(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210546143.7 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 河南省地质矿产勘查开发局第二地 质环境调查院 地址 450000 河南省郑州市金水区南阳路 56号 (72)发明人 王刚　尚永升　葛雁　黄煊　杨珍　 李尧　卢玮　程宇　申云飞　 王攀科　李沛莹　李亚美　程建强　 王盼盼　秦国强　 (74)专利代理机构 郑州盈派知识产权代理事务 所(普通合伙) 41196 专利代理师 张晓辉　樊羿 (51)Int.Cl. G01K 13/00(2021.01)G01K 1/14(2021.01) G01D 21/02(2006.01) F25B 30/06(2006.01) (54)发明名称 地源热泵监控方法 (57)摘要 本发明公开了一种地源热泵监测系统，旨在 解决现有技术监测不准确、耗费大、系统运行没 有最大程度节能环保的技术问题。本申请的方案 通过布设地温监测孔、特定位置的热影响半径监 测孔、呈三角形分布地下水监测孔，且根据地层 结构在测温电缆上不同地层的对应位置处设置 不同数量程度的测温探头，实现控制器根据收集 到的数据动态调整系统运行数据，进而使系统更 加节能，最大程度保护地质环境。 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 114964551 A 2022.08.30 CN 114964551 A 1.一种地源热泵监控方法，其特征在于，包括如下步骤： （1）进行浅层地热资源勘查，并根据岩土热物性测试获取场地热物性资料，确定场地地 层结构及变温带深度； （2）在场地中心布设用于监测场地地温变化的地温监测孔； （3）在场地地下水下游边缘处的任一换热孔旁沿地下水流向布设不少于三个热影响半 径监测孔、在场地地下水上游边缘处的任一换热孔旁垂直于地下水流向布设不少于三个热 影响半径监测孔； （4）在换热外地下水上游、下游以及换热场内地下水流向中心各设置一处地下水监测 孔，且三孔呈三角形分布； （5）根据地层结构在测温电缆上各地层的对应位置处设置测温探头，且所述测温电缆 上每层地层对应位置处至少设一个测温探头，地层变温带对应范围内测温探头布设密度加 密； （6）将制作完成的各测温电缆依次对应放入各监测孔内，且在地下水监测孔内增设水 质检测计和/或水位计； （7）在地源侧和用户侧总进、出水管路中分别对应设置对应的个体温度、流量、压力传 感器，将各管路及监测孔设置的传感器、泵变频器接入机房数据采集控制单元； （8）控制器根据收集到的数据动态调整系统运行数据：室外环境与场地内地温温差及 用户侧进出水温差分别大于设定温度时，调整对应机组热泵及水泵进入低功率运行模式； 所述温差分别小于设定温度时，调整所述机组热泵及水泵进入大功率运行模式；各垂直于 地下水流向热影响半径监测孔温度数据均大于对应半径的沿地下水流向的温度数据时，相 应提高系统换热功率直至两监测数据相等。 2.根据权利要求1所述的地源热泵监控方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，地温监测 孔根据换热场地面积布设一个或多个，且在场地内均匀分布，孔深比换热孔深2m及以上。 3.根据权利要求1所述的地源热泵监控方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，地温监测 孔根据换热场地地层结构布设一个或多个，确保监测孔处于相同或各不同的地层结构的换 热区域中心。 4.根据权利要求1所述的地源热泵监控方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，同一分布 方向上相邻的热影响半径监测孔间距为1‑2m。 5.根据权利要求1所述的地源热泵监控方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，位于场地 外的地下水监测孔距场地边缘大于50m，且任意两地下水监测孔间的连线与地下水流向间 所呈角度大于15度。 6.根据权利要求1所述的地源热泵监控方法，其特征在于，在所述步骤（5）中，变温带范 围内测温探头按照2.5m间距加密布设。 7.根据权利要求1所述的地源热泵监控方法，其特征在于，在所述步骤（6）中，所述地下 水监测孔传感器探头位于地下水平面以下深度。 8.根据权利要求1所述的地源热泵监控方法，其特征在于，在所述步骤（8）中，所述功率 运行模式的调整具体为对机组功率及水泵变频器参数的调整。权　利　要　求　书 1/1页 2 CN 114964551 A 2地源热泵监控方法 技术领域 [0001]本发明涉及能源设备监控技术领域，具体涉及一种地源热泵监控方法。 背景技术 [0002]地源热泵是通过地埋管来提取浅部地下岩体和水体中的低品位热能（10～25℃）， 利用热泵把低品位热能提升为高品位热能后实现供暖；夏季则通过地埋管把地面建筑物内 高温排到地下进行能量交换，从而达到制冷目的。 [0003]由于地下影响换热因素的复杂性，实际运行中常出现热量未及时有效扩散导致的 “热堆积”效应，造成释热与吸热的不均衡，进而影响周围地质环境。且热交换主机和大功率 水泵属于高耗能设备，如系统不考虑地下换热环境变化且以单一状态长期运行，则会带来 很多不必要的能量损耗，甚至这些能量损耗带来的是对地质环境的破坏。 [0004]发明人知晓的一种地埋管地源热泵换热系统场地地温监测系统及方法 （CN113008401A）中公开了一种地埋管地源热泵换热系统场地地温监测系统， 所述埋管区 监测装置包括至少一个第一监测孔以及一个第二监测孔，其中第一监测孔布置在两个换热 孔之间，并在第一监测孔内沿其高度方向设置有若干温度传感器；第二监测孔设置在用于 放置地埋换热器的换热孔内，并在第二监测孔内沿其高度方向还设置有若干温度传感器； 所述的外围监测装置布置包括至少两个距离埋管区不同距离的第三监测孔，在第三监测孔 内沿高度方向布置有若干温度传感器，用于监测距离埋管区不同距离处的地温；所述的地 温背景值监测装置包括远离埋管区布置的第四监测孔。所述的第一监测孔、第二监测孔、第 三监测孔、第四监测孔中温度传感器的设置时，26m以浅每2m的间隔布置一个温度传感器； 26m以深每10m的间隔布置一个温度传感器。 [0005]但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述技术至少存 在如下技术问题： 对场地地温监测数据不全面，外围监测孔及地温背景值监测孔无法对地下水径流 对场地换热的影响进行判断，进而无法根据地下水的热扩散影响对系统运行参数进行调 节，也就无法实现系统的更加节能。此外，由于不同地层的导热性能不同，该技术方案对测 温孔的传感器设置，无法监测不同地层地温的变化，进而无法统筹兼顾各地层的真实综合 换热效果，以实现对系统换热进程的调控。 [0006]公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当 被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。 发明内容 [0007]鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种地源热泵监控系统，对地质 环境和换热过程准确可靠的监控，保证环境的稳定和系统的高效节能。 [0008]根据本公开的一个方面，提供一种地源热泵监控方法，包括如下步骤： （1）进行浅层地热资源勘查，并根据岩土热物性测试获取场地热物性资料，确定场说　明　书 1/6页 3 CN 114964551 A 3