商业综合体浅层地源热泵能源站数字孪生智慧管控工程案例分析

【资料简介】

商业综合体浅层地源热泵能源站数字孪生智慧管控工程案例分析

摘要

商业综合体人流密集，冷热负荷昼夜波动大、季节差异明显，地源热泵能源站设备多、埋管管路繁杂，运维管控难度高。本文以某大型商业综合体浅层地源热泵能源站为工程案例，采用北京鸿鸥成运仪器设备有限公司2D‑3D数字孪生整套管控系统。介绍项目硬件传感终端部署、2D组态机房可视化、地下埋管3D孪生建模、负荷智能调控、小程序远程运维整体方案；分析商业体昼夜负荷波动下的设备优化运行策略；对比改造前人工管控模式，从能耗、运维人力、故障处置效率、换热稳定性多维度分析应用成效。总结商业综合体地热能源站数字孪生管控经验，为同类大型公共建筑地热项目提供工程参考。

关键词：地源热泵；数字孪生；商业综合体；地热能源站；机房运维；负荷波动；埋管热平衡；工程案例；节能改造；可视化监测

正文

1 引言

大型商业综合体白天制冷供暖负荷高，夜间停业之后负荷骤降，周末、节假日负荷大幅上涨，冷热负荷动态波动剧烈。地热能源站水泵、机组数量多，地下埋管管路繁多，传统人工管控模式无法跟随负荷动态调整设备运行，经常出现高峰供能不足、低谷设备空载耗能，地下埋管容易出现热堆积故障。

数字孪生智慧管控系统可以实时捕捉负荷变化，动态调控设备，实现精细化运维。本文依托鸿鸥成运整套软硬件系统，开展商业综合体地热能源站智慧管控案例研究。

2 项目工程概况

该商业综合体建筑面积8.6万㎡，浅层地源热泵能源站配备4台主热泵机组、12台循环水泵、216路U型地下换热埋管，承担商场全年冷暖供应。改造前依靠人工值守管控设备，全年能耗偏高，埋管堵塞故障排查周期长。项目搭载鸿鸥成运全套耐高温防腐传感硬件、2D组态监控平台、地下埋管3D数字孪生模型、微信小程序远程运维系统。

3 数字孪生管控实施方案

在每一路埋管进出口安装温度、压力、流量传感器；水泵、热泵机组安装运行状态采集终端；搭建2D机房组态界面，复刻分水器、水泵、机组布局；建立216路埋管完整3D三维模型；软件实时计算商场冷热负荷，动态启停机组水泵；管理人员手机小程序远程监控，埋管故障三维定位。

4 项目改造成效

改造之后，能源站全年平均COP由3.3提升至4.2，年节电24.6%；机房由2人24小时值守改为无人值守；地下埋管故障排查时长由3‑4天缩短至10分钟以内；地层热堆积问题提前预警，换热系统全年运行稳定，保障商场冷暖供应。

5 结语

商业综合体负荷波动复杂，适合采用数字孪生精细化管控模式。本案例验证北京鸿鸥成运软硬件一体化方案在大型公共建筑地热项目的实用性。后续可将该管控模式推广至医院、学校、产业园等各类公共建筑地热能源站。

全套汇总分类关键词

一、设备硬件类

800米深井测温系统，高精度数字温度变送器，深井耐压传感器，屏蔽式耐高温传输电缆，多路信号采集主机，电动绞车下放装置，水位传感模块，低功耗物联网模块，4G无线传输模块

二、监测技术类

地热井分层测温，长线缆数字信号传输，多点同步采集，地温梯度测试，10米间隔密集测点，温度‑水位一体化监测，地温梯度曲线生成

三、软件平台类

地热云监测平台，移动端小程序，无人值守在线监测，远程数据采集，温度异常AI预警，监测数据导出

四、行业应用类

地源热泵，浅层地热资源，复合热泵系统，地热换热井，井筒结垢堵塞故障诊断，回灌通道监测，地热井洗井运维，水文地质勘察，冀中坳陷地热勘察

五、行业对比与技术突破类

友商浅层测温瓶颈（150‑300m），北京鸿鸥成运，国产化深井监测装备，800m深度技术突破，地下空间分层检测升级，中深层地热井监测研发

推荐产品如下：

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地热管理系统（geothermal management system）是为实现地热资源的可持续开发而建立的管理系统。

我司深井地热监测产品系列介绍：

1.0-1000米单点温度检测（普通表和存储表）／0-3000米单点温度检测（普通显示，只能显示温度，没有存储分析软件功能）

2.0-1000米浅层地温能监测（采集器采用低功耗、携带方便；物联网NB无线传输至WEB端B/S架构网络；单总线结构，可扩展256个点；进口18B20高精度传感器，在10-85度范围内，精度在0.1-0.2度）

3. 4.0-10000米分布式多点深层地温监测（采用分布式光纤测温系统细分两大类：1.井筒测试 2.井壁测试）

4.0-2000米NB型液位／温度一体式自动监测系统（同时监测温度和液位两个参数，MAX耐温125摄氏度）

5.0-7000米全景型耐高温测温成像一体井下电视（同时监测温度和视频图片等）

6. 微功耗采集系统／遥控终端机——地热资源监测系统浅层／地热管理系统（可在换热站同时监测温度／流量／水位／泵内温度／压力／能耗等多参数内容，可实现物联网远程监控，24小时无人值守）

有此类深井地温项目，欢迎新老客户朋友垂询！北京鸿鸥成运仪器设备有限公司

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