對于末端的供回水溫度要求為 50/40℃。圖3 表示出了在不同太陽集熱器面積情況下,太陽能系統(tǒng)供水溫度分別超過 41℃、 42℃、 43℃、 44℃、45℃、 46℃、 47℃、 48℃、 49℃、 50℃ 的小時(shí)數(shù)。
從圖 3 可以看出:
( 1)在太陽集熱器面積為 140m2 的情況下,太陽能系統(tǒng)供水的高溫度為 48℃,無法實(shí)現(xiàn)直接利用太陽能供熱。
( 2)在太陽集熱器面積為 300m2 的情況下,太陽能系統(tǒng)供水溫度超過 50℃ 的小時(shí)數(shù)為 52h(占總供暖時(shí)間的 1.81%),雖然可以實(shí)現(xiàn)直供,但由于風(fēng)機(jī)盤管時(shí)間短,從增加自控復(fù)雜性、增加初投資的角度考慮,不建議采用直供的運(yùn)行方式。
( 3)在太陽集熱器面積為 500m2 的情況下,太陽能系統(tǒng)供水溫度超過 50℃ 的小時(shí)數(shù)為 158( 5.5%),可以實(shí)現(xiàn)直接利用太陽能供熱。
( 4)太陽集熱器面積由 140m2 增加到 1000m2時(shí), 對 太 陽 能 系 統(tǒng) 供 水 溫 度 超 過 41℃ 的小時(shí)數(shù)變化影響不太大,由 527 小時(shí)(占總供暖時(shí)間的18.3%)增加到 746(占總供暖時(shí)間的 25.9%)小時(shí),但對于超過 50℃ 的小時(shí)數(shù)影響較大,由 0 小時(shí)(占總供暖時(shí)間的 0%)增加到 275 小時(shí)(占總供暖時(shí)間的 9.55%)。
太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方式的模擬分析
對于本文第 3 節(jié)提及的某實(shí)際工程,筆者利用TRNSYS 軟件進(jìn)行了模擬計(jì)算。由于本項(xiàng)目的太陽集熱器面積比較小( 140m2) ,所以采用太陽能換熱后的熱水進(jìn)地埋管換熱器或者直接進(jìn)入熱泵機(jī)組蒸發(fā)器的聯(lián)合運(yùn)行方式。圖 4、圖 5 分別表示出了 1年內(nèi)、 10 年內(nèi)太陽能系統(tǒng)(僅冬季運(yùn)行)與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí), 1 年內(nèi)地埋管換熱器進(jìn)出口水溫及土壤溫度變化的情況。從圖中可以看出,太陽能系統(tǒng)僅冬季運(yùn)行時(shí), 10 年內(nèi)土壤溫度由初始的 15度,下降到 12.5℃,下降了 2.5℃,吸熱量和排熱量仍然存在不平衡的現(xiàn)象,太陽能需在過渡季也要向土壤中蓄熱,具體模擬情況如圖 6 所示。
從圖 6 可以看出,當(dāng)太陽能在過渡季也向土壤中蓄熱時(shí), 10 年內(nèi)土壤的平均溫度基本不變,吸熱量和排熱量基本平衡。
但需要注意的是,太陽能在過渡季蓄熱時(shí),需要消耗水泵的能耗,增加運(yùn)行費(fèi)用。因此,在實(shí)際工程中,是否采用過渡季蓄熱,需要綜合考慮。
結(jié)論
太陽能、淺層地?zé)崮茏鳛榭稍偕茉矗诮ㄖI(lǐng)域的能源利用中發(fā)揮著越來越重要的作用,它們的應(yīng)用是解決我國能源和環(huán)境問題的重要措施之一。本文詳細(xì)闡述了太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的方式、適用的范圍,為可再生能源的合理利用提出建議。
建筑圖
( 1)太陽能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí),要優(yōu)先采用太陽能。
( 2)夏熱冬冷地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)要求夏季隔熱為主,兼顧冬季保溫,目前該類建筑主要使用的主動(dòng)式技術(shù)主要有采用高效照明、通風(fēng)熱回收技術(shù)、以及空氣源熱泵;采用的被動(dòng)式技術(shù)主要有自然采光、自然通風(fēng)、建筑遮陽和綠色植被;可再生能源的應(yīng)用適宜采用太陽能或者太陽能與土壤源熱泵聯(lián)合的方式。
( 3)由于國情現(xiàn)狀,我國夏熱冬冷地區(qū)超低能耗居住建筑的一次能源消耗量已經(jīng)低于德國被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)限值,因此,對于超低能耗的能耗限制,因根據(jù)不同發(fā)展階段進(jìn)行調(diào)整。現(xiàn)階段,宜僅針對建筑空調(diào)、通風(fēng)與供暖能耗進(jìn)行研究和規(guī)定。
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此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè),新能源技術(shù)安裝公司,地?zé)峋@探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設(shè)計(jì),通過連接我司單總線地?zé)犭娎|,以及單通道或多通道485接口采集器,可對接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢!此款設(shè)備支持貼牌,具體價(jià)格按量定制。


RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實(shí)測土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測試時(shí)間要足夠長,測試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。較傳統(tǒng)的測溫電纜設(shè)計(jì)方法,單總線測溫電纜因?yàn)榻泳€方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測,因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。
采集服務(wù)器通過總線將現(xiàn)場與溫度采集模塊相連,溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個(gè)采集模塊可以連接內(nèi)置1-60個(gè)溫度傳感器的測溫電纜相連。 本方案可以對大型試驗(yàn)場進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測,支持180口井或測溫電纜及1500點(diǎn)以上的觀測井溫度在線監(jiān)測。
RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng):
1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析
2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究
3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究
