地源热泵系统能耗分析 整个地源热泵系统能耗主要由三个部分组成:地源热泵机组、土壤换热器系统以及室内终端系统。所有三部分都存在这不可逆损失,如热泵机组外部不可逆损失,产生于循环系统和两热源之间的温差以及热源间的热漏,内部不可逆损失,主要是由流体粘性和机械摩擦等耗散因素造成。 地源热泵能耗监测系统的组成 地源热泵能耗监测系统包括硬件系统和软件系统。硬件系统包括温度传感器组、流量传感器、智能电表组、无线信号采集模块、本地服务器和远程监控计算机。 温度传感器组包括冷水机组冷热源侧进水温度传感器,冷水机组冷热源侧出水温度传感器,冷水机组负荷侧进水温度传感器,冷水 机组负荷侧出水温度传感器,至少一个土壤温度传感器,至少一个室外温度传感器,至少一个室内温度传感器。 流量传感器组包括冷水机组冷热源侧流量传感器,冷水机组负荷侧流量传感器,该流量传感器可以安装在进水和出水口处,个流量传感器内安装无线发射模块,用于发射采集的流量数据。 无线智能电表组包括位于冷水机组、冷却水泵和冷冻水泵的三个无线智能电表,用于采集冷水机组、冷却水泵和冷冻水泵的耗电功率,并通过安装无线智能电表的无线发射模块发射出去。 无线信号采集模块采集各个发射模块的数据,采集的数据通过英特网或者局域网提供给本地服务器。 本地服务器根据接收的数据对地源热泵系统进行测评,得到COP及WTF曲线: 远程监控计算机通过英特网与本地计算机服务器通讯,随时账务监测情况可查看COP及WTF曲线。file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFD2.tmp.jpg 检测指标 本地检测服务器设置地源热泵测评模块如图4-2,地源热泵就测评模块接受的各传感器采集的数据见图4-1包括:室外空气温度Tsw,土壤温度TTR ,室内温度TSN,冷水机组冷热源侧进口水温度T1J,冷水机组冷热源侧出口水温度T1C,冷水机组冷热源侧水流量V1,冷水机组功率N1,冷却水泵功率N2,冷冻水泵输入功率N3,将上述采集数据作为可测指标,计算评价指标,同时生成COP及WTF曲线。评价指标包括地源热泵系统性能系数的瞬时值COPs,热泵冷水机组性能瞬时值COPU,冷冻水输送系数瞬时值COPs,热泵冷水机组性能系数瞬时值COPU,冷冻水输送系数瞬时值WTFCHW,冷却水输送系数瞬时值WTFCW,最终得到地源热泵系统综合性能指数CPI。 file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFD3.tmp.jpg file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFD4.tmp.jpg 监测方法 监测装置如下图4-3 (1)地源热泵系统启动; (2)地源热泵系统监测系统启动,地源热泵对测评模块COP及WTF计算周期T1、运行参数的采集周期T2和计时器周期ΔT2赋初始值,一般情况下COP及WTF计算周期T1运行周期T1是数据采集周期整数倍T1=kT2,k=N,数据采集周期的计时器周期的整数倍T2=hΔT2,、T1、T2、和 ΔT2根据具体的监控需要赋初始值: (3)COP及WTF计算周期重新开始计时,地源热泵测评模块对中间变量i,j赋值为i=0,j=0; (4)本地服务器上的地源热泵接受各个传感器采集的数据模块包括;冷水机组输入功率N1,冷去水泵输入功率N2,冷水机组热源进口水温度T1J,冷水机组冷热源侧出口水温度T1c,冷水机组1冷热源侧水流量V1; (5)地源热泵测评模块计算得到的制冷量和功率数据累计,并存入地源热泵测评模块相应的数据库: (6)每次采集一次数据,中间变量j的值加1,若j=h,则中间变量i的值加1,j重新赋值为0,否则继续采集数据。若中间变量i=k,则本次运行COP及WTF运算周期结束,否则,开始采集下一组运行数据: (7)地源热泵测评模快计算该运行采集周期的COP及WTF: 空调负荷侧冷量Qn(KW),存入相应的数据区: file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFE4.tmp.jpg 式中Qn(i)为该运行参数采集周期的空调负荷侧冷量,KW;Qn为累计制冷量,c为水的比热容,4.18x103J/KG 。C,p为水的密度,ΔT2为空调负荷侧机组进出口水平均温差,V2为空调侧机组平均水流量
file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFE5.tmp.jpg 输入功率运算模块计算该运行参数采集周期内冷水机组的制冷功率Nr(i),并累计得到该冷水机组COP运算周期的制冷功率Nt,并存入相应的数据区:该COP运算周期内计算得到冷水机组性能系数COPu,并存入相应数据区。其中file:///C:\Users\y\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsBFE6.tmp.jpg 根据参数的设定和整合,我们可以得出相应的结论,在一定基础之上,我们要做到参数的输入和机械特性曲线,求出COP特定值瞬时输入给IP处理器,做到实时监控,在参数整定过程中,运算公式如下
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