問：地源熱泵系統需要監(jian)控哪些數據(ju)及如何自動控制？

答(da)：我國應用(yong)地(di)(di)源熱泵(beng)的(de)面(mian)積逐漸增(zeng)大，對于(yu)已經建成的(de)地(di)(di)源熱泵(beng)系統需要進行(xing)有(you)效的(de)監督(du)管理，保(bao)證系統的(de)正常(chang)運行(xing)，主要的(de)監控(kong)內容如(ru)下：

1、地(di)源熱(re)泵(beng)使用的(de)業(ye)主或是物業(ye)管理處要定時對系統(tong)的(de)地(di)下系統(tong)的(de)運行進行檢測(ce)，還要進行日常的(de)全面維護工作(zuo)。

2、地源(yuan)熱泵系統的(de)管理人員(yuan)必須要(yao)熟練的(de)掌握地下參數檢測系統的(de)使用，并對數據進行(xing)記錄，出(chu)現故障時要(yao)及(ji)時的(de)進行(xing)修理。

3、地源熱泵在運行期間發(fa)生的(de)(de)任何異常與(yu)故(gu)障在做好記錄的(de)(de)同時還要及時的(de)(de)進行處(chu)理，避免造成系統的(de)(de)無法使(shi)用。

4、對地源熱(re)泵(beng)傳感器的定期標定與(yu)檢測系統的定期檢驗(yan)。

5、為了保護地(di)下的(de)水(shui)文(wen)、地(di)質(zhi)環境等，因此(ci)必(bi)須對地(di)溫(wen)、水(shui)溫(wen)、水(shui)位、水(shui)流(liu)量、滲(shen)流(liu)速度與流(liu)向、水(shui)質(zhi)等進行檢(jian)測。

為了地(di)源(yuan)熱(re)泵能夠健康穩定的(de)發展，使(shi)用(yong)與(yu)檢測是十分重要的(de)工作，切不可盲目使(shi)用(yong)，影響后期的(de)運(yun)行效果，對地(di)質等環境造(zao)成危(wei)害。

地源熱泵自動控制系統內容

在整個地源熱泵系統中，自動控制對系統的監測控制范圍包括以下部分：埋管區域地溫監測

通風與空調系統監控、全系統輸入(ru)／輸出(chu)能量(liang)(liang)計量(liang)(liang)、全系統設備(bei)運(yun)行控制。

2.1埋管區域地(di)溫監測

2.1.溫度傳感器的布置

為監測地源熱(re)泵系(xi)統運行過程中(zhong)埋管(guan)周(zhou)圍土(tu)壤溫度(du)的變化狀況，本系(xi)統特設有土(tu)壤溫度(du)數據采集(ji)系(xi)統。

埋(mai)點分(fen)布：將整個(ge)(ge)埋(mai)管(guan)區(qu)域(yu)劃分(fen)成若干(gan)區(qu)域(yu)，在每個(ge)(ge)區(qu)域(yu)內(nei)選取2個(ge)(ge)具(ju)有代(dai)表性(xing)的點作為(wei)監(jian)測(ce)點。為(wei)了滿足監(jian)測(ce)需求，

監測點應滿足如下條件：

1）監(jian)測(ce)(ce)(ce)井(jing)分為(wei)2類(lei)：一(yi)類(lei)是(shi)將溫度(du)傳感器(qi)同(tong)豎直埋管一(yi)起固定下(xia)(xia)埋（以下(xia)(xia)稱(cheng)為(wei)ｉ類(lei)監(jian)測(ce)(ce)(ce)點），對管井(jing)進行監(jian)測(ce)(ce)(ce)；另一(yi)類(lei)是(shi)設(she)置單獨的溫度(du)監(jian)測(ce)(ce)(ce)井(jing)（以下(xia)(xia)稱(cheng)為(wei)ii類(lei)監(jian)測(ce)(ce)(ce)點），用(yong)其他載體固定溫度(du)傳感器(qi)埋入(ru)井(jing)內。

