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专利号: 2021116708903
申请人: 浙江正泰聚能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种地热能换热站控制系统,其特征在于,所述地热能换热站控制系统包括控制单元、动力泵集成单元、参数采集单元、负荷需求存储单元以及连通管道;所述控制单元分别与所述动力泵集成单元、参数采集单元、需求存储单元电连接;所述动力泵集成单元与所述连通管道连通;

所述参数采集单元设置于所述连通管道上,所述参数采集单元用于采集所述连通管道内的液体参数,并将所述液体参数发送至所述控制单元;

所述需求存储单元存储有地热能换热站的负荷需求值、最大负荷值以及最大取热值,所述需求存储单元用于将所述负荷需求值、最大负荷值以及最大取热值发送至所述控制单元;

所述控制单元用于根据所述负荷需求值、最大负荷值、最大取热值,确定所述地热能换热站的运行模式,根据所述运行模式、所述负荷需求值以及液体参数,对所述动力泵集成单元进行控制。

2.根据权利要求1所述的地热能换热站控制系统,其特征在于,所述动力泵集成单元包括深井泵模块、热源加压泵模块、回灌加压泵模块、冷凝模块、蒸发模块、补水泵模块、二网循环泵模块以及换热模块;

所述控制单元分别与所述深井泵模块、所述热源加压泵模块、所述回灌加压泵模块、所述冷凝模块、所述蒸发模块、所述补水泵模块以及所述二网循环泵模块电连接;

所述深井泵模块的一端与水源连通,另一端通过所述连通管道与所述热源加压泵模块的一端连通,所述热源加压泵模块的另一端通过所述连通管道与所述换热模块的第一端口连通;

所述换热模块的第二端口通过所述连通管道与用户供水端口连通,所述换热模块的第三端口通过所述连通管道与所述二网循环泵模块连通,所述换热模块的第四端口通过所述连通管道与所述蒸发模块的第一端口连通;

所述回灌加压泵模块的一端通过所述连通管道分别与所述换热模块的第四端口以及所述蒸发模块的第二端口连通,另一端与所述回灌地热井水源连通;

所述二网循环泵模块的一端通过所述连通管道分别与所述冷凝模块的第一端口连通以及所述换热模块的第三端口连通,另一端通过所述连通管道与用户回水端口连通;

所述冷凝模块的第二端口通过所述连通管道与所述用户供水端口连通;

所述补水泵模块的一端通过所述连通管道与水源连通,另一端通过所述连通管道与用户回水端口连通。

3.根据权利要求2所述的地热能换热站控制系统,其特征在于,所述地热能换热站控制系统包括第一开关、第二开关、第一开度控制开关以及第二开度控制开关;所述第一开关、所述第二开关、所述第一开度控制开关以及所述第二开度控制开关分别与所述控制单元电连接;

所述第一开关设置于连通所述回灌加压泵模块与所述换热模块的第四端口的连通管道上;

所述第二开关设置于连通所述蒸发模块与所述换热模块的第四端口的连通管道上;

所述第一开度控制开关设置于连通所述用户供水端口与所述换热模块的第二端口的连通管道上;

所述第二开度控制开关设置于连通所述用户供水端口与所述冷凝模块的第二端口的连通管道上。

4.根据权利要求1所述的地热能换热站控制系统,其特征在于,所述参数采集单元包括至少一个压力采集模块以及至少一个流量采集模块;所述控制单元分别与各所述压力采集模块以及各所述流量采集模块电连接。

各所述压力采集模块设置于所述连通管道的不同位置处,用于采集不同位置的液体压力;

各所述流量采集模块设置于所述连通管道的不同位置处,用于采集不同位置的液体流量。

5.根据权利要求1所述的地热能换热站控制系统,其特征在于,所述负荷需求存储单元包括温度采集模块、光照采集模块、风速采集模块以及控制模块;

所述控制模块分别与所述温度采集模块、光照采集模块、风速采集模块以及所述控制单元电连接;

所述温度采集模块用于采集室外温度,并将室外温度传输至所述控制模块;

所述光照采集模块用于采集室外光照,并将所述室外光照传输至所述控制模块;

所述风速采集模块用于采集室外风速,并将所述室外风速传输至所述控制模块;

所述控制模块将所述室外温度、室外光照、室外风速以及预存的负荷需求发送至所述控制单元。

6.一种地热能换热站控制方法,其特征在于,应用于权利要求1‑5任意一项所述的地热能换热站控制系统中的控制单元,所述方法包括:获取地热能换热站的负荷需求值、最大负荷值以及最大取热值;

