地埋管地源热泵空调系统变流量自动控制设计
精编地源热泵系统设计资料
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地源热泵系统设计
地源热泵系统工作原理与特点
利用地球所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统。它利用地 下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性。地埋管换热器有立埋管系统、横埋管系统，螺 旋埋管系统及水池浸埋管四种埋管形式。
冬季：当机组在制热模式时，就从土壤/水中吸收热量，通过压缩机和热交换器把大地的热 量集中，并以较高的温度释放到室换器把大地的热 量集中，并入室内，同时将室内的热量排放到土壤/水中，达到空调的目的。
• 地源热泵系统室内风系统设计
根据格局特点考虑到对噪音和吊顶等方面的要求，同时保证系统的能效比高的特殊要求， 本方案选用水-水热泵主机系统以保证空调机组的集中管理。室内采用风机盘管。根据房 间大小配置相应的风机盘管。地源热泵机组安装在空调机房，通过水管给室内风机盘管提 供热源。
地源热泵的地下换热器所处的位置是在地壳中的浅层地表土壤中。土壤的类型、热性能、 热传导、密度、湿度等对地源热泵系统的性能影响较大。根据该项目提供的地质勘测报 告，提供该地区的土壤特性、地质结构等特点，计算土壤性质分析单位管长的换热器能 力。
采暖系统/products/list/13
地下埋管式换热器是地源热泵系统设计的重点。上海地区近几年最热月平均气温已达到 30°C，最冷月平均温度气温为4°C左右。最冷月与最热月平均相对湿度分别为75%、 83%。高于35°C的酷热天气长达半个月至一个月，日平均温度低于5°C天数长达两个月 以上。因此每年传给土壤的冷热量基本相同，能充分发挥土壤蓄能的作用，适合于地源热 泵系统。
• 地源热泵系统室内水系统设计
水系统设计为两管制异程循环管，冷热水供回水温度为7/12°C和45/40°C。每个风机盘 管供水管上都装有过滤器，部分回水管上装有电动二通阀。立管最高点装有自动排气阀。 分、集水器分别装有温度表和压力表。分集水器、水泵、闭式膨胀罐等均安装在机房内。
地源热泵供热系统设计方案
地源热泵供热系统设计方案第一部分工程概况一、项目概述本项目为某小区，每户户型建筑面积约100平方米，空调面积约50平方米。
本建议书对将对该别墅进行空调系统的设计，建议使用绿色环保节能的地源热泵空调系统。
二、地源热泵技术在本项目中的应用在满足空调要求的基础上为响应国家节能减排的号召，拟采用在长期运营上更为节能的地源热泵系统作为本项目的冷热源。
地源热泵系统（Ground-Source HeatPump）是随全球能源危机和环境问题出现，逐渐兴起的一项节能环保技术。
地源热泵系统是以地表能为热源，通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低品位热能向高品位热能转移的热泵系统。
地源热泵系统冬季供暖时，把地表中的热量“取”出来，供给室内采暖，同时向地下蓄存冷量，以备夏用；夏季制冷时，把室内热量取出来，释放到地表中，向地下蓄存热量，以备冬用，因此说地源热泵系统是可再生能源利用技术。
地源热泵系统不存在对大气排热、拍冷的热污染和排烟、排尘、排水等污染，是真正的绿色能源。
地源热泵是目前最流行的空调方式。
与传统的空调相比具有更加节能、运行费用更低、运行工况更加稳定的优点，是实现可持续发展的绿色建筑的有效技术之一。
本文就对地源热泵系统设计进行详细阐述，并和传统的风冷热泵系统进行初投资和运行成本的综合比较。
