[发明专利]一种基于负荷匹配和抑霜多目标的空气源热泵集中供暖系统群控方法

说明书

一种基于负荷匹配和抑霜多目标的空气源热泵集中供暖系统群控方法，涉及空气源热泵抑霜技术和群控技术领域。首先，确定空气源热泵集中供暖系统热源侧的基本配置情况，并根据实际运行工况，确定系统总的负荷率和抑霜目标；其次，根据上述需求和目标，确定系统中机组启动数量和每一台启动机组的负荷率；再次，确定单台机组变频空气源热泵的压缩机转速和风机转速，或单台多压缩机并联机组中压缩机的运行数量；最后，通过中央数据处理控制器，统一将控制信号发送至每一台机组控制主板，进而群控系统的机组，实现制热和抑霜需求。

技术领域

本发明是一种基于负荷匹配和抑霜多目标的空气源热泵集中供暖系统群控方法，涉及空气源热泵抑霜技术和群控技术领域。

背景技术

“空气源热泵”是近年来全世界倍受关注的节能技术，欧盟各国、日本和我国相继将其列入可再生能源技术范畴。空气源热泵在我国已被广泛应用于建筑空间供暖，其中，商用空气源热泵机组由于市场开拓早，已经进入全面发展阶段。

在实际的工程应用中，商用空气源热泵常以模块串/并联的形式构成整个供暖系统的热源。模块机常见的形式主要有3种，分别是单压缩机的定频机组、多压缩机并联的定频机组和变频空气源热泵机组，而多压缩机并联的定频机组和变频空气源热泵机组，由于其容量可调节特性，具有更好的节能效果和舒适性，已成为当前商用空气源热泵供暖市场的主流产品。

目前，商用空气源热泵的集中供暖系统在实际运行中，为了满足负荷需求，机组的群控策略主要根据供/回水温度采用机组顺序启停或部分机组启停的方式，控制整个系统机组的启停，其并未能充分利用单台机组的变容量的特性，造成机组频繁启停和非运行机组漏热量增加问题。

此外，当空气源热泵在冬季运行时，结霜也是是制约机组高效、稳定运行的关键问题。从传热的角度分析，室外换热器表面霜层的生长主要受空气侧的对流换热，制冷剂侧的沸腾换热以及蒸发器的换热影响，即调整空气源热泵压缩机、室外侧风机和室外侧换热器等关键部件的配比，有利于提高蒸发温度，降低换热温差，抑制结霜。而空气源热泵的结霜工况主要集中在-5℃～5℃，属于部分负荷工况，对于变容量空气源热泵机组，在结霜工况下，可通过控制压缩机、室外侧风机或室外侧换热器等关键部件的配比关系，取得延缓结霜的效果。然而，现有的空气源热泵机组群控策略缺乏该方面的调控以及应对机组结霜问题的有效策略。

可见，为了提高空气源热泵集中供暖系统的运行能效，负荷匹配和抑霜均应作为系统群控策略的控制的目标。因此，从运行控制优化层面，结合实际结霜工况下的负荷需求，充分利用系统中每一台变容量空气源热泵机组的调节特性，进行压缩机、室外换热器或室外风机的动态抑霜匹配，在满足制热需求的同时实现按需抑霜，进而可实现每台机组全工况下高效、连续、稳定运行，推动空气源热泵集中供暖系统在我国全地域应用与发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于负荷匹配和抑霜多目标的空气源热泵集中供暖系统群控方法，针对商用的变容量空气源热泵机组集中供暖系统，在结霜工况下，通过优化机组启停台数，压缩机、室外侧风机和室外侧蒸发器等关键部件的配比关系，满足制热需求的同时按需抑霜，实现机组在全工况下高效运行。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于负荷匹配和抑霜多目标的空气源热泵集中供暖系统群控方法，包括首先，确定空气源热泵集中供暖系统热源侧的基本配置情况，并根据实际运行工况，确定系统总的负荷率和抑霜目标；其次，根据上述需求和目标，确定系统中机组启动数量和每一台启动机组的负荷率；再次，确定单台机组变频空气源热泵的压缩机转速和风机转速，或单台多压缩机并联机组中压缩机的运行数量；最后，通过中央数据处理控制器，统一将控制信号发送至每一台机组控制主板，进而群控系统的机组，实现制热和抑霜需求。具体的步骤如下：