地源熱泵集成控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及地源熱泵領域，尤其涉及地源熱泵集成控制器。該地源熱泵集成控制器包括主模塊和擴展模塊；主模塊和擴展模塊電連接，用于在地源熱泵系統(tǒng)的負荷超過主模塊的額定負荷時控制擴展模塊啟動。該地源熱泵集成控制器結構簡單，控制方便，靈活性強，節(jié)省能耗，可以擴展更多的容量，而且使用壽命長。
【專利說明】地源熱泵集成控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及地源熱泵領域，尤其涉及地源熱泵集成控制器。
【背景技術】
[0002]地源熱泵是利用地球表面淺層水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太陽能和地熱能，采用熱泵原理，既可供熱又可制冷的空調系統(tǒng)。地源熱泵運行過程中，地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。
[0003]傳統(tǒng)的地源熱泵系統(tǒng)的負荷是根據(jù)建筑的面積來核算的。由建筑面積核算出系統(tǒng)的負荷后，根據(jù)該負荷配置滿足該系統(tǒng)負荷的多臺主機、多臺水泵和閥門，然后將這些主機、水泵及閥門通過模擬量接點及數(shù)字量接點連接到可編程控制器上進行集中控制。
[0004]然而，對于每一個地源熱泵系統(tǒng)來說，核算出系統(tǒng)負荷后，需要對可編程控制器進行編程且可擴展性不強，通訊口種類少，不靈活。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種地源熱泵集成控制器，以解決上述問題。
[0006]本實用新型實施例提供一種地源熱泵集成控制器，包括預先根據(jù)主模塊額定負荷集成多臺主機、水泵及閥門的主模塊和預先根據(jù)擴展模塊額定負荷集成多臺主機、水泵及閥門的擴展模塊；所述主模塊和擴展模塊均設置有多個模擬量接點和數(shù)字量接點；根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)的負荷將多個所述擴展模塊通過模擬量接點和數(shù)字量接點與主模塊連接。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型實施例的優(yōu)點在于:該地源熱泵集成控制器包括主模塊和擴展模塊。其中主模塊集成有控制多臺主機、水泵及閥門的模擬量點和數(shù)字量點，同時擴展模塊集成有多臺主機、水泵及閥門的模擬量點和數(shù)字量點。根據(jù)建筑面積核算出系統(tǒng)負荷后，將多臺擴展模塊與一臺主模塊進行連接，增加了主模塊的容量，從而滿足系統(tǒng)的負荷。該地源熱泵控制器直接將預先集成后的主模塊與預先集成后的擴展模塊連接，無需對其進行額外的編程，靈活性強，而且擴展性強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型實施例的地源熱泵集成控制器的系統(tǒng)示意圖；
[0009]圖2為本實用新型實施例的主模塊的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0011]如圖1和圖2所示為本實施例提供的一種地源熱泵集成控制器，包括預先根據(jù)主模塊額定負荷集成多臺主機、水泵及閥門的主模塊101和預先根據(jù)擴展模塊額定負荷集成多臺主機、水泵及閥門的擴展模塊103 ;所述主模塊101和擴展模塊103均設置有多個模擬量接點和數(shù)字量接點；根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)的負荷將多個所述擴展模塊103通過模擬量接點和數(shù)字量接點與主模塊101連接。