第二部分设计依据一、国家相关设计规范和标准《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002《空气调节设计手册》第二版《建筑给水排水设计规范》《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005《地源热泵工程技术指南》，徐伟译《水源/地源热泵应用设计手册》，吴展豪著《地面辐射供暖技术规程》，JGJ142-2004《给水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13633《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB50242-2002《美国水源热泵热能回收系统工程应用手册》，吴展豪编译《水源及地源热泵空调系统工程设计与应用手册》，吴展豪编译二、室内外设计参数1、室外气象参数1.室外空气设计参数大气压力：冬季P= 1025.2 hpa；夏季P＝1004.0hpa室外干球温度：冬季t＝-3℃；夏季t＝35℃夏季室外计算湿球温度： t＝28.3℃冬季室外计算相对湿度：73％2.室内设计参数夏季：26±2℃，相对湿度：60%冬季：20±2℃，相对湿度：40%三、负荷估算1. 冷负荷估算指标在方案设计阶段，一般采用冷负荷指标估算确定，同时参照层高、楼层、窗户面积大小、人员数量等进行修正。
地源热泵系统工程技术规范及埋管计算方法
主要内容
1 总则 2 术语 3 工程勘察 4 地埋管换热系统 5 地下水换热系统 6 地表水换热系统 7 建筑物内系统 8 整体运转、调试与验收 9 附录
地源热泵系统工程技术规范
2 术语
2.0.1 地源热泵系统 groud-source heat pump system 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵
分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系 统。
2.0.11 直接地下水换热系统 由抽水井取出的地下水，经处理后直接流
经水源热泵机组热交换后返回地下同一含水层 的地下水换热系统。
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地源热泵系统工程技术规范
2 术语
2.0.12 间接地下水换热系统 由抽水井取出的地下水经中间换热器热交换
后返回地下同一含水层的地下水换热系统。 2.0.13 地表水换热系统
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地源热泵系统工程技术规范
3.1 一般规定
3.1.4 工程场地状况调查应包括下列内容： 1 场地规划面积、形状及坡度；（是否满足打井或埋管面
积和位置要求） 2 场地内已有建筑物和规划建筑物的占地面积及其分布； 3 场地内树木植被、池塘、排水沟及架空输电线、电信电
缆的分布； 4 场地内已有的、计划修建的地下管线和地下构筑物的分
蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。 2.0.5 传热介质 heat-transfer fluid
地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、地下水或地 表水进行热交换的一种液体。一般为水或添加防冻剂的水 溶液。
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地源热泵系统工程技术规范
2 术语
2.0.6 地埋管换热系统 ground heat exchanger system 传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交
浅析地源热泵空调系统的节能控制技术
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地 源 中央空 调 系 统 以 水 源 热 泵 技 术为 依 托 作 为 种有 益 于环 境 保 护 和 可 持 续 性 发 展 的冷 热 源 形 式 已经 引 起 了 国 内建 设 机 构 设 计单位 房地产商 和 生 产 厂 商 以 及 公 众的 广 泛 兴 趣 地 源 中央 空 调 系 统能 有效 利 用 地 球表 面 浅 层 地 热 资源 (通 常小 于 4 0 0 米 深 ) 作 为冷 热 源 即 有 效利 用 水 体 中蕴 藏 的 低 温 位 热 能 进行 能 量 转 换 的 供 暖 空 调 系统 地 表 浅 层 地 热 资 源 可 以 称 之 为地 源 (S o u r c