2）監(jian)測井(jing)的選點(dian)(dian)：根(gen)據(ju)埋(mai)管(guan)區域的大(da)小(xiao)及地形，確定2類監(jian)測井(jing)的數量和點(dian)(dian)位，滿足監(jian)測需求 其中，單獨監(jian)測井(jing)既有埋(mai)管(guan)區域邊(bian)沿部(bu)位，也(ye)應(ying)有埋(mai)管(guan)區域中間部(bu)位。

3）每個(ge)監(jian)測(ce)井內傳感器(qi)的數量及埋深：根據井深及穿越的地質構造(zao)情況確定傳感器(qi)數量及埋深，保證每種構造(zao)層都有(you)監(jian)測(ce)點。

4）要確保傳感器和導(dao)線在高壓、偏堿(jian)性土質（及(ji)液體）環(huan)境下的長期穩定使用。

2.1.2土壤溫度數據采集

溫度(du)(du)傳(chuan)(chuan)感(gan)器埋(mai)設完(wan)成(cheng)后(hou)，通(tong)過(guo)(guo)屏蔽(bi)導(dao)線連接(jie)進(jin)入(ru)機(ji)房，地埋(mai)管溫度(du)(du)傳(chuan)(chuan)感(gan)器連接(jie)到機(ji)組機(ji)房后(hou)，通(tong)過(guo)(guo)專門(men)的(de)溫度(du)(du)采集顯(xian)示主機(ji)進(jin)行信號的(de)采集，溫度(du)(du)采集顯(xian)示主機(ji)具備通(tong)訊接(jie)口和(he)開放(fang)通(tong)訊協(xie)議。

在(zai)控制室設置1臺電腦(nao)，通過RS485通訊接口(kou)和通訊線纜與值班室內的地埋(mai)管(guan)溫(wen)度(du)采集計(ji)算機進行通訊連接，

采集、存儲土(tu)壤(rang)溫度信號，供中央操(cao)作站節能(neng)管理(li)軟件(jian)進行相(xiang)關數據存儲分析。

2.1.3土壤換熱器的監控功能

空調(diao)系統(tong)第二(er)個夏(xia)季運(yun)行(xing)前一個月(yue)，DDC通(tong)過土壤(rang)溫(wen)度傳感器收集(ji)土壤(rang)溫(wen)度并(bing)計算平(ping)均值，與第一個夏(xia)季運(yun)行(xing)前檢測的平(ping)均值比較。當平(ping)均溫(wen)度高于第一個夏(xia)季平(ping)均溫(wen)度設定(ding)值時（比如(ru)0.3℃），開啟冷(leng)卻(que)塔、冷(leng)卻(que)水泵、地源側冷(leng)水泵對土壤(rang)進行(xing)降溫(wen)，直(zhi)至土壤(rang)達到(dao)常年正常溫(wen)度為止(zhi)。

2.2通風系統監控

2.2.1 新風處理機組的控制通過溫、濕度傳感器和壓差控制開關，監測新風機的運行狀態、故障報警狀態以及手動／自動運行狀態；監測新風機送風溫度，新風機組與新風門的聯鎖控制程序：空調機組開啟時，自動打開新風門，停機時自動關閉新風門。

2.2.2 風機盤管的控制

通(tong)過室(shi)內溫(wen)、濕度(du)傳感器(qi)(qi)監(jian)測室(shi)內的(de)(de)溫(wen)度(du)和濕度(du)，當溫(wen)度(du)達到設(she)定(ding)溫(wen)度(du)時，電(dian)動兩通(tong)閥自(zi)動關閉，切斷冷凍水(shui)的(de)(de)供(gong)應，從而(er)起到控(kong)制風(feng)機(ji)盤管(guan)的(de)(de)啟(qi)(qi)停(ting)作用。隨著(zhu)室(shi)內風(feng)機(ji)盤管(guan)的(de)(de)啟(qi)(qi)停(ting)，供(gong)水(shui)主管(guan)上(shang)裝(zhuang)有(you)水(shui)壓(ya)差(cha)傳感器(qi)(qi)的(de)(de)壓(ya)差(cha)控(kong)制開(kai)關監(jian)測當前水(shui)壓(ya)差(cha)，然后將(jiang)信(xin)號傳輸至控(kong)制器(qi)(qi)，控(kong)制器(qi)(qi)經(jing)過PID運(yun)算控(kong)制安裝(zhuang)在分、集水(shui)器(qi)(qi)旁路上(shang)的(de)(de)壓(ya)差(cha)調(diao)節閥的(de)(de)開(kai)度(du)，維持供(gong)、回水(shui)壓(ya)差(cha)恒定(ding)于(yu)設(she)定(ding)值。