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型實施例的優(yōu)點在于:該地源熱泵集成控制器包括主模塊101和擴展模塊103。其中主模塊101集成有控制多臺主機、水泵及閥門的模擬量點和數(shù)字量點，同時擴展模塊103集成有多臺主機、水泵及閥門的模擬量點和數(shù)字量點。根據(jù)建筑面積核算出系統(tǒng)負荷后，將多臺擴展模塊與一臺主模塊進行連接，增加了主模塊的容量，從而滿足系統(tǒng)的負荷。該地源熱泵控制器直接將預先集成后的主模塊與預先集成后的擴展模塊連接，無需對其進行額外的編程，靈活性強，而且擴展性強。
[0013]該地源熱泵集成控制器在運行過程中，擴展模塊受主模塊的控制，其中主模塊內(nèi)預設有運行程序。當多臺擴展模塊集成在主模塊上時，只需調整主模塊內(nèi)的運行參數(shù)，擴展模塊即可受到主模塊的控制，無需現(xiàn)有技術中將多臺設備配置成地源熱泵系統(tǒng)后再對運行程序進行重新編程，即該地源熱泵集成控制器控制簡單，使用方便。
[0014]其中，主模塊101包括主機A、主機B、四個電動閥、八個蝶閥、用戶側循環(huán)泵組C和地源側循環(huán)泵組D ;
[0015]主機A上設置有冷卻水出口 A4、冷卻水入口 A3、冷凍水出口 A2和冷凍水入口 Al ；冷卻水出口 A4通過電動閥YMl及蝶閥I與用戶側循環(huán)泵組C連接且冷卻水出口 A4通過電動閥YMl及蝶閥8與地源側循環(huán)泵組D連接；冷卻水入口 A3通過蝶閥5與地源側的回水管連接且冷卻水入口 A3通過蝶閥4與用戶側201的回水管連接；冷凍水出口 A2通過電動閥YM2及蝶閥6與地源側202的回水管連接且冷凍水出口 A2通過電動閥YM2及蝶閥3與用戶側201的回水管連接；冷凍水入口 Al通過蝶閥7與地源側循環(huán)泵組D連接且冷凍水入口Al通過蝶閥2與用戶側循環(huán)泵組C連接；
[0016]主機B上設置有冷卻水出口 B4、冷卻水入口 B3、冷凍水出口 B2和冷凍水入口 BI ；所述冷卻水出口 B4通過電動閥YM3及蝶閥I與所述用戶側循環(huán)泵組C連接且所述冷卻水出口 B4通過電動閥YM3及蝶閥8與所述地源側循環(huán)泵組D連接；所述冷卻水入口 B3通過蝶閥5與地源側202的回水管連接且所述冷卻水入口 B3通過蝶閥4與用戶側的回水管連接；所述冷凍水出口 B2通過電動閥YM4及蝶閥6與地源側的回水管連接且所述冷凍水出口B2通過電動閥YM4及蝶閥3與用戶側的回水管連接；所述冷凍水入口 BI通過蝶閥7與所述地源側循環(huán)泵組D連接且所述冷凍水入口 BI通過蝶閥2與所述用戶側循環(huán)泵組C連接；
[0017]用戶側循環(huán)泵組C與用戶側的供水管連接；所述地源側循環(huán)泵組D與地源側的供水管連接。
[0018]主模塊101在運行時，對于主機A的啟動流程如下:首先主模塊101控制主機A啟動，然后啟動電動閥YMl和電動閥YM2，在主機A啟動的同時，主模塊101開始計時，當計時時間達到預定時間后，主模塊101控制地源側循環(huán)泵組D中的一臺地源側循環(huán)泵啟動，當?shù)卦磦妊h(huán)泵運行一段時間后，主模塊101控制用戶側循環(huán)泵組C中的一臺用戶側循環(huán)泵啟動。這種輪流啟動方式，可以降低設備在啟動時的電網(wǎng)壓力，避免多臺設備同時啟動對電網(wǎng)壓力過大。當主模塊101停止時，首先主模塊101控制主機A停止，然后主模塊101開始計時，當用戶側循環(huán)泵計時滿足一定時間后，主模塊101控制用戶側循環(huán)泵停止運行，當?shù)卦磦妊h(huán)泵計時滿足一定時間后，主模塊101控制地源側循環(huán)泵停止運行，最后電動閥YMl和電動閥YM2停止運行。當然，主機B的啟停流程與主機A的啟停流程相同。[0019]另外，主模塊101在啟停過程中，主機與地源側循環(huán)泵的運行數(shù)量應該保持一致，避免數(shù)量不一致時導致主機與地源側具有較大的壓力差，導致能源的浪費以及降低主機輪換的效率。