e ) 是 指 地 表 土 壤 地 下水 或河 流 湖泊 中吸 收 太 阳能 地 热 能而 蕴藏 的 低 温 位热 能 地 表 浅 层 是 个 巨 大 的 太 阳能 集热 器 收集 了 4 7 ％ 的 太 阳能量 比 人 类 每 年利 用 能 量 的 5 0 0 倍 还 多 它 不 受地 域 资源 等 限制 真 正 是 量 大 面广 无 处 不 在 这 种 储存 于 地 表 浅 层 近 乎 无 限 的 可 再 生 能 源 使 得 地 源 也 成 为 清洁 的 可 再 生 能 源 种形 式 地 源 中央 空 调 作为 个新 兴 的 名 词 越 来越 广 泛 的 被 人们 谈 及 水 源 热 泵 系 统 将 是 2 l 世 纪 能 源利 用 的 最 优方 式 之 适 合 可 靠 的 水 源 是 有效 应 用水源 热 泵 的 前提 地 源 中央 空 调 系 统 中所使 用 的 水 源 热 泵 机 组 是 种 高 效 率 的 制冷 制热 设 备 其性 能 系 数 C O P ( C o e f f i c i e n t 0 f P e r o r m a n c e ) 值 之高 (性 能 系 数 也 就 是 通 f 常所 说 的 能 效 比 简单 地 说 是 机 组 输 出的 冷 量 ／热 量 与机 组 所 消耗 电功率 的 比 值 ) 是 其 它类 型 系 统 无 法 比拟 的 C O P 值是 评 价 空调机 组 节 能 性 能 优 劣 的 主 要 指标 目前 国 内 外 产 品 即使 由于 机 组 采 用 不 同形 式 交换 器 以 制 冷 工 况 为例 C O P 值 也 可 以 达 到 5 7 左 右 比 家 用 小 型 分 体空调 的 性 能 系数 高 出 2 倍 以 上 般 家 用 小 型 空调 的 性 能 系 数在 3 0 左 右 国 际上 家 用 空 调 最高 的 性 能 系 数 达 4 15 目 前 我 国 分 体式 房 间
地源热泵系统工程技术规范
地源热泵系统工程技术规范《地源热泵系统工程技术规范》1总则1.0.1 为使地源热泵系统工程设计、施工及验收，做到技术先进、经济合理、安全适用，保证工程质量，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸气压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。
1.0.3 地源热泵系统工程设计、施工及验收除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语2.0.1 地源热泵系统 groud-source heat pump system以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。
根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
对于制冷来说，地源热泵与常规冷水机组最大的区别是：空调系统的冷却水冷却变为地下水或土壤冷却。
地下水或土壤冷却，又有若干种方式。
地埋管换热系统或地下水换热系统，地下水换热系统又分为直接和间接换热等等。
2.0.2 水源热泵机组 water-source heat pump unit以水或添加防冻剂的水溶液为低温热源的热泵。
通常有水／水热泵、水／空气热泵等形式。
2.0.3 地热能交换系统geothermal exchange system将浅层地热能资源加以利用的热交换系统。
2.0.4 浅层地热能资源shallow geothermal resources蕴藏在浅层岩土体、地下水或地表水中的热能资源。
2.0.5 传热介质 heat-transfer fluid地源热泵系统中，通过换热管与岩土体、地下水或地表水进行热交换的一种液体。
一般为水或添加防冻剂的水溶液。
2.0.6 地埋管换热系统ground heatexchanger system传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩土体进行热交换的地热能交换系统，又称土壤热交换系统。
地源热泵方案设计
