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地源熱泵熱平衡問題分析與工程應(yīng)用

更新時(shí)間：2020-05-03　點(diǎn)擊量：1163

摘要地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行其實(shí)是利用大地的蓄能來(lái)達(dá)到地源熱平衡，又因?yàn)榄h(huán)保高效能、成本費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在*范圍內(nèi)得到了大力的推廣與應(yīng)用，在地源熱泵系統(tǒng)不斷應(yīng)用中出現(xiàn)了問題，地源熱泵因常年運(yùn)行存在著吸排熱不平衡的問題，導(dǎo)致熱堆積從而引起性能下降。本文從地源熱泵熱平衡問題以及地源熱泵運(yùn)行對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行闡述，并從熱平衡問題影響因素出發(fā)，提出相應(yīng)地源熱泵熱平衡問題的對(duì)策。

關(guān)鍵詞地源熱泵；熱平衡；問題分析；工程應(yīng)用

地源熱泵冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高，對(duì)建筑供暖，同時(shí)使大地中的溫度降低，即蓄存冷量以備夏季使用。夏季通過熱泵將建筑內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對(duì)建筑進(jìn)行降溫，同時(shí)在大地中蓄存熱量，以備冬季使用。地源熱泵系統(tǒng)主要用地下水或地表水與巖土作為低溫?zé)嵩?，地源熱泵系統(tǒng)分別由水源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)與建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成。地源熱泵系統(tǒng)主要是利用地表淺層儲(chǔ)存能源，這種能源不會(huì)受地理位置的限制，可以無(wú)限循環(huán)的利用。這種能源叫可再生能源。利用這種可再生能源的地源熱泵技術(shù)具有節(jié)約能源、高效利用、運(yùn)行成本低等好處。

1地源熱泵熱平衡問題

1.1地表淺層冷熱負(fù)荷不平衡

地源熱泵是由地?zé)釗Q熱器通過提取地表淺層的溫差能，然后經(jīng)過熱泵機(jī)組把熱源與熱匯擴(kuò)散到自己周圍范圍內(nèi)的地表。所以常年運(yùn)行利用地表淺層熱能的地源熱泵系統(tǒng)就需要考慮常年從地表淺層提取熱能和放出熱能的平衡問題。這就是我們常說(shuō)的土壤源熱泵熱平衡問題。由于我國(guó)地區(qū)在氣候上差異明顯，尤其是西北區(qū)域更是差異明顯。這就導(dǎo)致我國(guó)大部分區(qū)域建筑物地表淺層處于冷熱負(fù)荷很不平衡，使建筑物地表常年處于冷熱負(fù)荷較大的狀態(tài)，甚至?xí)驗(yàn)槌Ｄ陮?duì)地表進(jìn)行提取與放出熱量不一致，形成我們所說(shuō)的地下土壤“熱堆積”，其實(shí)就是土壤熱失衡。如果出現(xiàn)這種問題的發(fā)生，那么這樣的大地土壤就很難自身修復(fù)，甚至?xí)斐纱蟮赝寥纼?nèi)能量無(wú)法再循環(huán)以及利用，這就是造成土壤熱失衡的主要原因，這樣客觀的因素是難以改變的。如果大地土壤長(zhǎng)期在“熱堆積”下運(yùn)行，往往會(huì)超出土壤自身的擴(kuò)散熱量的能力，會(huì)造成大地土壤內(nèi)的溫度與原始溫度逐漸偏離，可能會(huì)造成地表淺層溫度會(huì)不斷升高或降低，從而使熱泵機(jī)組在夏季運(yùn)行時(shí)，制冷效果和效率嚴(yán)重下降，會(huì)影響熱泵機(jī)組的運(yùn)行效率。