[0020]更優(yōu)選地，在主模塊101運行過程中，運行時間最短的設備先啟動，運行時間最長的設備先停止。這樣可以使得主模塊中的各個設備的運行時間均勻，磨損均勻，延長主模塊的使用壽命，避免個別設備運行時間過長，導致該設備損壞。
[0021]另外，對于用戶側循環(huán)泵組C，該用戶側循環(huán)泵組C可以有三臺循環(huán)泵，其中兩臺為常用泵，第三臺泵為備用泵。當三臺泵在進行切換時，可以由繼電器進行控制。另外，用戶側循環(huán)泵組C為變頻控制，為了實現(xiàn)其變頻控制的過程，主模塊101還包括比例調節(jié)閥E、壓力表Pl和壓力表P2 ;所述比例調節(jié)閥E的兩端分別連接用戶側的回水管與供水管之間；所述壓力表Pl設置在用戶側的回水管且靠近所述用戶側循環(huán)泵組C的部位；所述壓力表P2設置在用戶側的供水管且靠近用戶側的部位。具體地，用戶側循環(huán)泵組C在運行時，壓力表Pl與壓力表P2之間的壓力差應該保持穩(wěn)定，當用戶側的負荷較低時，可以降低用戶側循環(huán)泵的頻率，使壓力表Pl與壓力表P2的壓力差保持不變。當用戶側循環(huán)泵的頻率達到最低頻率時，應該增大比例調節(jié)閥E的開度，從而使得壓力表Pl與壓力表P2的壓力差保持不變，當然，用戶側的供水管道內(nèi)的水經(jīng)比例調節(jié)閥E進入到用戶側的回水管中，減少能量在輸送至用戶側的長距離過程中的損耗，進而起到節(jié)能環(huán)保的作用。
[0022]進一步，主模塊101還包括壓力表P3、壓力表P4和五個溫度傳感器；所述壓力表P3和所述壓力表P4分別設置在所述地源側的回水管和供水管上；其中三個所述溫度傳感器分別設置在所述地源側的回水管和供水管以及用戶側的回水管上，即溫度傳感器Tl位于用戶側的回水管上，溫度傳感器T4位于地源側的回水管上，溫度傳感器T5位于地源側的供水管上；另兩個所述溫度傳感器設置在所述用戶側的供水管上且分別位于所述比例調節(jié)閥E與該供水管的連接部的兩側。具體地，壓力表P3、壓力表P4分別用于檢測地源側的供水管的供水壓力和回水管的回水壓力，當檢測到地源側供水壓力和回水壓力異常時，主模塊101將控制相應的設備啟動或停止，確保主模塊101的穩(wěn)定運行。另外，在比例調節(jié)閥E與用戶側的供水管的連接部的兩側，分別設置有溫度傳感器，即溫度傳感器T3用于檢測回水管上在比例調節(jié)閥E之前的水溫，溫度傳感器T2用于檢測回水管上在比例調節(jié)閥E之后的水溫。
[0023]對于擴展模塊103，該擴展模塊103包括一臺擴展主機、兩個擴展電動閥、一個用戶側擴展循環(huán)泵、一個地源側擴展循環(huán)泵；兩個擴展電動閥分別設置在擴展主機的熱水出水口和冷水出水口 ；一個用戶側擴展循環(huán)泵并聯(lián)在用戶側循環(huán)泵組C上；一個地源側擴展循環(huán)泵并聯(lián)在地源側循環(huán)泵組D上。具體地，當主模塊101無法承載實際負荷時，主模塊101會控制擴展模塊103中的擴展主機、擴展電動閥及擴展循環(huán)泵啟動，增加主模塊101的功率，使主模塊101穩(wěn)定運行。
[0024]其中，主模塊101設置有多個主模塊通訊口 105 ;擴展模塊103設置有多個擴展模塊通訊口 102;每一個擴展模塊通訊口 102分別與一個主模塊通訊口 105連接。其中，該主模塊通訊口 105可以為觸摸屏通訊口、TCP/IP網(wǎng)絡通訊口、RS485通訊口、手機無線上網(wǎng)通訊口、SD存儲卡通訊口和與擴展模塊通訊口 102配合的任意的通訊口。