2.3 全系統輸入／輸出能量計量

計(ji)量(liang)(liang)類別包括系統耗(hao)電總(zong)量(liang)(liang)（輸入）和系統熱量(liang)(liang)產能(neng)（輸出），以達(da)到計(ji)算系統能(neng)耗(hao)及(ji)能(neng)效比之目的。

2.3.1 電能消耗計量

機房內通過(guo)控制(zhi)柜(ju)(ju)電(dian)能表(biao)(biao)計(ji)量(liang)全部空調機組(zu)和循環水泵(beng)的耗(hao)(hao)電(dian)量(liang)。通過(guo)每(mei)層樓配電(dian)柜(ju)(ju)計(ji)量(liang)各風機盤管(guan)和新風機組(zu)的耗(hao)(hao)電(dian)量(liang)。通過(guo)電(dian)能計(ji)量(liang)統(tong)計(ji)系統(tong)耗(hao)(hao)能；電(dian)能計(ji)量(liang)儀(yi)表(biao)(biao)設置應靠近(jin)用電(dian)設備，盡(jin)量(liang)集中(zhong)計(ji)量(liang)，以(yi)保(bao)證計(ji)量(liang)精度、計(ji)量(liang)數據傳(chuan)輸方便(bian)。

2.3.2 熱量產能計量

系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)能(neng)(neng)量(liang)輸出(chu)(chu)由空(kong)調熱(re)水(shui)(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、地源循環水(shui)(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、夏季(ji)板換水(shui)(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)和用戶側(ce)空(kong)調水(shui)(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)4個(ge)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)組成(cheng)。通過(guo)熱(re)能(neng)(neng)表(biao)對(dui)進水(shui)(shui)管和出(chu)(chu)水(shui)(shui)管的溫度采集結合管內(nei)的流量(liang)進行(xing)計算，得出(chu)(chu)每個(ge)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的能(neng)(neng)量(liang)輸出(chu)(chu)。

地源熱(re)泵(beng)系(xi)(xi)統中熱(re)能(neng)表的安(an)裝：在地源側（埋(mai)管(guan)(guan)系(xi)(xi)統）干管(guan)(guan)上(shang)安(an)裝1只(zhi)，用(yong)(yong)來(lai)(lai)計量(liang)(liang)地源側能(neng)量(liang)(liang)輸出(chu)；用(yong)(yong)戶端干管(guan)(guan)上(shang)安(an)裝1只(zhi)，用(yong)(yong)來(lai)(lai)計量(liang)(liang)用(yong)(yong)戶側能(neng)量(liang)(liang)輸出(chu)；每層樓水平干管(guan)(guan)上(shang)安(an)裝18只(zhi)，用(yong)(yong)來(lai)(lai)計量(liang)(liang)樓每層能(neng)量(liang)(liang)的輸出(chu)；熱(re)水干管(guan)(guan)上(shang)機房端安(an)裝1只(zhi)，用(yong)(yong)來(lai)(lai)計量(liang)(liang)熱(re)水能(neng)量(liang)(liang)輸出(chu)；冷卻塔干管(guan)(guan)上(shang)安(an)裝1只(zhi)，用(yong)(yong)來(lai)(lai)計量(liang)(liang)冷卻塔的能(neng)量(liang)(liang)輸出(chu)。共有(you)22個(ge)計量(liang)(liang)點。

地源熱泵(beng)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)通(tong)過采集(ji)空調(diao)熱水(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)、地源循(xun)環水(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)、夏季板換水(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)、用戶側空調(diao)水(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)輸入和輸出，計(ji)算(suan)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)總能(neng)量(liang)(liang)以(yi)及(ji)(ji)通(tong)過電(dian)能(neng)表計(ji)量(liang)(liang)主機(ji)、地源側水(shui)(shui)(shui)泵(beng)、用戶側水(shui)(shui)(shui)泵(beng)、冷卻塔側水(shui)(shui)(shui)泵(beng)以(yi)及(ji)(ji)末端(duan)風機(ji)盤管的(de)(de)耗(hao)電(dian)量(liang)(liang)。最后通(tong)過能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)輸入／輸出和系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)總耗(hao)電(dian)量(liang)(liang)計(ji)算(suan)機(ji)房能(neng)效比(bi)和整(zheng)棟大樓的(de)(de)能(neng)效比(bi)。