地源热泵方案设计一、地源热泵系统概述地源热泵是一种利用地下土壤、地下水或地表水等作为冷热源，通过热泵机组进行能量交换，为建筑物提供制冷、供暖和生活热水的系统。
与传统的空调和供暖系统相比，地源热泵系统具有以下显著优势：1、高效节能：地源热泵系统的能效比（COP）通常较高，可大大降低能源消耗和运行成本。
2、环保无污染：不使用化石燃料，减少了温室气体排放和对环境的污染。
3、稳定可靠：地下温度相对稳定，使得系统运行更加稳定可靠，不受外界气候条件的影响。
4、使用寿命长：热泵机组和地下换热器的使用寿命较长，维护成本相对较低。
二、工程场地条件评估在进行地源热泵方案设计之前，首先需要对工程场地的条件进行详细评估。
这包括地质结构、土壤类型、地下水位、水文地质条件等。
不同的场地条件会影响地下换热器的设计和安装方式。
1、地质结构：了解地层的分布、厚度和岩石类型，以确定钻孔的可行性和难度。
2、土壤类型：土壤的热导率和比热容会影响热量传递效率，常见的土壤类型如砂土、黏土和壤土等，其热性能有所差异。
3、地下水位：地下水位的高低会影响换热器的安装深度和防水措施。
4、水文地质条件：包括地下水的流动速度、水质等，这对于选择合适的换热器类型和防止地下水污染至关重要。
三、建筑物负荷计算准确计算建筑物的冷热负荷是地源热泵方案设计的基础。
负荷计算需要考虑建筑物的用途、面积、朝向、围护结构的保温性能、室内人员和设备的发热量等因素。
通过专业的负荷计算软件，可以得到建筑物在不同季节和不同时段的制冷和供暖负荷需求。
1、制冷负荷：主要由室内外温差、太阳辐射、人员散热和设备散热等因素引起。
2、供暖负荷：与室外温度、建筑物的保温性能、通风换气次数等有关。
根据负荷计算结果，可以确定热泵机组的容量和地下换热器的规模，以保证系统能够满足建筑物的冷热需求。
四、地源热泵系统类型选择地源热泵系统主要有三种类型：地下水地源热泵系统、地埋管地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
地源热泵方案设计
地源热泵方案设计一、工程概况在进行地源热泵方案设计之前，首先需要对工程概况进行详细的了解和分析。
这包括建筑物的用途、面积、层数、高度、朝向、围护结构的热工性能等。
此外，还需要了解当地的气候条件、地质条件、水文条件以及能源价格等因素。
这些信息将为后续的方案设计提供重要的依据。
例如，对于一个位于寒冷地区的办公大楼，其冬季供暖需求较大，而夏季制冷需求相对较小。
在这种情况下，地源热泵系统的设计就需要重点考虑冬季的供暖性能，选择合适的热泵机组和地埋管换热器形式。
二、负荷计算负荷计算是地源热泵方案设计的关键环节之一。
准确的负荷计算可以确保系统在运行过程中能够满足建筑物的冷热需求，同时避免设备的过度选型和能源的浪费。
负荷计算通常采用动态模拟软件进行，如 DOE-2、EnergyPlus 等。
在计算过程中，需要考虑建筑物的围护结构传热、人员、设备、照明等内部得热以及太阳辐射等因素的影响。
通过模拟不同季节、不同时间段的负荷变化情况，为系统的设备选型和运行策略制定提供依据。
例如，对于一个住宅建筑，其负荷在一天内会有较大的变化，白天人员外出，负荷较小，而晚上人员在家，负荷较大。
因此，在设计地源热泵系统时，需要根据负荷的变化特点，合理配置热泵机组的容量和运行时间，以提高系统的运行效率和经济性。
三、地源热泵系统形式选择地源热泵系统根据地下换热器的形式可以分为水平地埋管系统、垂直地埋管系统和地表水系统等。
不同的系统形式具有不同的特点和适用条件，在设计时需要根据工程实际情况进行选择。
水平地埋管系统施工简单、成本较低，但占地面积较大，适用于土地资源丰富、冷热负荷较小的项目。
垂直地埋管系统占地面积小、换热效率高，但施工难度较大、成本较高，适用于土地资源紧张、冷热负荷较大的项目。
地表水系统则适用于附近有河流、湖泊等水资源丰富的项目。
例如，对于一个位于城市中心的商业综合体，由于土地资源紧张，垂直地埋管系统可能是更好的选择。
而对于一个位于郊区的别墅项目，由于土地资源丰富，水平地埋管系统可能更具优势。
青秀城地源热泵中央空调系统设计