1.2地源熱泵的設(shè)計(jì)問題

地源熱泵可以利用地表淺層提取熱能和放出熱能的規(guī)律進(jìn)行運(yùn)行，夏季能夠使地表建筑能夠制冷冬季能保溫。地源熱泵在夏季與冬季交替運(yùn)行中，地表土壤就成為能源載體和傳遞介質(zhì)，在溫度變化上，是由埋管附近沿著路徑逐向外擴(kuò)散，單位鉆孔在熱擴(kuò)散半徑與自身擴(kuò)散體積對(duì)半徑范圍內(nèi)的土壤溫度降低或升高的幅度是非常重要的這是因?yàn)橥寥雷约菏且粋€(gè)巨大的蓄能體，在儲(chǔ)存能量時(shí)，蓄能體積會(huì)不斷的增大，從而降低大地土壤平均溫度的變化幅度。所以在一定間距內(nèi)合理的布孔，就不會(huì)在各埋管之間發(fā)生熱干擾現(xiàn)象，還能避免溫度在不斷的疊加，這樣也緩解了大地土壤溫度不斷急劇下降或升高的狀態(tài)。地源熱泵常年處于冷熱負(fù)荷較大的狀態(tài)運(yùn)行，很容易造成熱平衡問題，熱平衡問題會(huì)引發(fā)“熱堆積”從而使大地土壤冷熱溫差不斷增大，給生態(tài)環(huán)境造成很大的影響。這樣的問題一直備受大家的重視，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明：各個(gè)生態(tài)環(huán)境的好壞都與各自周邊的大地?zé)崃饔兄o密的聯(lián)系，在大地?zé)崃鬏^高的區(qū)域生態(tài)環(huán)境就比較好，生態(tài)體系越完善，生態(tài)環(huán)境就越好。而在大地?zé)崃鬏^低的區(qū)域生態(tài)環(huán)境就比較差，大地?zé)崃鞯母叩椭苯佑绊懸粋€(gè)區(qū)域的地表生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)能量的降低，會(huì)影響一個(gè)區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，從而影響該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。地源熱泵系統(tǒng)會(huì)大地?zé)崃鞯拿}動(dòng)，大地?zé)崃鞯牟▌?dòng)會(huì)影響一個(gè)地區(qū)的降水分布還有該地區(qū)的干濕程度。從而造成該地區(qū)的溫差逐漸變大，從而對(duì)地表的生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)巨大的影響。

2地源熱泵熱平衡的對(duì)策

2.1正確認(rèn)識(shí)地源熱泵

首先要了解和正確認(rèn)識(shí)地源熱泵的本質(zhì)，有些人往往會(huì)認(rèn)為地源熱泵其實(shí)就是利淺層進(jìn)行熱能交換來(lái)實(shí)現(xiàn)采暖空調(diào)目的的技術(shù)，是“取之不盡，用之不竭”的恒溫?zé)崮?。其?shí)我們應(yīng)該把“恒溫帶”的熱能作為“蓄能體”，就是從地下提取多少熱能，就放出多少熱能，以此來(lái)保證熱源的平衡，這個(gè)已經(jīng)成為當(dāng)前正確設(shè)計(jì)與使用系統(tǒng)的解決方法。解決土地?zé)崾Ш鈫栴}的關(guān)鍵。還有就是對(duì)冬季與夏季的負(fù)荷差距較大的區(qū)域，首先要考慮是否要加裝輔助冷熱源設(shè)備，以此來(lái)消除或減少地下埋管所放出的熱能，尤其是我國(guó)北方那些熱負(fù)荷大于冷負(fù)荷的區(qū)域，可以根據(jù)夏季的冷負(fù)荷來(lái)設(shè)計(jì)埋管深度與長(zhǎng)度。來(lái)輔助對(duì)太陽(yáng)能或鍋爐或太陽(yáng)能作為補(bǔ)充的熱能。在我國(guó)南方那些冷負(fù)荷大于熱負(fù)荷的區(qū)域，就要按照冬季負(fù)荷來(lái)計(jì)算埋管深度與長(zhǎng)度，來(lái)輔助對(duì)熱回收技術(shù)或者冷卻塔來(lái)減少地源熱系統(tǒng)對(duì)地下土壤的熱能的影響。