2.4全系統設備運行控制

通過對機(ji)房(fang)內主要(yao)設備(bei)的(de)監控，實現(xian)機(ji)房(fang)的(de)自動控制。具體監控設備(bei)系統(tong)見(jian)圖3。

基本控制功(gong)能：

①由中央監(jian)控系統按內部預先編寫的時(shi)(shi)間程序或通過管(guan)理中心操作(zuo)員，啟動(dong)地源熱泵(beng)機組(zu)及各(ge)(ge)相關設(she)(she)備(bei)之聯鎖控制。系統能保證各(ge)(ge)設(she)(she)備(bei)開機／關機的順序。當其中一臺水泵(beng)出(chu)現故障時(shi)(shi)，備(bei)用水泵(beng)會自動(dong)投(tou)入工作(zuo)。

1.部分熱回收(shou)地源(yuan)熱泵(beng)機組2臺

2.全熱(re)回收地源(yuan)熱(re)泵機組(zu)1臺

3.用戶側空調泵(beng)2臺（1用1備）

4.衛生熱水(shui)循環(huan)空調泵2臺（1用1備）

5.地源(yuan)側(ce)循環泵4臺（3用1備）

6.衛生熱水循環(huan)水泵4臺（2用2備）

7.熱水箱2個(ge)

8.夏季用(yong)板式(shi)換(huan)熱器(qi)1個

9.冷卻塔(ta)1個

10.冷(leng)卻塔循環泵2臺（1用1備(bei)）能(neng)夠完成主機(ji)的(de)啟(qi)停工作(zuo)，自動控(kong)制系統對機(ji)組自帶(dai)的(de)控(kong)制功(gong)能(neng)做分控(kong)接口，對主機(ji)的(de)運行狀態進行監測，并對主機(ji)的(de)運行數據進行采集、存(cun)儲、分析和統計。

②根據供／回水(shui)溫差(cha)和(he)回水(shui)流量計算系統(tong)在

該區域的冷(leng)（熱(re)）負(fu)荷，并根據實際(ji)冷(leng)（熱(re)）負(fu)荷以及(ji)機(ji)組的運行時間累(lei)計決(jue)定(ding)機(ji)組的啟停組合及(ji)臺(tai)數。

③對地(di)源(yuan)熱(re)泵機(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)電動蝶(die)閥進行分(fen)組(zu)(zu)控制，并與地(di)源(yuan)熱(re)泵機(ji)(ji)組(zu)(zu)實現聯(lian)動功能。④對地(di)源(yuan)側循環水(shui)泵的(de)啟(qi)停進行控制，并對其(qi)運行狀態(tai)進行監測；對每臺(tai)水(shui)泵的(de)運行時間(jian)(jian)進行記錄，啟(qi)動機(ji)(ji)組(zu)(zu)時，根據水(shui)泵的(de)運行時間(jian)(jian)決定開啟(qi)哪臺(tai)水(shui)泵；當(dang)水(shui)泵運行到一(yi)定的(de)時間(jian)(jian)時，自動提示對水(shui)泵進行監測和保(bao)養。

⑤對用戶側的(de)(de)(de)循(xun)環水(shui)泵和樓層電動蝶閥進(jin)(jin)行控制，樓層的(de)(de)(de)電動蝶閥分為(wei)辦公模(mo)式(shi)（全開(kai)）、加班模(mo)式(shi)（單獨(du)開(kai)啟(qi)指(zhi)定樓層的(de)(de)(de)電動蝶閥）和下班模(mo)式(shi)（全關）；對用戶側的(de)(de)(de)循(xun)環水(shui)泵的(de)(de)(de)啟(qi)停進(jin)(jin)行控制，并(bing)對其(qi)運(yun)行狀態(tai)進(jin)(jin)行監(jian)測(ce)。