根据所述负荷需求值、所述最大负荷值以及所述最大取热值,确定所述地热能换热站的运行模式;

根据所述运行模式、所述负荷需求值以及液体参数,对动力泵集成单元进行控制。

7.根据权利要求6所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述根据负荷需求值、所述最大负荷值以及所述最大取热值,确定所述地热能换热站的运行模式的步骤包括:将所述负荷需求值分别与所述最大负荷值以及所述最大取热值进行对比;

若所述负荷需求值小于所述最大取热值,则所述地热能换热站的运行模式为第一运行模式;

若所述负荷需求值大于等于所述最大取热值,且小于预设倍数的最大取热值,则所述地热能换热站的运行模式为第二运行模式;

若所述负荷需求值大于等于预设倍数的最大取热值,且小于等于所述最大负荷值,则所述地热能换热站的运行模式为第三运行模式。

8.根据权利要求7所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述液体参数包括二网循环泵模块进水口处的液体压力值、热源加压泵模块出水口处的液体压力值以及换热模块的第四端口的液体压力值、回灌加压泵模块出水口处的液体流量值;

根据所述运行模式、所述负荷需求值以及液体参数,对动力泵集成单元进行控制的步骤包括:若所述运行模式为第一运行模式,关闭水源热泵机组模块,开启第一开关以及第一开度控制开关,关闭第二开关以及第二开度控制开关;

根据所述负荷需求值调整深井泵模块的运行频率,以及根据所述负荷需求值调整所述二网循环泵模块的运行频率;

根据所述二网循环泵模块进水口处的液体压力值,控制补水泵模块的运行频率;

根据所述热源加压泵模块出水口处的液体压力值以及所述换热模块的第四端口的液体压力值,对所述热源加压泵模块的运行频率进行控制;

根据所述回灌加压泵模块出水口处的液体流量值,对所述回灌加压泵模块的运行频率进行控制。

9.根据权利要求7所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述液体参数包括二网循环泵模块进水口处的液体压力值、热源加压泵模块出水口处的液体压力值以及换热模块的第四端口的液体压力值、回灌加压泵模块出水口处的液体流量值;

所述根据所述运行模式、所述负荷需求值以及液体参数,对动力泵集成单元进行控制的步骤包括:若所述运行模式为第二运行模式,关闭水源热泵机组模块,开启第一开关以及第一开度控制开关,关闭第二开关以及第二开度控制开关;

调整深井泵模块以及所述二网循环泵模块的运行频率至预设频率;

根据所述二网循环泵模块进水口处的液体压力值,控制补水泵模块的运行频率;

根据所述热源加压泵模块出水口处的液体压力值以及所述换热模块的第四端口的液体压力值,对所述热源加压泵模块的运行频率进行控制;

根据所述回灌加压泵模块出水口处的液体流量值,对所述回灌加压泵模块的运行频率进行控制。

10.根据权利要求7所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述液体参数包括二网循环泵模块进水口处的液体压力值、热源加压泵模块出水口处的液体压力值以及换热模块的第四端口的液体压力值、回灌加压泵模块出水口处的液体流量值;

所述根据所述运行模式、所述负荷需求值以及液体参数,对动力泵集成单元进行控制的步骤包括:若所述运行模式为第三运行模式,开启水源热泵机组模块,关闭第一开关,开启第一开度控制开关、第二开关以及第二开度控制开关调整深井泵模块的运行频率至预设频率,并根据所述负荷需求值调整所述二网循环泵模块的运行频率;

根据所述二网循环泵模块进水口处的液体压力值,控制补水泵模块的运行频率;

根据所述热源加压泵模块出水口处的液体压力值以及所述换热模块的第四端口的液体压力值,对所述热源加压泵模块的运行频率进行控制;

根据所述回灌加压泵模块出水口处的液体流量值,对所述回灌加压泵模块的运行频率进行控制。

11.根据权利要求6‑10任一项所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述根据所述负荷需求值调整深井泵模块的运行频率的步骤包括:根据所述负荷需求值以及所述最大取热值,通过以下公式计算得到所述深井泵模块的运行频率:F深井泵=(Q/Q1)*50HZ;

其中,Q为负荷需求值,Q1为最大取热值。

12.根据权利要求6‑10任一项所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述根据所述负荷需求值调整所述二网循环泵模块的运行频率的步骤包括:根据所述负荷需求值,计算得到所述二网循环泵的目标流量;

根据所述二网循环泵的目标流量,调整所述二网循环泵的运行频率,直至所述二网循环泵的流量达到所述目标流量。

13.根据权利要求6‑10任一项所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述根据所述二网循环泵模块进水口处的液体压力值,控制补水泵模块的运行频率的步骤包括:检测所述二网循环泵模块进水口处的液体压力值是否小于第一预设压力阈值;