2.2減小地埋管換熱器

為了減小地源熱泵對(duì)地表淺層的影響，首先是要減小地埋管換熱器的密度，增加地埋管換熱器的布置面積，很容易受到實(shí)際情況限制，幾年出現(xiàn)的樁基埋管技術(shù)，在一定程度上可以解決埋管面積不足的情況就是把地下U型管換熱器深埋在建筑物混凝土樁基當(dāng)中，從而使埋管面積擴(kuò)大，也可以通過樁基和周邊的土地形成一種換熱，進(jìn)而在減少其鉆孔與埋管的施工費(fèi)用。配合樁基地埋管換熱器來(lái)減少占地面積。建筑樁基都有自己的不同構(gòu)造可以讓樁基與U型管緊密貼合，從而減少了他們之間的阻力，強(qiáng)化大地土壤的傳熱的功能。

3地源熱泵熱工程應(yīng)用

本文選取位于某地區(qū)寫字樓建筑的地源熱泵熱工程作為研究實(shí)例，首先要給寫字樓建筑在電腦上建立一個(gè)模型，按功能進(jìn)行區(qū)域的劃分，然后按樓體的使用的類型進(jìn)行劃分，然后依據(jù)該寫字樓的建筑圖為參照物，用DeST軟件建立建筑模型。然后依據(jù)各種數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行參照對(duì)比，比如圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)、室外設(shè)計(jì)參數(shù)、室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)等，然后在電腦用清華大學(xué)DeST負(fù)荷模擬軟件進(jìn)行模擬，可以按照該寫字樓建筑圖與空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)，在DeST負(fù)荷模擬軟件建立一個(gè)建筑負(fù)荷模型，然后開始對(duì)該寫字樓進(jìn)行全年空調(diào)逐時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)荷模擬，得到該寫字樓全年的逐時(shí)負(fù)荷。從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)一般的舒適性空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，在不需要供冷暖內(nèi)情況下，是不會(huì)在供熱季節(jié)出現(xiàn)制冷的情況，在過渡季節(jié)有時(shí)也要開啟機(jī)組來(lái)調(diào)節(jié)冷熱負(fù)荷。從全年逐時(shí)負(fù)荷的模擬結(jié)果來(lái)看，進(jìn)行一個(gè)合理的修正可以讓模擬結(jié)果更加符合實(shí)際結(jié)果。還要遵循當(dāng)?shù)卦瓌t，通過修正之后的負(fù)荷逐時(shí)圖，要對(duì)修正后的負(fù)荷逐時(shí)圖進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在7、8月空調(diào)負(fù)荷大，空調(diào)供暖期大負(fù)荷出現(xiàn)在12月至2月。根據(jù)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算，該建筑的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷小于設(shè)計(jì)冷負(fù)荷，這樣會(huì)造成空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷不能承受大負(fù)荷，而導(dǎo)致不能連續(xù)工作，因此，在部分負(fù)荷狀態(tài)下了解系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)對(duì)提高系統(tǒng)運(yùn)行是非常有必要的。

TD-016C型 RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

產(chǎn)品關(guān)鍵詞：地源熱泵測(cè)溫，地埋管測(cè)溫

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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)地溫進(jìn)行長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)顯得特別重要。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測(cè)試時(shí)間要足夠長(zhǎng),測(cè)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(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測(cè)溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。較傳統(tǒng)的測(cè)溫電纜設(shè)計(jì)方法，單總線測(cè)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(cè)，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(chǎng)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(cè)溫電纜相連。本方案可以對(duì)大型試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，支持180口井或測(cè)溫電纜及1500點(diǎn)以上的觀測(cè)井溫度在線監(jiān)測(cè)。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場(chǎng)的測(cè)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(chǎng)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(cè)量系統(tǒng)，主要是一套*基于現(xiàn)場(chǎng)總線和數(shù)字傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)。它能有對(duì)地源熱泵換熱井進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點(diǎn)：

１．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(zhǎng)．采用強(qiáng)驅(qū)動(dòng)模塊，普通線，可以輕松測(cè)量500米深井.

