問：地源熱泵系統(tǒng)需要監(jiān)控哪些數(shù)據(jù)及如何自動控制？

答：我國應用地源熱泵的面積逐漸增大，對于已經(jīng)建成的地源熱泵系統(tǒng)需要進行有效的監(jiān)督管理，保證系統(tǒng)的正常運行，主要的監(jiān)控內(nèi)容如下：

1、地源熱泵使用的業(yè)主或是物業(yè)管理處要定時對系統(tǒng)的地下系統(tǒng)的運行進行檢測，還要進行日常的全面維護工作。

2、地源熱泵系統(tǒng)的管理人員必須要熟練的掌握地下參數(shù)檢測系統(tǒng)的使用，并對數(shù)據(jù)進行記錄，出現(xiàn)故障時要及時的進行修理。

3、地源熱泵在運行期間發(fā)生的任何異常與故障在做好記錄的同時還要及時的進行處理，避免造成系統(tǒng)的無法使用。

4、對地源熱泵傳感器的定期標定與檢測系統(tǒng)的定期檢驗。

5、為了保護地下的水文、地質(zhì)環(huán)境等，因此必須對地溫、水溫、水位、水流量、滲流速度與流向、水質(zhì)等進行檢測。

為了地源熱泵能夠健康穩(wěn)定的發(fā)展，使用與檢測是十分重要的工作，切不可盲目使用，影響后期的運行效果，對地質(zhì)等環(huán)境造成危害。

地源熱泵自動控制系統(tǒng)內(nèi)容

在整個地源熱泵系統(tǒng)中，自動控制對系統(tǒng)的監(jiān)測控制范圍包括以下部分：埋管區(qū)域地溫監(jiān)測

通風與空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控、全系統(tǒng)輸入／輸出能量計量、全系統(tǒng)設備運行控制。

2.1埋管區(qū)域地溫監(jiān)測

2.1.溫度傳感器的布置

為監(jiān)測地源熱泵系統(tǒng)運行過程中埋管周圍土壤溫度的變化狀況，本系統(tǒng)特設有土壤溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

埋點分布：將整個埋管區(qū)域劃分成若干區(qū)域，在每個區(qū)域內(nèi)選取2個具有代表性的點作為監(jiān)測點。為了滿足監(jiān)測需求，

監(jiān)測點應滿足如下條件：

1）監(jiān)測井分為2類：一類是將溫度傳感器同豎直埋管一起固定下埋（以下稱為ｉ類監(jiān)測點），對管井進行監(jiān)測；另一類是設置單獨的溫度監(jiān)測井（以下稱為ii類監(jiān)測點），用其他載體固定溫度傳感器埋入井內(nèi)。

2）監(jiān)測井的選點：根據(jù)埋管區(qū)域的大小及地形，確定2類監(jiān)測井的數(shù)量和點位，滿足監(jiān)測需求 其中，單獨監(jiān)測井既有埋管區(qū)域邊沿部位，也應有埋管區(qū)域中間部位。

3）每個監(jiān)測井內(nèi)傳感器的數(shù)量及埋深：根據(jù)井深及穿越的地質(zhì)構(gòu)造情況確定傳感器數(shù)量及埋深，保證每種構(gòu)造層都有監(jiān)測點。

4）要確保傳感器和導線在高壓、偏堿性土質(zhì)（及液體）環(huán)境下的長期穩(wěn)定使用。

2.1.2土壤溫度數(shù)據(jù)采集

溫度傳感器埋設完成后，通過屏蔽導線連接進入機房，地埋管溫度傳感器連接到機組機房后，通過專門的溫度采集顯示主機進行信號的采集，溫度采集顯示主機具備通訊接口和開放通訊協(xié)議。

在控制室設置1臺電腦，通過RS485通訊接口和通訊線纜與值班室內(nèi)的地埋管溫度采集計算機進行通訊連接，

采集、存儲土壤溫度信號，供中央操作站節(jié)能管理軟件進行相關數(shù)據(jù)存儲分析。

2.1.3土壤換熱器的監(jiān)控功能

空調(diào)系統(tǒng)第二個夏季運行前一個月，DDC通過土壤溫度傳感器收集土壤溫度并計算平均值，與第一個夏季運行前檢測的平均值比較。當平均溫度高于第一個夏季平均溫度設定值時（比如0.3℃），開啟冷卻塔、冷卻水泵、地源側(cè)冷水泵對土壤進行降溫，直至土壤達到常年正常溫度為止。

