CN113531953A - 一种多能源供冷供热的联动控制方法 - Google Patents
一种多能源供冷供热的联动控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113531953A CN113531953A CN202111093285.4A CN202111093285A CN113531953A CN 113531953 A CN113531953 A CN 113531953A CN 202111093285 A CN202111093285 A CN 202111093285A CN 113531953 A CN113531953 A CN 113531953A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ground source
- heat pump
- cooling
- source heat
- supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 6
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 6
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 3
- 238000013486 operation strategy Methods 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
本发明提供了一种多能源供冷供热的联动控制方法，以一整年为一个周期，首先判断当前供能季节为冬季或夏季；冬季工况的供热步骤为：根据系统出水温度自动控制地源热泵机组运行；读取地源热泵机组的运行参数，根据运行参数调整地源热泵机组频率或机组台数，保证地源热泵机组在最优工况下运行；夏季工况的供冷步骤为：磁悬浮机组能效较高的情况下优先启用磁悬浮机组；其他情况下运行地源热泵机组和磁悬浮机组的运行策略。本发明通过磁悬浮机组和地源热泵机组的有效结合，既能保证冬季供热量，又能实现夏季工况的分段回灌控制，有效防止大地冷热失衡。
Description
技术领域
本发明涉及环境与能源领域，具体涉及一种多能源供冷供热的联动控制方法。
背景技术
地源热泵是现在清洁能源供冷供热的主要形式之一，由于地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，因此地源热泵系统在夏季制冷时，将建筑内多余的热量通过压缩机做功，交换到地下岩土层；冬季供暖时，地源热泵通过压缩机做功，将地下热量提取出来，送入室内为建筑供暖。地源热泵排入地下的能量是会对地埋管周围的岩土层造成比较大的温度影响的，所以地源热泵不能仅仅用作一种功能，如果夏季进行了制冷工作，那么冬季就应该进行供暖，这样在冬夏两季排入地下的能量才能达到平衡。简单概括为：向地下排入多少热量，就应该从地下取出多少热量。
当前，建筑采用地源热泵供冷供热时，一般采用单一的能源方式，但是北方建筑的冷热需求是热少冷多，所以在长期使用时因为向大地的回灌热量和提取热量不平衡时，造成制冷效果下降。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种多能源供冷供热的联动控制方法，通过以下技术方案实现：
一种多能源供冷供热的联动控制方法，其特征在于，以一整年为大周期，极短的时间为一个循环单位，例如每秒或每毫秒，首先判断当前供能季节为冬季或夏季；
冬季工况的供热步骤为：
根据系统出水温度自动控制地源热泵机组运行，所述系统出水温度是中央空调系统中机房设备向建筑输出的水温；
读取地源热泵机组的运行参数，根据运行参数控制循环水泵、地源热泵机组的台数、频率，保证地源热泵机组运行时产生热量或冷量与消耗电能比值最大；
夏季工况的供冷步骤为：
运行地源热泵机组和磁悬浮机组的协同供冷策略。
优选的，冬季工况所述地源热泵机组的运行参数包括：
地源热泵机组负荷率，以及通过安装在管道上的传感器测量和控制反馈点获得的地源侧供回水温度、负荷侧供回水温度；控制地源侧循环水泵、负荷侧循环水泵的运行台数和运行频率，循环水泵不是地源热泵的一部分，它们和地源热泵构成整个的系统，地源侧和负荷侧根据建筑物的需热量不同分别有两台以上水泵，大的系统分别设有六台水泵以上。
优选的，冬季工况的保证地源热泵机组运行时产生热量或冷量与消耗电能比值最大的具体步骤为：
计算所述地源侧供回水温度温度差的绝对值△T1和负荷侧供回水温度温度差的绝对值△T2；
计算地源热泵机组的负荷率；
根据温度差进行判定，决定提高或降低循环水泵的频率，或增加或减少循环水泵台数；
根据地源热泵机组的负荷率进行判定，决定增加或减少地源热泵机组的台数。
优选的，夏季工况中步骤具体实现为：
供冷阶段分为供冷初期、供冷中期和供冷末期；
在供冷初期和供冷末期，地源热泵机组热回收模式运行，制取生活热水，磁悬浮冷水机组补充供冷需求；
在供冷中期，运行地源热泵机组和磁悬浮机组的运行策略。
优选的，供冷初期、供冷中期、供冷末期的判定策略为：
设定Q1为预测夏季供冷量（地源热泵自身设定参数），Q2为地源侧提取热量，二者的差值△Q=Q1-Q2，设定冷却塔散热量为Q3，生活热水耗热量为Q4，当Q3+Q4＞△Q*K时，停止磁悬浮冷水机组运行，供冷初期结束；