[0025]進一步，該地源熱泵集成控制器還包括人機交互設備104 ;人機交互設備104與其中一個主模塊通訊口 105連接。該人機交互設備具有如下功能:顯示系統(tǒng)圖參數(shù)界面、顯示詳細數(shù)據(jù)監(jiān)測界面、顯示數(shù)據(jù)曲線、參數(shù)修改、顯示能耗分析及顯示工況策略。其中，顯示系統(tǒng)圖參數(shù)界面是人機交互設備的基本功能，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)圖上的各設備如主機、水泵、閥門的運行狀態(tài)和溫度、壓力等各參數(shù)來判斷系統(tǒng)運行的情況。傳統(tǒng)的系統(tǒng)圖界面采用平面貼圖的方式展現(xiàn)，這種系統(tǒng)圖不直觀也不美觀，而本實施例的系統(tǒng)圖采用3D立體圖來展示系統(tǒng)的運行情況，提高該系統(tǒng)的競爭力。
[0026]另外，該地源熱泵集成控制器還具有冬夏季室外溫度切斷功能及冬季防凍保護功能。當夏天室外溫度低于室內(nèi)溫度時，可以將該系統(tǒng)自動切斷，節(jié)省能耗。而當冬天室外溫度高于室內(nèi)溫度時，可以將該系統(tǒng)自動切斷，從而節(jié)省能耗。
[0027]另外，主模塊101設置有主板107 ;每一個所述主模塊通訊口 105分別與所述主板107連接。即主模塊101內(nèi)的主板107通過主模塊通訊口 105與擴展模塊103進行通訊，實現(xiàn)主板對主模塊及擴展模塊的控制。該主板可以由24V直流電源輸入，功耗為12VA。
[0028]另外該主板的數(shù)字量端口采用干觸點，外部信號使用中間繼電器隔離，額定電流為1A。該主板的模擬量接口分別連接溫度傳感器、壓力傳感器，該模擬量接口選用可拔插式接頭％5子。
[0029]進一步，該主模塊還設置有存儲器106 ;存儲器106與主板107連接，用于存儲該地源熱泵集成控制器的運行數(shù)據(jù)。其中，該存儲器106可以為SD存儲卡，SD存儲卡用于存儲整個系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，方便用戶通過觸摸屏查詢歷史數(shù)據(jù)，減少使用網(wǎng)絡查看歷史數(shù)據(jù)所消耗的網(wǎng)絡流量，降低運行費用。
[0030]進一步，主模塊101還包括無線通訊模塊108 ;無線通訊模塊108與主板107連接。即該地源熱泵集成控制器可以通過無線通訊模塊與無線網(wǎng)絡連接，便于該地源熱泵集成控制器在沒有有線網(wǎng)絡的地方使用無線網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)。
[0031]以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種地源熱泵集成控制器，其特征在于，包括預先根據(jù)主模塊額定負荷集成多臺主機、水泵及閥門的主模塊和預先根據(jù)擴展模塊額定負荷集成多臺主機、水泵及閥門的擴展模塊； 所述主模塊和擴展模塊均設置有多個模擬量接點和數(shù)字量接點；根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)的負荷將多個所述擴展模塊通過模擬量接點和數(shù)字量接點與主模塊連接。
