产品列表 / products

地源热泵系统需要监控哪些数据及如何自动控制？

更新时间：2020-05-17　点击量：1534

问：地源热泵系统需要监控哪些数据及如何自动控制？

答：我国应用地源热泵的面积逐渐增大，对于已经建成的地源热泵系统需要进行有效的监督管理，保证系统的正常运行，主要的监控内容如下：

1、地源热泵使用的业主或是物业管理处要定时对系统的地下系统的运行进行检测，还要进行日常的全面维护工作。

2、地源热泵系统的管理人员必须要熟练的掌握地下参数检测系统的使用，并对数据进行记录，出现故障时要及时的进行修理。

3、地源热泵在运行期间发生的任何异常与故障在做好记录的同时还要及时的进行处理，避免造成系统的无法使用。

4、对地源热泵传感器的定期标定与检测系统的定期检验。

5、为了保护地下的水文、地质环境等，因此必须对地温、水温、水位、水流量、渗流速度与流向、水质等进行检测。

为了地源热泵能够健康稳定的发展，使用与检测是十分重要的工作，切不可盲目使用，影响后期的运行效果，对地质等环境造成危害。

地源热泵自动控制系统内容

在整个地源热泵系统中，自动控制对系统的监测控制范围包括以下部分：埋管区域地温监测

通风与空调系统监控、全系统输入／输出能量计量、全系统设备运行控制。

2.1埋管区域地温监测

2.1.温度传感器的布置

为监测地源热泵系统运行过程中埋管周围土壤温度的变化状况，本系统特设有土壤温度数据采集系统。

埋点分布：将整个埋管区域划分成若干区域，在每个区域内选取2个具有代表性的点作为监测点。为了满足监测需求，

监测点应满足如下条件：

1）监测井分为2类：一类是将温度传感器同竖直埋管一起固定下埋（以下称为ｉ类监测点），对管井进行监测；另一类是设置单独的温度监测井（以下称为ii类监测点），用其他载体固定温度传感器埋入井内。

2）监测井的选点：根据埋管区域的大小及地形，确定2类监测井的数量和点位，满足监测需求其中，单独监测井既有埋管区域边沿部位，也应有埋管区域中间部位。

3）每个监测井内传感器的数量及埋深：根据井深及穿越的地质构造情况确定传感器数量及埋深，保证每种构造层都有监测点。

4）要确保传感器和导线在高压、偏碱性土质（及液体）环境下的长期稳定使用。

2.1.2土壤温度数据采集

温度传感器埋设完成后，通过屏蔽导线连接进入机房，地埋管温度传感器连接到机组机房后，通过专门的温度采集显示主机进行信号的采集，温度采集显示主机具备通讯接口和开放通讯协议。

在控制室设置1台电脑，通过RS485通讯接口和通讯线缆与值班室内的地埋管温度采集计算机进行通讯连接，

采集、存储土壤温度信号，供中央操作站节能管理软件进行相关数据存储分析。

2.1.3土壤换热器的监控功能

空调系统第二个夏季运行前一个月，DDC通过土壤温度传感器收集土壤温度并计算平均值，与个夏季运行前检测的平均值比较。当平均温度高于个夏季平均温度设定值时（比如0.3℃），开启冷却塔、冷却水泵、地源侧冷水泵对土壤进行降温，直至土壤达到常年正常温度为止。

2.2通风系统监控

2.2.1 新风处理机组的控制通过温、湿度传感器和压差控制开关，监测新风机的运行状态、故障报警状态以及手动／自动运行状态；监测新风机送风温度，新风机组与新风门的联锁控制程序：空调机组开启时，自动打开新风门，停机时自动关闭新风门。

2.2.2 风机盘管的控制

通过室内温、湿度传感器监测室内的温度和湿度，当温度达到设定温度时，电动两通阀自动关闭，切断冷冻水的供应，从而起到控制风机盘管的启停作用。随着室内风机盘管的启停，供水主管上装有水压差传感器的压差控制开关监测当前水压差，然后将信号传输至控制器，控制器经过PID运算控制安装在分、集水器旁路上的压差调节阀的开度，维持供、回水压差恒定于设定值。

2.3 全系统输入／输出能量计量

计量类别包括系统耗电总量（输入）和系统热量产能（输出），以达到计算系统能耗及能效比之目的。

2.3.1 电能消耗计量

机房内通过控制柜电能表计量全部空调机组和循环水泵的耗电量。通过每层楼配电柜计量各风机盘管和新风机组的耗电量。通过电能计量统计系统耗能；电能计量仪表设置应靠近用电设备，尽量集中计量，以保证计量精度、计量数据传输方便。