其中，K为热量差权重系数，初始值在0-1之间，后期运行时，根据历年实际运行中供冷初期、供冷中期、供冷末期的时间和散热数据，计算历年在达到供冷初期和供冷末期磁悬浮冷水机组运行时间一致时K的取值，系统通过历史取值计算平均值，取为当前K的值；
设定释放到地源侧的热量为Q5，当地Q2大于或等于Q5时，地源热泵制取生活热水，启用磁悬浮机组供冷，供冷中期结束。
优选的，供冷中期的运行策略为：
供冷中期，地源热泵机组制冷模式供冷，热量释放到地源侧；
当地源侧水温高于根据建筑物建筑负荷计算的设计温度时，开启磁悬浮机组和地源热泵同时供冷，否则将停用磁悬浮机组，仅开启地源热泵机组供冷。
优选的，在夏季工况的紧急情况下，在地源热泵供冷期间随时投入磁悬浮机组保障供冷需求，或人工干预强制磁悬浮机组运行迅速降低冷冻水温度，保障紧急情况下的供冷需求。
本发明的优点在于：
本技术方案采用供冷效率较高的磁悬浮离心机组，作为冷源补充，通过切换不同能源的运行，调整回灌热量和提取热量的平衡，控制策略中充分考虑到，磁悬浮离心机组在供冷初期效率高，地源热泵在整个供冷周期内效率相对稳定的特点，通过预判功能，尽量使磁悬浮离心机组工作在供冷前期和末期效率较高的时期，同时保证回灌能量和提取能量的尽量一致；
本发明通过磁悬浮机组和地源热泵机组的有效结合，既能保证冬季供热量，又能实现夏季工况的分段回灌控制，有效防止大地冷热失衡。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明实施例的流程图；
图2为本发明实施例的夏季工况运行策略流程图；
图3为本发明实施例的冬季工况运行策略流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开一种多能源供冷供热的联动控制方法，以一整年为一个运行周期，以一个短期时间为一个循环单位，例如每秒循环，统筹考虑地源热泵系统的冷热平衡的基础上，制冷季使磁悬浮机组优先工作，并尽可能工作在能效比较高的条件下。具体流程如图1所示。
1. 冬季工况：
地源热泵：满足建筑供热需求根据系统出水温度自动控制机组运行。
读取地源热泵机组运行参数：地源侧供回水温度、负荷侧供回水温度，控制地源侧循环水泵、负荷侧循环水泵的运行台数和运行频率，地源侧和负荷侧根据建筑物的需热量不同分别有两台以上水泵，大的系统分别设有六七台水泵，保证地源热泵机组在最优工况下运行，最优工况指保证地源热泵机组运行时产生热量或冷量与消耗电能比值最大。
例如：地源侧供回水温差△T>5℃时，增加地源侧循环水泵频率，当循环水泵频率大于50Hz时，增加循环水泵运行数量；
供回水温差△T<5℃时，降低地源侧循环水泵频率，当循环水泵频率小于30Hz时，减少循环水泵运行数量。
地源热泵机组台数控制：地源热泵台数的开启，根据机组的负荷率进行判定，结合生活热水和供暖负荷进行综合控制。
例如：地源热泵机组运行负荷率>90%时，增加一台地源热泵机组；
地源热泵机组运行负荷率<30%时，减少一台地源热泵机组。
2. 夏季工况
磁悬浮离心机和地源热泵的切换主要通过Q1（预测夏季供冷量）-Q2（地源侧取热量）=△Q，根据差量△Q来控制，统筹计算使磁悬浮机组尽量在供冷初期和末期，室外温度较低、磁悬浮机组能效较高的情况下优先启用磁悬浮机组。
供冷初期，地源热泵机组热回收模式运行，制取生活热水，磁悬浮冷水机组补充供冷需求，当Q3（冷却塔散热量）+Q4（生活热水耗热量）＞△Q*K（0~1）时，停止磁悬浮冷水机组运行，供冷初期结束。
其中，K为热量差权重系数，初始值在0-1之间，后期运行时，根据历年实际运行中供冷初期、供冷中期、供冷末期的时间和散热数据，计算历年在达到供冷初期和供冷末期磁悬浮冷水机组运行时间一致时K的取值，系统通过历史取值计算平均值，取为当前K的值。
供冷中期，地源热泵机组制冷模式供冷，大部分热量释放到地源侧，当地源侧水温高于根据建筑物建筑负荷计算的设计温度（该温度通常标注在设计图纸上）时，开启磁悬浮机组供冷，当Q5（释放到地源侧的热量）大于或等于Q2（地源侧取热量）时，地源热泵制取生活热水，启用磁悬浮机组供冷，供冷中期结束。
供冷末期，地源热泵机组热回收模式运行，制取生活热水，磁悬浮冷水机组补充供冷需求，直至供冷季结束。
在紧急情况下，通过冷冻水的温升率控制，在地源热泵供冷期间随时投入磁悬浮机组保障供冷需求，也可以人工干预强制磁悬浮机组运行迅速降低冷冻水温度，保障紧急情况下的供冷需求。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种多能源供冷供热的联动控制方法，其特征在于，以一整年为一个周期，首先判断当前供能季节为冬季或夏季；
冬季工况的供热步骤为：
根据系统出水温度自动控制地源热泵机组运行，所述系统出水温度是中央空调系统中机房设备向建筑输出的水温；
读取地源热泵机组的运行参数，根据运行参数控制循环水泵、地源热泵机组的台数、频率，保证地源热泵机组运行时产生热量或冷量与消耗电能比值最大；
夏季工况的供冷步骤为：
运行地源热泵机组和磁悬浮机组的协同供冷策略。
2.根据权利要求1所述的多能源供冷供热的联动控制方法，其特征在于，冬季工况所述地源热泵机组的运行参数包括：
地源热泵机组负荷率；
通过安装在管道上的传感器测量和控制反馈点获得的地源侧供回水温度、负荷侧供回水温度。
3.根据权利要求2所述的多能源供冷供热的联动控制方法，其特征在于，所述冬季工况的保证地源热泵机组运行时产生热量或冷量与消耗电能比值最大的具体步骤为：