青秀城地源热泵中央空调系统设计引言利用浅层地热能的冷暖两用空调，地源热泵中央空调系统是一种既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统，是实现暖通设计节能减排、保护环境的最友好、最有效的供冷、供热系统。
本文即以合肥青秀城售楼部地源热泵中央空调系统设计为例，探析地源热泵中央空调系统在暖通设计中的应用，以求为其他的类似项目提供相关的经验及依据。
1 地源热泵空调系统概述1.1 地源热泵中央空调系统组成地源热泵中央空调系统是由室外地下埋管系统、地源热泵中央空调机组系统与室内空气处理末端系统等三部分组成（图1）。
可见，这里的地埋管水循环和室内末端水循环系统是能量的主要传递者，整个系统就是一个不断的热量交换、能量转换的过程。
1.2 地源热泵空调系统的特点地源热泵中央空调具有以下优势：①它采纳了可再生能源的技术优势。
冬天吸热、夏天排热，绿色环保；②是高效节能的空调。
稳定的土壤温度环境提高了空调系统的工作效率，保障了空调的制冷及制热效果的实现；③环境效益显著。
④兼顾供暖和制冷的双重使用功能；⑤维护便捷，节约成本。
⑥舒适亲人。
2 合肥青秀城售楼部地源热泵中央空调系统设计2.1 项目概况合肥青秀城售楼部地源热泵中央空调系统设计项目建筑面积约4000m2，建筑共四层。
地下室为会议室、地上一层为展示区、地上二三层为办公区域。
本次设计内容包括空调末端设计、地板辐射采暖系统设计、室外地埋管换热系统设计以及地源热泵机房系统设计四项内容。
室外地埋系统：钻孔84口。
孔径150mm。
孔深100m，工艺潜孔锤。
风系统设计：夏季采用风机盘管系统，冬季使用地板采暖辐射系统，新风系统为大空间使用顶送风（下送风），单独办公室使用踢脚线送风。
空调负荷：系统总冷负荷420kW，冬季热负荷350kW。
2.2 室内/室外计算参数2.3 地源热泵中央空调风系统设计根据该售楼部的分布格局特征，二层和三层的单独的小办公室采用踢脚线送风。
考虑到空调所具有的一般使用功能，这里设计保证每个小办公室都随时可以制热、制冷、除湿和通风。
地源热泵设计规范
中华人民共和国行业标准地源热泵供热空调技术规程Technical specification for ground-source heat pump systemJGJxxx-2005送审稿前言根据建设部建标[2003] 104 号文件“关于印发《2003年度工程建设国家标准制定、修订计划》的通知”的要求，由中国建筑科学研究院为主编单位，会同全国13个单位共同编制本标准。
在标准编制过程中，编制组进行了广泛深入的调查研究，认真总结了当前地源热泵系统应用的实践经验，吸收了发达国家相关标准和先进技术经验，并在广泛征求意见的基础上，通过反复讨论、修改与完善，制定了本规程。
本规程共分8章和2个附录。
主要内容是：总则，术语，工程勘察，地埋管换热系统，地下水换热系统，地表水换热系统，室内系统及整体运转、调试与验收。
本标准中用黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规程由建设部负责管理和对强制性条文的解释，中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。
本规程主编单位：中国建筑科学研究院（地址：北京北三环东路30号；邮编：100013）本规程参编单位：山东建筑工程学院、北京计科地源热泵科技有限公司、际高集团有限公司、北京恒有源科技发展有限公司、清华同方人工环境有限公司、北京市地质勘察技术院、山东富尔达空调设备有限公司、湖北风神净化空调设备工程有限公司、河北工程学院城建学院、克莱门特捷联制冷设备（上海）有限公司、武汉金牛经济发展有限公司、广州从化中宇冷气科技发展有限公司、湖南凌天科技有限公司。
主要起草人：徐伟、邹瑜、刁乃仁、李元普、丛旭日、孙骥、于卫平、冉伟彦、冯晓梅、高翀、胡松涛、王侃宏、王付立、朱剑锋、覃志成、林宣军。