4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究
5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究
6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究,埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究。
豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統(tǒng),主要是一套先進(jìn)的基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù),為優(yōu)化地源熱泵設(shè)計(jì)、探討地源熱泵的可持續(xù)運(yùn)行具有參考價(jià)值。
二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點(diǎn):
1.結(jié)構(gòu)簡單,一根總線可以掛接1-60根傳感器,總線采用三線制,所有的傳感器就燈泡一樣,可以直接掛在總線上.
2.總線距離長.采用強(qiáng)驅(qū)動(dòng)模塊,普通線,可以輕松測量500米深井.
3.的深井土壤檢測傳感器,防護(hù)等級達(dá)到IP68,可耐壓力高達(dá)5Mpa.
4.定制的防水抗拉電纜,增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點(diǎn)總結(jié):高性價(jià)格比,根據(jù)不同的需求,比你想象的*.
針對U型管口徑小的問題,本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應(yīng)用于:
1.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析
2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究
3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究
4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究
5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究
6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究。
本系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):支持傳感器:18B20高精度深井水溫?cái)?shù)字傳感器,測井深:1000米,傳感器耐壓能力:5Mpa ,配置設(shè)備:遠(yuǎn)距離溫度采集模塊+測井電纜+傳感器,
RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)功能:
1、溫度在線監(jiān)測
2、 報(bào)警功能
3、 數(shù)據(jù)存儲
4、定時(shí)保存設(shè)置
5、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表打印
6、歷史曲線查詢等功能。
【技術(shù)參數(shù)】
1、溫度測量范圍:-10℃ ~ +100℃
2、溫度精度: 正負(fù)0.5℃ (-10℃ ~ +80℃)
3、分 辨 率: 0.1℃
4、采樣點(diǎn)數(shù): 小于128
5、巡檢周期: 小于3s(可設(shè)置)
6、傳輸技術(shù): RS485、RF(射頻技術(shù))、GPRS
7、測點(diǎn)線長: 小于350米
8、供電方式: AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3年
9、工作溫度: -30℃ ~ +80℃
10、工作濕度: 小于90%RH
11、電纜防護(hù)等級:IP66
使用注意事項(xiàng):
防水感溫電纜經(jīng)測試與檢測,具備一定的防水和耐水壓能力,使用時(shí),請按以下方法操作與使用:
1. 使用時(shí),建議將感溫電纜置于U形管內(nèi)以方便后期維護(hù)。
若置與U形管外,請小心操作,做好電纜防護(hù),防止在安裝過程中電纜被劃傷,以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置,因溫度為緩慢變化量,正常使用時(shí),請等待測物熱平衡后再進(jìn)行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式,紅色為電源正,建議電源為3-5V DC,黑色為電源負(fù),蘭色為信號線。請嚴(yán)格按照此說明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個(gè)節(jié)點(diǎn),實(shí)際使用應(yīng)該限制在150個(gè)節(jié)點(diǎn)以內(nèi)。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯(cuò)能力,但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電,當(dāng)總線距離在200米以內(nèi),則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電,當(dāng)距離在500米之內(nèi),可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。
【北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司提供定制各個(gè)領(lǐng)域用的測溫線纜產(chǎn)品介紹】
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實(shí)測土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測試時(shí)間要足夠長,測試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。
由北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統(tǒng),硬件采取先進(jìn)的ARM技術(shù);上位機(jī)軟件使用編程語言技術(shù)設(shè)計(jì),富有人性、直觀明了;測溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部,根據(jù)客戶距離進(jìn)行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測,本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。
地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測方法:
為了實(shí)現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷,必須首先制定保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的合理的標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段,地下土壤溫度的初始值是一個(gè)重要的依據(jù)參數(shù),它也是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個(gè)或幾個(gè)空調(diào)采暖周期(一般一個(gè)空調(diào)采暖周期為1年)后,系統(tǒng)的取熱和放熱嚴(yán)重不平衡,則這個(gè)初始溫度會有較大的變化,將會大大降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率。所以設(shè)計(jì)選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標(biāo)準(zhǔn)。
首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進(jìn)行全年動(dòng)態(tài)能耗分析,即輸入建筑物的條件,包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和房間功能等條件,計(jì)算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負(fù)荷,我們根據(jù)該負(fù)荷,選擇合適的系統(tǒng)配置,即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源,并動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運(yùn)行過程中土壤溫度的變化情況,得到初始土壤溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運(yùn)行方案運(yùn)行,同時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤溫度變化情況,即依靠埋置在地下的測溫傳感器監(jiān)測土壤的溫度,并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。
淺層地溫能監(jiān)測系統(tǒng)概況:
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進(jìn)行供熱和供冷,在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù),而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實(shí)測土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測試時(shí)間要足夠長,測試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。較傳統(tǒng)的地源熱泵測溫電纜設(shè)計(jì)方法,北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測溫電纜因?yàn)榻泳€方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測,因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。
為方便研究土壤、水質(zhì)等環(huán)境對空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量,目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井,有口徑小,深度較深等特點(diǎn)的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井,要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置,即10米放一個(gè)探頭,則所需線材要1500米,在井上需配置一個(gè)至少12通道的巡檢儀,若需接入電腦進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)記錄,該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計(jì),這口井進(jìn)行地?zé)釡y溫至少成本在8000元,雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測溫精度,但對模擬量數(shù)據(jù)采集,提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù),即提供巡檢儀的測量精度,若能夠在長距離測溫的條件下進(jìn)行多點(diǎn)測溫,能夠做到0.5度的精度,則是非常不容易。針對這一需求,北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應(yīng)系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測,地源熱泵溫度監(jiān)測研究,地源熱泵溫度測量系統(tǒng),淺層地?zé)釡y溫系統(tǒng)。
地源熱泵數(shù)字總線測溫線纜與傳統(tǒng)測溫電纜對比分析:
傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件,因其是模擬量,要對溫度進(jìn)行采集,若需較高精度,需要選擇12位或以上的AD轉(zhuǎn)換及信號處理電路,近距離時(shí),其精度及可靠性受環(huán)境影響不大,但當(dāng)大于30米距離傳輸時(shí),宜采用三線制測方式,并需定期對溫度進(jìn)行校正。當(dāng)進(jìn)行多點(diǎn)采集時(shí),需每個(gè)測溫點(diǎn)放置一根電纜,因電阻作為模擬量及相互之間的干擾,其溫度測量的準(zhǔn)確度、系統(tǒng)的精度差,會受環(huán)境及時(shí)間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在,而檢測的環(huán)境往往存在電場、磁場等不確定因素,這些因素會對電信號產(chǎn)生較大的干擾,從而影響傳感器實(shí)際的測量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,每年需要進(jìn)行校準(zhǔn),因而它們的使用有很大的局限性。