计算所述地源侧供回水温度温度差的绝对值△T1和负荷侧供回水温度温度差的绝对值△T2；
计算地源热泵机组的负荷率；
根据温度差进行判定，决定提高或降低循环水泵的频率，或增加或减少循环水泵台数；
根据地源热泵机组的负荷率进行判定，决定增加或减少地源热泵机组的台数。
4.根据权利要求1所述的多能源供冷供热的联动控制方法，其特征在于，夏季工况协同供冷策略具体实现为：
供冷阶段分为供冷初期、供冷中期和供冷末期；
在供冷初期和供冷末期，地源热泵机组热回收模式运行，制取生活热水，磁悬浮冷水机组补充供冷需求；
在供冷中期，运行地源热泵机组和磁悬浮机组的运行策略。
5.根据权利要求4所述的多能源供冷供热的联动控制方法，其特征在于，所述供冷初期、供冷中期、供冷末期的判定策略为：
设定Q1为预测夏季供冷量，Q2为地源侧提取热量，二者的差值△Q=Q1-Q2，设定冷却塔散热量为Q3，生活热水耗热量为Q4，当Q3+Q4＞△Q*K时，停止磁悬浮冷水机组运行，供冷初期结束；
其中，K为热量差权重系数，初始值在0-1之间，后期运行时，根据历年实际运行中供冷初期、供冷中期、供冷末期的时间和散热数据，计算历年在达到供冷初期和供冷末期磁悬浮冷水机组运行时间一致时K的取值，系统通过历史取值计算平均值，取为当前K的值；
设定释放到地源侧的热量为Q5，当地Q2大于或等于Q5时，地源热泵制取生活热水，启用磁悬浮机组供冷，供冷中期结束。
6.根据权利要求4所述的多能源供冷供热的联动控制方法，其特征在于，所述供冷中期的运行策略为：
供冷中期，地源热泵机组制冷模式供冷，热量释放到地源侧；
当地源侧水温高于设计温度时，开启磁悬浮机组和地源热泵同时供冷，否则将停用磁悬浮机组，仅开启地源热泵机组供冷。
7.根据权利要求1所述的多能源供冷供热的联动控制方法，其特征在于，夏季工况还包括步骤：
在紧急情况下，在地源热泵供冷期间随时投入磁悬浮机组保障供冷需求，或人工干预强制磁悬浮机组运行迅速降低冷冻水温度，保障紧急情况下的供冷需求。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111093285.4A CN113531953A (zh) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | 一种多能源供冷供热的联动控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111093285.4A CN113531953A (zh) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | 一种多能源供冷供热的联动控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113531953A true CN113531953A (zh) | 2021-10-22 |
Family
ID=78092815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111093285.4A Pending CN113531953A (zh) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | 一种多能源供冷供热的联动控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113531953A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115523644A (zh) * | 2022-11-04 | 2022-12-27 | 蘑菇物联技术（深圳）有限公司 | 控制空调系统的主机的方法、设备和存储介质 |
| CN115720792A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-03-03 | 泰州市苏中园艺有限公司 | 一种催花环境控制系统 |
| CN116007231A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-04-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种地源热泵机组及其控制方法、装置和存储介质 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2312237A1 (fr) * | 2009-10-16 | 2011-04-20 | Unistar Europe | Sonde pour installations géothermiques |
| CN202734158U (zh) * | 2012-07-18 | 2013-02-13 | 天津天地源科技发展有限公司 | 地源热泵机房节能控制系统 |
| CN103512275A (zh) * | 2013-10-29 | 2014-01-15 | 安徽理工大学 | 一种蓄热型太阳能地源热泵 |
| CN104748441A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-01 | 青岛理工大学 | 一种利用薄壳换热器的地铁废热回收系统 |