2.2通風系統(tǒng)監(jiān)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(jiān)測新風機的運行狀態(tài)、故障報警狀態(tài)以及手動／自動運行狀態(tài)；監(jiān)測新風機送風溫度，新風機組與新風門的聯(lián)鎖控制程序：空調(diào)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

通過室內(nèi)溫、濕度傳感器監(jiān)測室內(nèi)的溫度和濕度，當溫度達到設定溫度時，電動兩通閥自動關閉，切斷冷凍水的供應，從而起到控制風機盤管的啟停作用。隨著室內(nèi)風機盤管的啟停，供水主管上裝有水壓差傳感器的壓差控制開關監(jiān)測當前水壓差，然后將信號傳輸至控制器，控制器經(jīng)過PID運算控制安裝在分、集水器旁路上的壓差調(diào)節(jié)閥的開度，維持供、回水壓差恒定于設定值。

2.3 全系統(tǒng)輸入／輸出能量計量

計量類別包括系統(tǒng)耗電總量（輸入）和系統(tǒng)熱量產(chǎn)能（輸出），以達到計算系統(tǒng)能耗及能效比之目的。

2.3.1 電能消耗計量

機房內(nèi)通過控制柜電能表計量全部空調(diào)機組和循環(huán)水泵的耗電量。通過每層樓配電柜計量各風機盤管和新風機組的耗電量。通過電能計量統(tǒng)計系統(tǒng)耗能；電能計量儀表設置應靠近用電設備，盡量集中計量，以保證計量精度、計量數(shù)據(jù)傳輸方便。

2.3.2 熱量產(chǎn)能計量

系統(tǒng)能量輸出由空調(diào)熱水系統(tǒng)、地源循環(huán)水系統(tǒng)、夏季板換水系統(tǒng)和用戶側(cè)空調(diào)水系統(tǒng)4個系統(tǒng)組成。通過熱能表對進水管和出水管的溫度采集結(jié)合管內(nèi)的流量進行計算，得出每個系統(tǒng)的能量輸出。

地源熱泵系統(tǒng)中熱能表的安裝：在地源側(cè)（埋管系統(tǒng)）干管上安裝1只，用來計量地源側(cè)能量輸出；用戶端干管上安裝1只，用來計量用戶側(cè)能量輸出；每層樓水平干管上安裝18只，用來計量樓每層能量的輸出；熱水干管上機房端安裝1只，用來計量熱水能量輸出；冷卻塔干管上安裝1只，用來計量冷卻塔的能量輸出。共有22個計量點。

地源熱泵系統(tǒng)通過采集空調(diào)熱水系統(tǒng)、地源循環(huán)水系統(tǒng)、夏季板換水系統(tǒng)、用戶側(cè)空調(diào)水系統(tǒng)的能量輸入和輸出，計算系統(tǒng)的總能量以及通過電能表計量主機、地源側(cè)水泵、用戶側(cè)水泵、冷卻塔側(cè)水泵以及末端風機盤管的耗電量。最后通過能量的輸入／輸出和系統(tǒng)總耗電量計算機房能效比和整棟大樓的能效比。

2.4全系統(tǒng)設備運行控制

通過對機房內(nèi)主要設備的監(jiān)控，實現(xiàn)機房的自動控制。具體監(jiān)控設備系統(tǒng)見圖3。

基本控制功能：

①由中央監(jiān)控系統(tǒng)按內(nèi)部預先編寫的時間程序或通過管理中心操作員，啟動地源熱泵機組及各相關設備之聯(lián)鎖控制。系統(tǒng)能保證各設備開機／關機的順序。當其中一臺水泵出現(xiàn)故障時，備用水泵會自動投入工作。