北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器,具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性,總線式數(shù)字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應(yīng)元件,感應(yīng)元件位于傳感器頭部,傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國進(jìn)口測溫芯片的特性及精度級別,無需校正,因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式,總線電纜或傳感器外徑可做得很小,直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢。所以數(shù)字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測理想的設(shè)備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)場總線管理器,直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臄?shù)字信號,而每個(gè)傳感器本身都有唯的識別ID,所以很多傳感器可以直接掛接在總線上,從而實(shí)現(xiàn)一根電纜檢測很多溫度點(diǎn)的功能。
地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺建設(shè)


一、系統(tǒng)介紹
1、建設(shè)自動(dòng)監(jiān)測監(jiān)測平臺,可監(jiān)測大樓內(nèi)室內(nèi)溫度;熱泵機(jī)組空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、
壓力、流量;系統(tǒng)空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、壓力、流量;熱泵機(jī)組和水泵的電壓、電流、功率、
電量等參數(shù);地溫場的變化等,實(shí)現(xiàn)熱泵機(jī)組運(yùn)行情況 24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測,異常情況預(yù)
警,做到真正的無人值守??蓪岜孟到y(tǒng)的長期運(yùn)行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對地溫場的影響以及能效
比等進(jìn)行綜合的科學(xué)評價(jià),為進(jìn)一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)依據(jù)。
具體測量要求如下:
1)各熱泵機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行情況;
2)室內(nèi)溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
3)室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線;
4)機(jī)房內(nèi)空調(diào)側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
5)機(jī)房內(nèi)地埋管側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
6)機(jī)房內(nèi)用電設(shè)備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
7)地溫場內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;
8)能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評價(jià)分析。
2、自動(dòng)監(jiān)測平臺建成以后可以對已經(jīng)安裝自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備的地?zé)峋畬?shí)施自動(dòng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)分
析展示,可實(shí)現(xiàn)地?zé)峋突毓嗑乃?、水溫、流量?shí)施傳輸分析,并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預(yù)
警,做到實(shí)時(shí)監(jiān)管,有地?zé)峋\(yùn)行的穩(wěn)定性。
1)開采水量及回水水量的流量監(jiān)測及變化曲線;
2)開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測及變化曲線;
3)開采井井內(nèi)水位監(jiān)測及變化曲線;
推薦產(chǎn)品如下:
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地?zé)峁芾硐到y(tǒng)(geothermal management system)是為實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)而建立的管理系統(tǒng)。
我司深井地?zé)岜O(jiān)測產(chǎn)品系列介紹:
1.0-1000米單點(diǎn)溫度檢測(普通表和存儲表)/0-3000米單點(diǎn)溫度檢測(普通顯示,只能顯示溫度,沒有存儲分析軟件功能)
2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測/高精度遠(yuǎn)程地溫監(jiān)測系統(tǒng)(采集器采用低功耗、攜帶方便;物聯(lián)網(wǎng)NB無線傳輸至WEB端B/S架構(gòu)網(wǎng)絡(luò);單總線結(jié)構(gòu),可擴(kuò)展256個(gè)點(diǎn);進(jìn)口18B20高精度傳感器,在10-85度范圍內(nèi),精度在0.1-0.2度)
3. 4.0-10000米分布式多點(diǎn)深層地溫監(jiān)測(采用分布式光纖測溫系統(tǒng)細(xì)分兩大類:1.井筒測試 2.井壁測試)
4.0-2000米NB型液位/溫度一體式自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)(同時(shí)監(jiān)測溫度和液位兩個(gè)參數(shù),MAX耐溫125攝氏度)
5.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體井下電視(同時(shí)監(jiān)測溫度和視頻圖片等)
6. 微功耗采集系統(tǒng)/遙控終端機(jī)——地?zé)豳Y源監(jiān)測系統(tǒng)/地?zé)峁芾硐到y(tǒng)(可在換熱站同時(shí)監(jiān)測溫度/流量/水位/泵內(nèi)溫度/壓力/能耗等多參數(shù)內(nèi)容,可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控,24小時(shí)無人值守)
有此類深井地溫項(xiàng)目,歡迎新老客戶朋友垂詢!北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司
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