双重设定温度分流器及其模拟系统技术方案

本发明专利技术涉及温度控制技术领域，具体是一种双重设定温度分流器及其模拟系统，包括分流阀和温度恒温器，所述分流阀设置在地源热泵系统的连通回路中，所述连通回路分别为：依次连接的干冷器出口端、混合阀、热泵机组、分流阀及干冷器入口端构成的连通回路，依次连接的水平接地回路出口端、混合阀、热泵机组、分流阀及水平接地回路入口端构成的连通回路；所述分流阀受温度恒温器控制，温度恒温器控制分流阀的各端口介质的流向。本发明专利技术的有益效果是：所述的双重设定温度分流器，能够根据不同设定温度自动切换工作流体方向，且设置的加热或冷却设定温度，在供暖和制冷季节都充分发挥或优化了地源热泵系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
双重设定温度分流器及其模拟系统
本专利技术涉及温度控制
，具体是一种双重设定温度分流器及其模拟系统。
技术介绍
地源热泵(GSHP)是一种节能的HVAC系统(空调调节系统)，它利用地球土壤中的热能为建筑物提供足够的加热和冷却。GSHP包含一个地下换热器，该换热器利用了土壤具有相对恒定的温度这一事实，该温度可以在较冷的季节充当热源，而在较温暖的季节充当散热器。GSHP中的该热交换器由管道回路或接地回路组成，可以根据可用的地面空间在土壤中垂直或水平定向。工作流体用于传递加热或冷却所需空间所需的热能。流体通常由非腐蚀性物质组成，例如水或水和乙醇的混合物。与传统的加热系统相比，GSHP所需的能源显着减少，并减少了二氧化碳的排放。GSHP的多项研究得出的结论是：与传统的空对空热泵相比，它们所需的电能减少了30％至70％，而COP(能效比)则提高了74％。由于GSHP可以减少多达50％的能源消耗，并具有免维护的热交换器，并且接地回路可以使用超过50年，因此GSHP的安装量正在增加。地源热泵系统被认为是建筑采暖/制冷系统最重要的技术之一。混合地源热泵的发展进一步解决了常规系统的问题，例如过度依赖常规能源和土壤热平衡问题。在TRNSYS(瞬时系统模拟程序)中进行了短期和长期模拟，以分析不同换向器加热/冷却设定温度下的能量变化和土壤热状况。地源热泵的工作流体通过水平接地回路或液体干式冷却器循环。由于是通过将环境温度与分流器的设定温度进行比较来自动控制流向，因此对温度控制的分流器(TYPE211型)进行了编码，并将其导入到TRNSYS环境中。TYPE211型实现了根据不同设定温度自动切换工作流体方向的功能。但是，其单一设定温度有局限性，无法在供暖和制冷季节都充分发挥或优化系统的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双重设定温度分流器及其模拟系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种双重设定温度分流器，包括分流阀和温度恒温器，所述分流阀设置在地源热泵系统的连通回路中，所述连通回路分别为：依次连接的干冷器出口端、混合阀、热泵机组、分流阀及干冷器入口端构成的连通回路，依次连接的水平接地回路出口端、混合阀、热泵机组、分流阀及水平接地回路入口端构成的连通回路；所述分流阀受温度恒温器控制，温度恒温器控制分流阀的各端口介质的流向。作为本专利技术进一步的方案：所述热泵机组包括依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀及换热器，各连通回路在冷凝器或换热器进行能量的交换；所述温度恒温器分别为可实现加热设定、冷却设定的加热温度恒温器和冷却温度恒温器。作为本专利技术提供的另一个技术方案：一种双重设定温度分流器的模拟系统，所述模拟系统包括依次连接的热泵机组、多点转向器、并联的水平接地回路和干冷器、混合阀，多点转向器控制冷媒循环于水平接地回路或干冷器。作为本专利技术进一步的方案：还包括信号处理器，所述信号处理器设有端口用于数据输入，所述数据输入为天气信息模型、环境温度、冷却或加热设定温度、时间表，数据输出至多点转向器，控制水平接地回路或干冷器的介质流向。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：所述的双重设定温度分流器，能够根据不同设定温度自动切换工作流体方向，且设置的加热或冷却设定温度，在供暖和制冷季节都充分发挥或优化了地源热泵系统的性能。附图说明图1为一个实施例中双重设定温度分流器的流程示意图。图2为一个实施例中双重设定温度分流器的冷却模式示意图。图3为一个实施例中双重设定温度分流器的加热模式示意图。图4为一个实施例中双重设定温度分流器在TRNSYS18环境中的控制示意图。图5、图6为地源热泵系统的年度总能耗在绝对值和百分比分别为6℃至14℃的各种加热设定温度下分解统计图。图7a为不同加热设定温度下每年最高的土壤温度变化曲线；图7b为不同加热设定温度下每年最低的土壤温度变化曲线；图7c为不同加热设定温度的年平均土壤温度变化曲线；图7d为不同加热设定温度下每年最高和最低温度差异变化曲线。附图中：1、双重设定温度分流器；2、干冷器；3、混合阀；4、分流阀；5、水平接地回路；6、热泵机组；61、压缩机；62、冷凝器；63、膨胀阀；64、换热器；7、温度恒温器。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。请参阅图1-3，本实施例中，一种双重设定温度分流器1，包括分流阀4和温度恒温器7，所述分流阀4设置在地源热泵系统的连通回路中，所述连通回路分别为：依次连接的干冷器2出口端、混合阀3、热泵机组6、分流阀4及干冷器入口端构成的连通回路，依次连接的水平接地回路5出口端、混合阀3、热泵机组、分流阀4及水平接地回路入口端构成的连通回路；所述分流阀受温度恒温器控制，温度恒温器控制分流阀的各端口介质的流向。所述的双重设定温度分流器，通过设置的分流阀4和温度恒温器7的配合，能够合理的利用环境温度与其预设的加热或冷却设定温度的对比结果，进行干冷器所在连通回路、水平接地回路所在连通回路之间介质的流向的控制，实现温度和流量的调度，且还可设置冷却设定温度、加热设定温度，为用户提供了足够的调节空间，适应季节性变化；使得建筑物的采暖或制冷，不会过度依赖常规能源和土壤热平衡问题；在供暖和制冷季节都充分发挥或优化了地源热泵系统的性能。在一个实施例中，所述热泵机组包括依次连接的压缩机61、冷凝器62、膨胀阀63及换热器64，各连通回路在冷凝器或换热器进行能量的交换，该换热器充当散热器的功能；所述温度恒温器7分别为可实现加热设定、冷却设定的加热温度恒温器和冷却温度恒温器。热泵机组是单级水源热泵，冷却时的额定容量为14kW，加热模式下的额定容量为17.5kW；潮湿的空气由热泵循环，以吸收热量或从系统中使用的工作流体中吸收热量。在一个实施例的应用场景中，所述温度恒温器预设有控制指令，温度恒温器有两个，分别为加热温度恒温器和冷却温度恒温器，(对应图4所示的加热设定和冷却设定)，能够根据其输入端采集的环境温度、连通回路中的介质温度和流量对比其预设的加热或冷却设定温度发出控制指令控制分流阀；如图1、2、3所示，将水平接地回路与干冷器作为双换热器，将水平接地回路的入口温度、入口流量和流向控制信号及加热/冷却设定温度作为输入，加载到双重设定温度分流器1，温度恒温器输出端口1的温度/流量、端口2的温度/流量，即通过分流阀4切换介质或工作流体通过各连通回路的流向，进而控制介质的流量和温度。本实施例中，所述分流阀配置有加热模式和冷却模式，所述加热模式和冷却模式的切换节点根据时间表和天气信息模型确定；所述冷却模式具体为：当冷却设定温度低于环境温度时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双重设定温度分流器，其特征在于，包括分流阀和温度恒温器，所述分流阀设置在地源热泵系统的连通回路中，所述连通回路分别为：/n依次连接的干冷器出口端、混合阀、热泵机组、分流阀及干冷器入口端构成的连通回路，依次连接的水平接地回路出口端、混合阀、热泵机组、分流阀及水平接地回路入口端构成的连通回路；/n所述分流阀受温度恒温器控制，温度恒温器控制分流阀的各端口介质的流向。/n