1总则 (3)2术语 (3)3工程勘察 (6)3.1一般规定 (6)3.2 岩土体地质勘察 (6)3.3 水文地质勘察 (7)3.4 地表水水文勘察 (7)4地埋管换热系统 (8)4.1 一般规定 (8)4.2 地埋管管材与传热介质 (8)4.3 地埋管换热系统设计 (8)4.4 地埋管换热系统施工 (10)4.5 地埋管换热系统的检验与验收 (11)5地下水换热系统 (11)5.1 一般规定 (11)5.2 地下水换热系统设计 (12)5.3 地下水换热系统施工 (12)5.4 地下水换热系统检验与验收 (13)6地表水换热系统 (13)6.1 一般规定 (13)6.2 地表水换热系统设计 (13)6.3 地表水换热系统施工 (14)6.4 地表水换热系统检验与验收 (14)7室内系统 (15)7.1 室内系统设计 (15)7.2 室内系统施工、检验与验收 (15)8整体运转、调试与验收 (15)8.1 一般规定 (15)8.2 整体运转、调试与验收 (16)附录A 地埋管外径及壁厚 (17)附录B 垂直地埋管换热器的设计计算 (19)本规程用词说明 (21)1.0.1为使地源热泵供热空调系统工程的设计、施工及验收做到技术先进、经济合理、安全适用和保证工程质量，制定本规程。
准池铁路地源热泵系统设计
准池铁路地源热泵系统设计作者：董海广来源：《中国科技博览》2017年第18期[摘要]本工程所在地属于西北严寒地区，冬季采暖对于本工程的一大重点，传统的燃煤锅炉采暖方式由于环保的限制而无法利用，地源热泵系统属国家提倡的可再生能源利用系统，结合本项目的特征，设计采用地源热泵系统为本工程提供冬季采暖、夏季制冷，本文就该项目的设计进行介绍。
中图分类号：V391.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0268-01一、前言由于北方地区冬季大气污染的严峻形势和国家对大气污染防治的行动计划，北方地区小型燃煤锅炉供暖逐步被禁止，然而北方地区冬季寒冷，采暖热源的替代方案一直是项目设计中的一大难点，空气源热泵在严寒地区室外温度过低时效率急剧下降，甚至无法启动，电锅炉采暖不经济，昂贵的电费使用户无法承受，地源热泵便是一个很好的设计方案，属于国家提倡的可再生能源利用系统，北京、天津、河北等各地均有促进地热能开发及利用的政策。
二、项目概况准池铁路是大准铁路和朔黄铁路的连接线，线路位于内蒙古中部及山西省北部，线路北起大准铁路外西沟站往南至朔黄铁路神池南站，新建线路长179.862km，新建车站3座（高家堡站、八里铺站、卧厂站），其中八里铺站为越行站，高家堡站为中间站，卧厂站为中间站，线路区域属大陆季风气候，冬季漫长，春秋相连，雨热同期，年平均气温3.9～7.2℃，极端最高气温37.9℃，极端最低气温-40.4℃。
最冷月平均气温-10.1～-14.7，按中国气候分区属严寒地区。
三、地源热泵系统设计1、冷（热）负荷准池铁路3座新建车站：高家堡站、八里铺站、卧厂站，均采用垂直地埋管地源热泵系统作为车站房屋的冬季供暖和夏季制冷的冷（热）源。
高家堡站空调冷热负荷：地源热泵机组负担车站综合楼、职工宿舍楼、10kV电力配电所、轨道车库及梯车库、车库、材料库等共10539m2建筑物的冷热负荷，冷负荷总共为383.9kW，热负荷总共为654.83kW。
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地埋管地源热泵空调系统变流量自动控制设计 简介：分析了压差变流量控制，温差变流量控制的原理和存在问题，通过具体工程说明土壤源热泵温差变流量控制的设计过程 1前言 空调系统自动控制应该能够采集，检测空调装置的工艺参数，如压力，温度，流量等，同时自动调节某些工艺参数，使之恒定或按一定规律变化，还应对装置自动控制。空调系统两个水系统采用变流量控制，已经受到越来越多人的重视。 土壤源热泵空调系统变流量控制方式 对空调系统两个水系统循环泵进行变流量控制，是在一定的控制方式下实现的。常见的变流量控制方式有压差变流量控制，温差变流量控制。 1.1压差变流量控制 压差变流量控制是用变频器改变泵的流量,保持空调系统供/回水干管两侧压差的稳定。它是目前工程设计中应用最多的一种方案，从泵的运行特性出发,充分发挥水泵效率，采用这种控制方式下的空调系统运行稳定.
