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

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，對地質等環(huán)境造成危害。

地源熱泵自動控制系統(tǒng)內容

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。

2）監(jiān)測井的選點：根據埋管區(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)測井內傳感器的數(shù)量及埋深：根據井深及穿越的地質構造情況確定傳感器數(shù)量及埋深，保證每種構造層都有監(jiān)測點。

4）要確保傳感器和導線在高壓、偏堿性土質（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)據存儲分析。

2.1.3土壤換熱器的監(jiān)控功能

空調系統(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

通過室內溫、濕度傳感器監(jiān)測室內的溫度和濕度，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，控制器經過PID運算控制安裝在分、集水器旁路上的壓差調節(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

機房內通過控制柜電能表計量全部空調機組和循環(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)據傳輸方便。

2.3.2 熱量產能計量

系統(tǒng)能量輸出由空調熱水系統(tǒng)、地源循環(huán)水系統(tǒng)、夏季板換水系統(tǒng)和用戶側空調水系統(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合管內的流量進行計算，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（埋管系統(tǒng)）干管上安裝1只，用來計量地源側能量輸出；用戶端干管上安裝1只，用來計量用戶側能量輸出；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)、用戶側空調水系統(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、地源側水泵、用戶側水泵、冷卻塔側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.用戶側空調泵2臺（1用1備）

4.衛(wèi)生熱水循環(huán)空調泵2臺（1用1備）

5.地源側循環(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)據進行采集、存儲、分析和統(tǒng)計。

②根據供／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（空調機組制冷，熱回收生產熱水），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

通過上述控制和監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時監(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)的耗能和產生的能量，從而計算整個空調系統(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。

地源熱泵空調系統(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。