⑥機(ji)組(zu)與熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)之(zhi)間的加熱(re)循環(huan)控(kong)制(zhi)應由水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)確定：水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)達到51℃時加熱(re)泵停機(ji)，水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)低于49.5℃時加熱(re)泵運行。且應分為夏季和(he)其他2種(zhong)模(mo)式(shi)：在夏季（空(kong)調機(ji)組(zu)制(zhi)冷(leng)，熱(re)回收(shou)生產熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)），如加熱(re)泵停機(ji)時間達15分鐘時，應自(zi)動打開(kai)熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)底(di)部排水(shui)(shui)(shui)(shui)閥，將熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)排到地面雨(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)收(shou)集水(shui)(shui)(shui)(shui)池，至(zhi)下限水(shui)(shui)(shui)(shui)位關閉，冷(leng)水(shui)(shui)(shui)(shui)補(bu)充。此后水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下降，加熱(re)泵再次運行，以保(bao)(bao)證系統制(zhi)冷(leng)能(neng)力(li)；在其他季節，水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)達到52.5℃后水(shui)(shui)(shui)(shui)泵停機(ji)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)，不排水(shui)(shui)(shui)(shui)，待水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)降到50.5℃時再開(kai)機(ji)加熱(re)。

3.自動控制監測數據

通(tong)過(guo)上述控制(zhi)和(he)監測系(xi)(xi)統(tong)，能(neng)夠實時(shi)監測系(xi)(xi)統(tong)的各項指標(biao)。如(ru)冷(leng)凍(dong)水(shui)(shui)溫度(du)、流量(liang)和(he)冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)溫度(du)、流量(liang)等(deng)。通(tong)過(guo)數據處(chu)理，計算出整個(ge)(ge)系(xi)(xi)統(tong)主機、各個(ge)(ge)樓層用戶、地埋(mai)管系(xi)(xi)統(tong)、冷(leng)卻(que)塔系(xi)(xi)統(tong)、衛生(sheng)熱水(shui)(shui)系(xi)(xi)統(tong)等(deng)各個(ge)(ge)系(xi)(xi)統(tong)的耗(hao)能(neng)和(he)產生(sheng)的能(neng)量(liang)，從而計算整個(ge)(ge)空(kong)調系(xi)(xi)統(tong)以(yi)及各個(ge)(ge)分系(xi)(xi)統(tong)的能(neng)效。通(tong)過(guo)數字終端系(xi)(xi)統(tong)以(yi)圖表的形(xing)式直觀地呈現各項數據。

地源熱泵空調系統(tong)采(cai)用完善的自動控(kong)制系統(tong)，較(jiao)好地實現(xian)了整個系統(tong)的自動控(kong)制和系統(tong)能效(xiao)監測：

1）通過(guo)對(dui)地埋管的(de)(de)溫度(du)監(jian)測，掌握地下溫度(du)變化(hua)情(qing)況，切換冷卻塔與地源熱(re)泵的(de)(de)使用(yong)狀(zhuang)態；

2）通過對(dui)通風系統(tong)的監測、管理實現(xian)在滿足使用條(tiao)件下的節能運行(xing)；

3）通過對全系統的(de)能(neng)量(liang)輸(shu)(shu)入和輸(shu)(shu)出的(de)計量(liang)，達到對系統整(zheng)體(ti)能(neng)耗(hao)的(de)評估計算(suan)和集(ji)中管理；

4）通過對全(quan)系統設備運(yun)行控制(zhi)，實現系統無人值守(shou)的(de)功(gong)能。

自動(dong)控制(zhi)在地源熱泵系統中的應用，不僅可實現整個(ge)系統的自動(dong)控制(zhi)和監測(ce)，同時(shi)通過遠程傳(chuan)輸的方式(shi)將整棟大樓的能(neng)耗(hao)監測(ce)以動(dong)態方式(shi)傳(chuan)輸至監測(ce)平臺，為我(wo)國(guo)(guo)發展“十二五”節能(neng)減(jian)排計劃中建設我(wo)國(guo)(guo)大型(xing)公共建筑監測(ce)平臺提供(gong)了(le)參考。