图1压差变流量控制流程图 基本原理：设空调系统供、回水干管两端压差分别为P1、P0;HB为循环水泵的扬程;Q0管网总流量;S1为冷源侧管网阻抗:S2负荷侧管网阻抗:S管网总阻抗;△H压差设定值。 供、回水干管两端压差：P1-P0＝HB-S1Q02(1) 循环水泵扬程：HB＝SQ02(2) 则有：△H＝P1-P0＝（S-S1）Q02＝S2Q02(3) 由于只考虑到系统的管网特性,为考虑系统的热力特性,不能反映系统负荷的变化,不能保证室内温/湿度要求,节能效果不明显。对泵的要求很高,要求泵的性能曲线陡峭,性能曲线平滑的效果不明显。对于土壤源热泵空调系统,外循环管网阻抗变化不大,很难实现对外循环泵的压差变流量控制。因为随着水温度的上升或降低,系统的压力也会随着增大或减小,这使得控制变得扑朔迷离。找到一个符合系统管网特性的△H设定值较困难。 1.2温差变流量控制 温差变流量控制是用变频器改变泵的流量,保持空调系统供/回水温差稳定。从空调系统热力特性出发,能保证室内温/湿度要求，能够反映系统负荷的变化,供/回水温差可达到4.5℃以上,节能效果明显，能够实现对内/外循环泵变流量控制,适用于土壤源热泵变流量控制。
图2温差变流量控制流程图 基本原理：Q为实时负荷量；△T空调系统供、回水温差；Q0管网总流量。 Q＝Q0△T/0.86(4) 保持△T恒定，Q0随着Q的变化而变化。 温差变流量控制没有考虑系统管网特性,可能会造成系统运行不稳定。因而只适用于管网特性基本不变或变化不大的空调系统。由于机组本身具有根据负荷变化进行自动调节的功能,采用该控制方法会出现与机组控制不协调的现象,甚至会影响机组的正常工作. 1.3土壤源热泵空调系统变流量控制 通过对压差变流量控制，温差变流量控制分析可以看出，压差变流量控制节能效果不明显，控制不容易实现。温差变流量控制节能效果明显，容易实现，但对系统管网特性有一定的要求。对于土壤源热泵空调系统采用温差变流量控制能够对两个水系统循环泵进行变流量控制，特别是对于外循环泵，由于外循环管网特性基本稳定，S（管网阻抗）基本不变，采用温差变流量控制方式效果更明显。 2工程实例 某办公楼地下2层,地上7层,总建筑面积15000m2。采用土壤源热泵中央空调系统,地下埋管总长度为20000米。单孔设计孔深为125米，则总孔数为80个。末端采用风机盘管加新风系统.设计冷负荷1300kw,热负荷1200kw.采用热泵机组1台,变频器2台. 2.1控制方案的制定 该工程采用DDC(directdigitalcontrol)直接数字化控制系统。由于办公楼各支路负荷相差不大，空调末端管网特性相对稳定。冬季末端空调水系统采用室内循环供/回水温差,室内循环供水温度和机组工作状况相结合的控制方式，为了保证室内温度要求，控制方案中考虑了室内循环供水温度。对于地下埋管循环水系统采用地下埋管供/回水温差,蒸发器出口温度和机组工作状况相结合的控制方式。对蒸发器出口温度的控制是基于防止地下水温度过低出现结冰考虑的。
图3冬季内循环变流量控制环路 图4 冬季外循环变流量控制环路 2.2控制设备选择 2.2.1现场仪表选择 仪表选择应注意仪表的精度，测量范围和输出信号的类型。仪表精度代表仪表的灵敏程度，根据所需被测参数的精度要求选择；测量范围应在被测参数的波动范围内；输出信号的类型有电流信号（如4～20MA）,电压信号（如0～5V）和电阻信号（如铂电阻46～100Ω）。一般来说电流电压信号易受周围环境的干扰，但对接受信号的板卡要求不高；而电阻信号不易受周围环境的干扰，但对接受信号的板卡要求很高。 本工程温度采集采用RWB系列一体化温度变送器，精度±5％，测量范围0～80℃，输出信号4～20MA；压力采集采用WQSBP800系列压力变送器，精度0.1％，测量范围0～1.2MP，输出信号4～20MA；流量采集采用1151DP差压变送器，精度1％，测量范围31.1～186.8KP，输出信号4～20MA； 2.2.2热泵机组冷凝器端电动阀选取 本工程采用的热泵机组有三台压缩机对应三个冷凝器，热泵机组可以根据蒸发器和冷凝器的进/出口水温和通过的水流量对压缩机进行多级卸载。如果在压缩机停止工作的情况下，与其对应的冷凝器还有水流通过时，会造成能源的浪费。 假设冬季某一时刻1，2号压缩机停止工作，3号压缩机正常工作下，设冷凝器流量G，1，2，3号冷凝器流量都为G/3,冷凝器进口温度T1，出口温度T2，3号冷凝器吸热量Q，3号冷凝器出口温度T1'. Q=G(T1'-T1)/(0.86*3)=G(T2-T1)/0.86 得T2=(T1'+2T1)因T1'>T1,所以T1'>T2.