【技术特征摘要】
1.一种双重设定温度分流器，其特征在于，包括分流阀和温度恒温器，所述分流阀设置在地源热泵系统的连通回路中，所述连通回路分别为：
依次连接的干冷器出口端、混合阀、热泵机组、分流阀及干冷器入口端构成的连通回路，依次连接的水平接地回路出口端、混合阀、热泵机组、分流阀及水平接地回路入口端构成的连通回路；
所述分流阀受温度恒温器控制，温度恒温器控制分流阀的各端口介质的流向。


2.根据权利要求1所述的双重设定温度分流器，其特征在于，所述热泵机组包括依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀及换热器，各连通回路在冷凝器或换热器进行能量的交换。


3.根据权利要求1所述的双重设定温度分流器，其特征在于，所述温度恒温器预设有控制指令，温度恒温器能够根据其输入端采集的环境温度、连通回路中的介质温度和流量对比其预设的加热或冷却设定温度发出控制指令控制分流阀。


4.根据权利要求1所述的双重设定温度分流器，其特征在于，所述分流阀配置有加热模式和冷却模式，所述加热模式和冷却模式的切换节点根据时间表和天气信息模型确定。


5.根据权利要求4所述的双重设定温度分流器，其特征在于，所述冷却模式具体为：当冷却设定温度低于...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯高旸，赵萌，刘政光，徐磊，江伟，王玉川，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61