[发明专利]基于TRNSYS的空气源热泵空调系统模型及建模方法

权利要求书

1.一种基于TRNSYS的空气源热泵空调系统模型的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，设定气象参数输入部分；其中根据仿真需求选用不同的气象参数文件；

步骤S2，设定建筑参数输入部分；其中建筑分为多个区域；所有建筑参数根据仿真需求进行输入；工作时间和非工作时间的建筑负荷用时间表区分；

步骤S3，设定风机盘管部分；其中风机盘管的风量根据建筑负荷确定；控制室温根据仿真需求确定；

步骤S4，设定水泵部分；其中水泵的流量和功率根据建筑负荷确定；

步骤S5，设定变流量控制部分；其中变流量控制部分采取温差多级控制的方式控制流量的档位；

步骤S6，设定空气源热泵部分；其中空气源热泵的额定制冷量根据建筑负荷确定；

步骤S7，设定模拟结果输出部分；其中数据输出的表征量为室内外的温度变化曲线、空气源热泵的功率和制冷量、水泵的功率及流量、空气源热泵的COP和空调系统的COP；

所述步骤S5中，利用多级控制器实现对水泵流量控制，表述如下：

控制器输出多个控制信号S_n，n为自然数；对于每一个控制信号S_n，都相当于一个启停控制，存在如下关系：

若S_n原先为1，则：

若S_n原先为0，则：

其中：T为控制参数，采用空气源热泵的供回水温差；T_n为控制信号S_n所对应的温度控制点；ΔT为死区温度；

设置控制信号数量为4个，分别记为S₁、S₂、S₃、S₄，同时设置4个控制信号所对应的温度控制点为T₁、T₂、T₃、T₄，T₁＜T₂＜T₃＜T₄，且T_n-T_n-1≥ΔT，其中，n取2、3、4，则随着温度的升高，S₁、S₂、S₃、S₄将会依次置1，即四个控制信号共有5个状态：(0，0，0，0)、(1，0，0，0)、(1，1，0，0)、(1，1，1，0)、(1，1，1，1)，这5个状态对应于流量的5个档位。

2.根据权利要求1所述的基于TRNSYS的空气源热泵空调系统模型的建模方法，其特征在于，所述步骤S7中：

数据输出的表征量中，空气源热泵的制冷量的表达式Q_heat为：

Q_heat＝cρQ_w(t_in-t_out)

式中：

c——水的比热容，取为4.2kJ/(kg·℃)；

ρ——水的密度，取1000kg/m³；

Q_w——水泵流量，m³/h；

t_out——空气源热泵的供水温度，℃；

t_in——空气源热泵的回水温度，℃；

数据输出的表征量中，空气源热泵的COP的表达式COP_ASHP为：

COP_AsHP＝Q_heat/P_ASHP

式中：

P_ASHP——空气源热泵机组的功率，kW；

数据输出的表征量中，空调系统的COP的表达式COP_system为：

COP_system＝Qheat/(P_AsHP+P_pump)

式中：

P_pump——水泵的功率，kW。

3.一种基于TRNSYS的空气源热泵空调模拟仿真系统，其特征在于，实现权利要求1或2中任一项所述的建模方法；包括：气象参数输入部分、建筑参数输入部分、风机盘管部分、水泵部分、变流量控制部分、空气源热泵部分以及模拟结果输出部分；其中：

所述气象参数输入部分用于设置气象参数；

所述建筑参数输入部分用于设置建筑参数；

所述风机盘管部分用于设定风机盘管的风量以及控制室温；

所述水泵部分用于设定水泵的流量和功率；

所述变流量控制部分用于控制水泵的流量变化；

所述空气源热泵部分用于设定空气源热泵的额定制冷量、名义COP；

所述模拟结果输出部分，用于输出空气源热泵部分的空气源热泵的额定制冷量和名义COP模拟结果。