若所述二网循环泵模块进水口处的液体压力值小于所述第一预设压力阈值,开启所述补水泵模块中的第一补水泵,当所述第一补水泵的运行频率达到设定频率阈值,且所述二网循环泵模块进水口处的液体压力值小于所述第一预设压力阈值,开启所述补水泵模块中的第二补水泵;

当所述二网循环泵模块进水口处的液体压力值大于所述第二预设压力阈值,控制所述第一补水泵以及所述第二补水泵停止补水;所述第二预设压力阈值大于所述第一预设压力阈值。

14.根据权利要求6‑10任一项所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述根据所述热源加压泵模块出水口处的液体压力值以及所述换热模块的第四端口的液体压力值,对所述热源加压泵模块的运行频率进行控制的步骤包括:对所述热源加压泵模块出水口处的液体压力值以及所述换热模块的第四端口的液体压力值进行作差计算,得到压差值;

检测所述压差值是否小于第一压力阈值或大于所述第二压力阈值;

若所述压差值小于所述第一压力阈值,停止运行所述热源加压泵模块;

若所述压差值大于等于第一压力阈值,且小于等于所述第二压力阈值,开启所述热源加压泵模块,且控制所述热源加压泵模块以第一设定频率运行;

若所述压差值大于所述第二压力阈值,增加所述热源加压泵模块的运行频率至第二设定频率。

15.根据权利要求6‑10任一项所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述根据所述回灌加压泵模块出水口处的液体流量值,对所述回灌加压泵模块的运行频率进行控制的步骤包括:检测所述回灌加压泵模块出水口处的液体流量值是否小于第一预设流量阈值或大于第二预设流量阈值;

若所述回灌加压泵模块出水口处的液体流量值小于所述第一预设流量阈值,开启所述回灌加压泵模块,增大所述回灌加压泵模块的运行频率;

若所述回灌加压泵模块出水口处的液体流量值大于等于所述第一预设流量阈值,且小于等于第二预设流量阈值,保持所述回灌加压泵模块的运行频率;

若所述回灌加压泵模块出水口处的液体流量值大于所述第二预设流量阈值,降低所述回灌加压泵模块的运行频率。

16.根据权利要求6所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述根据负荷需求值、所述最大负荷值以及所述最大取热值,确定所述地热能换热站的运行模式之前,所述方法还包括:根据室外温度、室外光照、室外风速,对所述负荷需求值进行调整;

所述根据负荷需求值、所述最大负荷值以及所述最大取热值,确定所述地热能换热站的运行模式的步骤包括:根据调整后的负荷需求值、所述最大负荷值以及所述最大取热值,确定所述地热能换热站的运行模式。

17.根据权利要求16所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述根据室外温度、室外光照、室外风速,对所述负荷需求值进行调整的步骤包括:根据室外温度、室外光照、室外风速,通过以下公式对所述负荷需求值进行调整Q’=Q*((18‑Tm)/(18‑Tao))*((300‑∏m)/(300‑∏))*((20‑V)/(20‑Vm));

其中,Tm为室外温度,∏m为室外光照,Vm为室外风速,Q’为调整后的负荷需求值,Q为负荷需求值,Tao为设定温度、∏为设定光照、V为设定风速V。

18.根据权利要求6所述的地热能换热站控制方法,其特征在于,所述获取地热能换热站的负荷需求值、最大负荷值以及最大取热值后,所述方法还包括:根据所述最大负荷值、室外温度、室外光照以及室外风速,通过以下公式计算得到所需要的目标负荷需求值:Q=Qmax*((18‑Tm)/(18‑Taomin))*((300‑∏m)/(300‑∏min))*((20‑Vmax)/(20‑Vm))其中,Tao为室外温度,∏为室外光照,V为室外风速,Q为目标负荷需求值,Qmax为最大负荷值;Taomin为地热能换热站所处区域冬季最低温度、∏min为地热能换热站所处区域冬季最低日照强度、Vmax为地热能换热站所处区域冬季最大风速;

根据所述目标负荷需求值,对所述负荷需求值进行更新;

所述根据负荷需求值、所述最大负荷值以及所述最大取热值,确定所述地热能换热站的运行模式的步骤包括:根据更新后的负荷需求值、所述最大负荷值以及所述最大取热值,确定所述地热能换热站的运行模式。

19.一种控制设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6至18任一项所述的地热能换热站控制方法。

20.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括计算机程序,所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在校正设备执行权利要求6至18任一项所述的地热能换热站控制方法。