2.3.2 热量产能计量

系统能量输出由空调热水系统、地源循环水系统、夏季板换水系统和用户侧空调水系统4个系统组成。通过热能表对进水管和出水管的温度采集结合管内的流量进行计算，得出每个系统的能量输出。

地源热泵系统中热能表的安装：在地源侧（埋管系统）干管上安装1只，用来计量地源侧能量输出；用户端干管上安装1只，用来计量用户侧能量输出；每层楼水平干管上安装18只，用来计量楼每层能量的输出；热水干管上机房端安装1只，用来计量热水能量输出；冷却塔干管上安装1只，用来计量冷却塔的能量输出。共有22个计量点。

地源热泵系统通过采集空调热水系统、地源循环水系统、夏季板换水系统、用户侧空调水系统的能量输入和输出，计算系统的总能量以及通过电能表计量主机、地源侧水泵、用户侧水泵、冷却塔侧水泵以及末端风机盘管的耗电量。后通过能量的输入／输出和系统总耗电量计算机房能效比和整栋大楼的能效比。

2.4全系统设备运行控制

通过对机房内主要设备的监控，实现机房的自动控制。具体监控设备系统见图3。

基本控制功能：

①由中央监控系统按内部预先编写的时间程序或通过管理中心操作员，启动地源热泵机组及各相关设备之联锁控制。系统能保证各设备开机／关机的顺序。当其中一台水泵出现故障时，备用水泵会自动投入工作。

1.部分热回收地源热泵机组2台

2.全热回收地源热泵机组1台

3.用户侧空调泵2台（1用1备）

4.卫生热水循环空调泵2台（1用1备）

5.地源侧循环泵4台（3用1备）

6.卫生热水循环水泵4台（2用2备）

7.热水箱2个

8.夏季用板式换热器1个

9.冷却塔1个

10.冷却塔循环泵2台（1用1备）能够完成主机的启停工作，自动控制系统对机组自带的控制功能做分控接口，对主机的运行状态进行监测，并对主机的运行数据进行采集、存储、分析和统计。

②根据供／回水温差和回水流量计算系统在

该区域的冷（热）负荷，并根据实际冷（热）负荷以及机组的运行时间累计决定机组的启停组合及台数。

③对地源热泵机组的电动蝶阀进行分组控制，并与地源热泵机组实现联动功能。④对地源侧循环水泵的启停进行控制，并对其运行状态进行监测；对每台水泵的运行时间进行记录，启动机组时，根据水泵的运行时间决定开启哪台水泵；当水泵运行到一定的时间时，自动提示对水泵进行监测和保养。

⑤对用户侧的循环水泵和楼层电动蝶阀进行控制，楼层的电动蝶阀分为办公模式（全开）、加班模式（单独开启楼层的电动蝶阀）和下班模式（全关）；对用户侧的循环水泵的启停进行控制，并对其运行状态进行监测。

⑥机组与热水箱之间的加热循环控制应由水箱温度确定：水箱温度达到51℃时加热泵停机，水箱温度低于49.5℃时加热泵运行。且应分为夏季和其他2种模式：在夏季（空调机组制冷，热回收生产热水），如加热泵停机时间达15分钟时，应自动打开热水箱底部排水阀，将热水排到地面雨水收集水池，至下限水位关闭，冷水补充。此后水箱温度下降，加热泵再次运行，以保证系统制冷能力；在其他季节，水箱温度达到52.5℃后水泵停机保温，不排水，待水温降到50.5℃时再开机加热。

3.自动控制监测数据

通过上述控制和监测系统，能够实时监测系统的各项指标。如冷冻水温度、流量和冷却水温度、流量等。通过数据处理，计算出整个系统主机、各个楼层用户、地埋管系统、冷却塔系统、卫生热水系统等各个系统的耗能和产生的能量，从而计算整个空调系统以及各个分系统的能效。通过数字终端系统以图表的形式直观地呈现各项数据。

地源热泵空调系统采用完善的自动控制系统，较好地实现了整个系统的自动控制和系统能效监测：

1）通过对地埋管的温度监测，掌握地下温度变化情况，切换冷却塔与地源热泵的使用状态；

2）通过对通风系统的监测、管理实现在满足使用条件下的节能运行；

3）通过对全系统的能量输入和输出的计量，达到对系统整体能耗的评估计算和集中管理；

4）通过对全系统设备运行控制，实现系统无人值守的功能。

自动控制在地源热泵系统中的应用，不仅可实现整个系统的自动控制和监测，同时通过远程传输的方式将整栋大楼的能耗监测以动态方式传输至监测平台，为我国发展“十二五”节能减排计划中建设我国大型公共建筑监测平台提供了参考。

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统

矿井测温系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套*基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取*ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：
　　为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆”及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

地源热泵系统需要监控哪些数据及如何自动控制？

推荐产品如下：