-
2021
- 2021-09-17 CN CN202111093285.4A patent/CN113531953A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2312237A1 (fr) * | 2009-10-16 | 2011-04-20 | Unistar Europe | Sonde pour installations géothermiques |
| CN202734158U (zh) * | 2012-07-18 | 2013-02-13 | 天津天地源科技发展有限公司 | 地源热泵机房节能控制系统 |
| CN103512275A (zh) * | 2013-10-29 | 2014-01-15 | 安徽理工大学 | 一种蓄热型太阳能地源热泵 |
| CN104748441A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-01 | 青岛理工大学 | 一种利用薄壳换热器的地铁废热回收系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张海云: "基于土壤热平衡的地源热泵系统分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115720792A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-03-03 | 泰州市苏中园艺有限公司 | 一种催花环境控制系统 |
| CN115523644A (zh) * | 2022-11-04 | 2022-12-27 | 蘑菇物联技术（深圳）有限公司 | 控制空调系统的主机的方法、设备和存储介质 |
| CN116007231A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-04-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种地源热泵机组及其控制方法、装置和存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113531953A (zh) | 一种多能源供冷供热的联动控制方法 | |
| CN107192097A (zh) | 空调冷冻水系统的控制方法和装置 | |
| CN104315629B (zh) | 利用谷电辅助蓄冷/蓄热的地埋管地源热泵系统及方法 | |
| CN110895016A (zh) | 一种基于模糊自适应的中央空调系统节能群控方法 | |
| CN104344603B (zh) | 利用谷电辅助供热/供冷的地埋管地源热泵系统及方法 | |
| CN108168052A (zh) | 一种中央空调制冷系统最优启停控制方法 | |
| CN110848895B (zh) | 一种非工空调柔性负荷控制方法和系统 | |
| CN212132815U (zh) | 一种智能冷站控制系统 | |
| CN205807750U (zh) | 冷机群控节能控制系统及空调设备 | |
| CN113218040A (zh) | 一种中央空调系统能效提升控制方法 | |
| CN114611288A (zh) | 一种中央空调系统智能化高效机房节能算法模型 | |
| CN202598761U (zh) | 一种温湿度独立控制的户式中央空调系统 | |
| CN114001494A (zh) | 一种中深层地热能结合式冷热供应系统及方法 | |
| CN205245413U (zh) | 一种复合式地源热泵系统 | |
| CN103256670A (zh) | 地源热泵复合空调系统 | |
| CN101858624B (zh) | 多联变流量户式水系统中央空调 | |
| CN114001493A (zh) | 一种基于可再生能源耦合应用的零碳冷热供应系统及方法 | |
| CN114136021A (zh) | 结合资源预测的太阳能-地源热泵系统控制方法及系统 | |
| CN118112938A (zh) | 复合式地源热泵系统短周期控制策略优化方法 | |
| CN101418977B (zh) | 基于地下水制冷的空调节能方法及其系统 | |
| CN216384676U (zh) | 一种中深层地热能结合式冷热供应系统 | |
| CN206055884U (zh) | 一种中央空调循环泵组优选控制装置 | |
| CN205037498U (zh) | 一种地源热泵和冷却塔串联复合式空调的自动控制系统 | |
| CN112460839B (zh) | 一种基于用户舒适度的地源热泵的控制方法及系统 | |
| Gao et al. | Study on the optimal allocation of resources for regional integrated energy stations based on the interconnection of multiple operators |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211022 |