这就会造成能源的浪费。 因而在三个冷凝器出口处安装电动阀，与热泵机组压缩机联动，压缩机工作与其对应的冷凝器上电动阀打开，压缩机停在工作与其对应的冷凝器上电动阀关闭， 2.2.3变频器选择 变频器选择主要是其功率的选择。变频器功率一般按泵功率的1.1倍选取。这样选取会造成变频器选取不当，变频器可能在泵在额定电流下不能正常工作，出现电流过载的故障。应按照水泵的额定电流和水泵功率相结合选取。如水泵功率为55KW，额定电流为101A，按泵功率选取功率大于W1=55*1.1=60.5W的变频器，按额定电流选取功率大于W2=1.732*380*101=66.5KW的变频器.最后选取功率大于66.5KW的变频器。 本工程选取变频器FRN45P11S-4CX和FRN75P11S-4CX两台。 2.2.4控制设备选取 2.2.4.1工控机 采用ADVANTECH工控机,可采集包括温湿度、压力、流量、功率和液位传感器变送的120路标准信号,并且还能拓展采集路数。 软件系统采用INTELLUTION基于PC机的分布式处理客户/服务器的FIX软件,它是一种分布式自动化和控制软件。其基本功能是数据采集和数据处理,还具有监视、监控、报警、控制、数据归档和报表等功能。不仅能够显示数据的实时趋势曲线,而且可以显示数据的历史趋势曲线。软件系统提供了一套VisualBasic语言函数集,可以读写系统中的任一数据点,软件系统的开放式结构为我们编写解决自动控制问题的软件提供了工具,可以用VisualBasic快速开发与现场数据相关的应用程序。其处理能力可以满足各种类型的配置和处理策略,并可方便地进行分布式处理或集中式处理. 2.2.4.2其它设备 模拟量输入接口板1块，主要用于将模拟量输入调理板调理的现场模拟信号转换成12位数字信号，直接供计算机接受。实现A/D模拟量向数字量的转换。供显示器显示现场采集的温度，压力和流量数据。 模拟量输出接口板1块，主要用于接受计算机送来的二进制数字信号，直接经D/A转换芯片转换成模拟电压输出给模拟量输出调理板，用于输出控制变频器的电流信号。 模拟量输入调理板3块，主要用于接受现场输来的电流信号，并输入到模拟量输入接口板中进行模拟量向数字量的转换。 模拟量输出调理板1块，主要用于接受模拟量输出接口板的电压信号输到变频器的控制端。 开关量输入调理板1块，主要用于接受现场的开/关信号。 开关量输出调理板1块，主要是对现场开/关控制进行。 线性电源4块，用于给仪表和板卡送电。 全隔离信号变送器3个，主要用于对现场输入输出信号进行隔离，防止电磁干扰。 2.3控制参数的获取和软件编程 2.3.1控制参数的获取 2.3.1.1内/外循环泵流量G与控制信电流I关系 图5内循环流量频率关系图 图6外循环流量频率关系图 内循环流量G与频率N关系： F=a+bG（a=-0.805，b=0.17）（5） 外循环流量G与频率N关系： F=a+bG+cG2(a=-0.0293,b=-0.76,c=0.0349)（6） 图7内循环频率与控制电流关系图 图8外循环频率与控制电流关系图 内循环频率N与控制电流I关系： I=a+bF（a=3.75，b=0.326）（7） 外循环频率N与控制电流I关系： I=a+bF（a=3.52,b=0.33）（8） 由（5）（6）（7）（8）得： 内循环泵控制电流I与流量G关系： I=a+bG,(a=2.03,b=0.0649)（9） 外循环泵控制电流I与流量G关系： I=a+bG+cG2(a=-4.95,b=0.29,c=-0.08419)（10） 2.3.1.2其它参数的选定 温差变流量控制，必须保证热泵机组正常工作。一般机组在非正常工作下会出现蒸发器水流故障，蒸发器结冰故障，蒸发器进水温度过高故障，蒸发器进水温度失效，蒸发器出水温度失效，压缩机高压故障和压缩机低压故障等故障。 土壤源热泵在冬季变流量运行时，应保证机组不出现蒸发器结冰故障，压缩机高压故障，压缩机低压故障。当机组蒸发器出口温度低于机组蒸发器最低出口温度时，就会出现蒸发器结冰故障；当冷凝器流量低于机组最小冷凝器流量时，就会出现压缩机高压故障；当蒸发器流量低于机组最小蒸发器流量时，就会出现压缩机低压故障；因而在变流量运行时应对蒸发器出口最低温度，蒸发器最小流量和冷凝器最小流量进行设置。