３．的深井土壤檢測(cè)傳感器，防護(hù)等級(jí)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(duì)U型管口徑小的問題，本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測(cè)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(chǎng)的測(cè)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(chǎng)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(cè)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(cè)井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)功能：

1、溫度在線監(jiān)測(cè)

2、報(bào)警功能

3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

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(cè)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(cè)點(diǎn)線長(zhǎng)：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(jí)：IP66

使用注意事項(xiàng)：

防水感溫電纜經(jīng)測(cè)試與檢測(cè)，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時(shí)，請(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)等待測(cè)物熱平衡后再進(jìn)行測(cè)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(hào)線。請(qǐng)嚴(yán)格按照此說(shuō)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(chǎng)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(cè)溫線纜產(chǎn)品介紹】

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(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)，硬件采取*ARM技術(shù)；上位機(jī)軟件使用編程語(yǔ)言技術(shù)設(shè)計(jì)，富有人性、直觀明了；測(cè)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(chǎng)檢測(cè)、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè)，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(cè)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(huì)有較大的變化，將會(huì)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(duì)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(cè)土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測(cè)溫傳感器監(jiān)測(cè)土壤的溫度，并且將測(cè)得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測(cè)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(duì)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(duì)地溫進(jìn)行長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)顯得特別重要。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測(cè)試時(shí)間要足夠長(zhǎng)，測(cè)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(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地源熱泵地埋測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)，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(duì)空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測(cè)量，目前地源熱泵地埋管測(cè)溫電纜對(duì)于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點(diǎn)的測(cè)溫方式,如果測(cè)量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測(cè)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(cè)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(cè)溫精度，但對(duì)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(cè)量精度，若能夠在長(zhǎng)距離測(cè)溫的條件下進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對(duì)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(cè)溫電纜”及相應(yīng)系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測(cè)，地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)研究，地源熱泵溫度測(cè)量系統(tǒng)，淺層地?zé)釡y(cè)溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測(cè)溫線纜與傳統(tǒng)測(cè)溫電纜對(duì)比分析：
傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對(duì)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(hào)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(cè)方式，并需定期對(duì)溫度進(jìn)行校正。當(dāng)進(jìn)行多點(diǎn)采集時(shí)，需每個(gè)測(cè)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(cè)量的準(zhǔn)確度、系統(tǒng)的精度差，會(huì)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(hào)的形式存在，而檢測(cè)的環(huán)境往往存在電場(chǎng)、磁場(chǎng)等不確定因素，這些因素會(huì)對(duì)電信號(hào)產(chǎn)生較大的干擾，從而影響傳感器實(shí)際的測(cè)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(cè)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(guó)進(jìn)口測(cè)溫芯片的特性及精度級(jí)別，無(wú)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(zhǎng)短不會(huì)對(duì)傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢(shì)。所以數(shù)字總線式測(cè)溫電纜是地源熱泵地埋管管測(cè)溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測(cè)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(chǎng)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(hào)，而每個(gè)傳感器本身都有唯的識(shí)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(cè)很多溫度點(diǎn)的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)

一、系統(tǒng)介紹

1、建設(shè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可監(jiān)測(cè)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(chǎng)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(cè)，異常情況預(yù)

警，做到真正的無(wú)人值守?？蓪?duì)熱泵系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對(duì)地溫場(chǎng)的影響以及能效

比等進(jìn)行綜合的科學(xué)評(píng)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(cè)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(cè)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?jī)?nèi)空調(diào)側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

5）機(jī)房?jī)?nèi)地埋管側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

6）機(jī)房?jī)?nèi)用電設(shè)備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

7）地溫場(chǎng)內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測(cè)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(píng)價(jià)分析。

2、自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)建成以后可以對(duì)已經(jīng)安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的地?zé)峋畬?shí)施自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(cè)及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測(cè)及變化曲線；

3）開采井井內(nèi)水位監(jiān)測(cè)及變化曲線；

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地源熱泵熱平衡問題分析與工程應(yīng)用

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