2.如權利要求1所述的地源熱泵集成控制器，其特征在于，所述主模塊包括主機A、主機B、四個電動閥、八個蝶閥、用戶側循環(huán)泵組C和地源側循環(huán)泵組D ； 所述主機A上設置有冷卻水出口 A4、冷卻水入口 A3、冷凍水出口 A2和冷凍水入口 Al ；所述冷卻水出口 A4通過電動閥YMl及蝶閥I與所述用戶側循環(huán)泵組C連接且所述冷卻水出口 A4通過電動閥YMl及蝶閥8與所述地源側循環(huán)泵組D連接；所述冷卻水入口 A3通過蝶閥5與地源側的回水管連接且所述冷卻水入口 A3通過蝶閥4與用戶側的回水管連接；所述冷凍水出口 A2通過電動閥YM2及蝶閥6與地源側的回水管連接且所述冷凍水出口 A2通過電動閥YM2及蝶閥3與用戶側的回水管連接；所述冷凍水入口 Al通過蝶閥7與所述地源側循環(huán)泵組D連接且所述冷凍水入口 Al通過蝶閥2與所述用戶側循環(huán)泵組C連接； 所述主機B上設置有冷卻水出口 B4、冷卻水入口 B3、冷凍水出口 B2和冷凍水入口 BI ；所述冷卻水出口 B4通過電動閥YM3及蝶閥I與所述用戶側循環(huán)泵組C連接且所述冷卻水出口 B4通過電動閥YM3及蝶閥8與所述地源側循環(huán)泵組D連接；所述冷卻水入口 B3通過蝶閥5與地源側的回水管連接且所述冷卻水入口 B3通過蝶閥4與用戶側的回水管連接；所述冷凍水出口 B2通過電動閥YM4及蝶閥6與地源側的回水管連接且所述冷凍水出口 B2通過電動閥YM4及蝶閥3與用戶側的回水管連接；所述冷凍水入口 BI通過蝶閥7與所述地源側循環(huán)泵組D連接且所述冷凍水入口 BI通過蝶閥2與 所述用戶側循環(huán)泵組C連接； 所述用戶側循環(huán)泵組C與用戶側的供水管連接；所述地源側循環(huán)泵組D與地源側的供水管連接。
3.如權利要求2所述的地源熱泵集成控制器，其特征在于，所述主模塊還包括比例調節(jié)閥E、壓力表Pl和壓力表P2 ； 所述比例調節(jié)閥E的兩端分別連接用戶側的回水管與供水管之間；所述壓力表Pl設置在用戶側的回水管且靠近所述用戶側循環(huán)泵組C的部位；所述壓力表P2設置在用戶側的供水管且靠近用戶側的部位。
4.如權利要求3所述的地源熱泵集成控制器，其特征在于，所述主模塊還包括壓力表P3、壓力表P4和五個溫度傳感器； 所述壓力表P3和所述壓力表P4分別設置在所述地源側的回水管和供水管上； 其中三個所述溫度傳感器分別設置在所述地源側的回水管和供水管以及用戶側的回水管上；另兩個所述溫度傳感器設置在所述用戶側的供水管上且分別位于所述比例調節(jié)閥E與該供水管的連接部的兩側。
5.如權利要求4所述的地源熱泵集成控制器，其特征在于，所述擴展模塊包括一臺擴展主機、兩個擴展電動閥、一個用戶側擴展循環(huán)泵、一個地源側擴展循環(huán)泵； 兩個所述擴展電動閥分別設置在所述擴展主機的熱水出水口和冷水出水口 ；一個所述用戶側擴展循環(huán)泵并聯(lián)在所述用戶側循環(huán)泵組C上；一個所述地源側擴展循環(huán)泵并聯(lián)在所述地源側循環(huán)泵組D上。
6.如權利要求5所述的地源熱泵集成控制器，其特征在于，所述主模塊設置有多個主模塊通訊口 ；所述擴展模塊設置有多個擴展模塊通訊口 ； 每一個所述擴展模塊通訊口分別與一個所述主模塊通訊口連接。
7.如權利要求6所述的地源熱泵集成控制器，其特征在于，還包括人機交互設備； 所述人機交互設備與其中一個所述主模塊通訊口連接。
8.如權利要求7所述的地源熱泵集成控制器，其特征在于，所述主模塊還設置有主板； 每一個所述主模塊通訊口分別與所述主板連接。
9.如權利要求8所述的地源熱泵集成控制器，其特征在于，所述主模塊還設置有存儲器； 所述存儲器與所述主板連接，用于存儲該地源熱泵集成控制器的運行數(shù)據(jù)。
10.如權利要求9所述的地源熱泵集成控制器，其特征在于，所述主模塊還設置有無線通訊模塊； 所述無線通訊模塊與所述主板連接。
【文檔編號】F25B49/00GK203672015SQ201320675413
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權日:2013年10月29日
【發(fā)明者】李紅霞, 陳寶祥 申請人:北京合創(chuàng)三眾能源科技股份有限公司