1.部分熱回收地源熱泵機組2臺

2.全熱回收地源熱泵機組1臺

3.用戶側(cè)空調(diào)泵2臺（1用1備）

4.衛(wèi)生熱水循環(huán)空調(diào)泵2臺（1用1備）

5.地源側(cè)循環(huán)泵4臺（3用1備）

6.衛(wèi)生熱水循環(huán)水泵4臺（2用2備）

7.熱水箱2個

8.夏季用板式換熱器1個

9.冷卻塔1個

10.冷卻塔循環(huán)泵2臺（1用1備）能夠完成主機的啟停工作，自動控制系統(tǒng)對機組自帶的控制功能做分控接口，對主機的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，并對主機的運行數(shù)據(jù)進行采集、存儲、分析和統(tǒng)計。

②根據(jù)供／回水溫差和回水流量計算系統(tǒng)在

該區(qū)域的冷（熱）負荷，并根據(jù)實際冷（熱）負荷以及機組的運行時間累計決定機組的啟停組合及臺數(shù)。

③對地源熱泵機組的電動蝶閥進行分組控制，并與地源熱泵機組實現(xiàn)聯(lián)動功能。④對地源側(cè)循環(huán)水泵的啟停進行控制，并對其運行狀態(tài)進行監(jiān)測；對每臺水泵的運行時間進行記錄，啟動機組時，根據(jù)水泵的運行時間決定開啟哪臺水泵；當水泵運行到一定的時間時，自動提示對水泵進行監(jiān)測和保養(yǎng)。

⑤對用戶側(cè)的循環(huán)水泵和樓層電動蝶閥進行控制，樓層的電動蝶閥分為辦公模式（全開）、加班模式（單獨開啟指定樓層的電動蝶閥）和下班模式（全關）；對用戶側(cè)的循環(huán)水泵的啟停進行控制，并對其運行狀態(tài)進行監(jiān)測。

⑥機組與熱水箱之間的加熱循環(huán)控制應由水箱溫度確定：水箱溫度達到51℃時加熱泵停機，水箱溫度低于49.5℃時加熱泵運行。且應分為夏季和其他2種模式：在夏季（空調(diào)機組制冷，熱回收生產(chǎn)熱水），如加熱泵停機時間達15分鐘時，應自動打開熱水箱底部排水閥，將熱水排到地面雨水收集水池，至下限水位關閉，冷水補充。此后水箱溫度下降，加熱泵再次運行，以保證系統(tǒng)制冷能力；在其他季節(jié)，水箱溫度達到52.5℃后水泵停機保溫，不排水，待水溫降到50.5℃時再開機加熱。

3.自動控制監(jiān)測數(shù)據(jù)

通過上述控制和監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測系統(tǒng)的各項指標。如冷凍水溫度、流量和冷卻水溫度、流量等。通過數(shù)據(jù)處理，計算出整個系統(tǒng)主機、各個樓層用戶、地埋管系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、衛(wèi)生熱水系統(tǒng)等各個系統(tǒng)的耗能和產(chǎn)生的能量，從而計算整個空調(diào)系統(tǒng)以及各個分系統(tǒng)的能效。通過數(shù)字終端系統(tǒng)以圖表的形式直觀地呈現(xiàn)各項數(shù)據(jù)。

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用完善的自動控制系統(tǒng)，較好地實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的自動控制和系統(tǒng)能效監(jiān)測：

1）通過對地埋管的溫度監(jiān)測，掌握地下溫度變化情況，切換冷卻塔與地源熱泵的使用狀態(tài)；

2）通過對通風系統(tǒng)的監(jiān)測、管理實現(xiàn)在滿足使用條件下的節(jié)能運行；

3）通過對全系統(tǒng)的能量輸入和輸出的計量，達到對系統(tǒng)整體能耗的評估計算和集中管理；

4）通過對全系統(tǒng)設備運行控制，實現(xiàn)系統(tǒng)無人值守的功能。

自動控制在地源熱泵系統(tǒng)中的應用，不僅可實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動控制和監(jiān)測，同時通過遠程傳輸?shù)姆绞綄⒄麠澊髽堑哪芎谋O(jiān)測以動態(tài)方式傳輸至監(jiān)測平臺，為我國發(fā)展“十二五”節(jié)能減排計劃中建設我國大型公共建筑監(jiān)測平臺提供了參考。