[发明专利]一种基于负荷匹配和抑霜多目标的空气源热泵运行调控方法

说明书

一种基于负荷匹配和抑霜多目标的空气源热泵运行调控方法，涉及空气源热泵抑霜技术和运行控制领域。包括首先，确定机组基本配置参数；其次，根据空气源热泵机组的实际运行工况，确定负荷需求和抑霜目标；再次，根据上述需求和目标确定变频空气源热泵的压缩机转速和风机的风量或转速，或多压缩机并联机组的压缩机运行台数；最后，通过控制器控制压缩机转速和风机转速的输出或压缩机启动台数，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运行调控方法，涉及空气源热泵抑霜技术和运行控制领域。

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，可变容量的空气源热泵机组，由于其容量可调节特性，具有更好的节能效果和舒适性，已成为当前空气源热泵供暖市场的主流技术，具有广阔的应用空间和价值。

目前，常见的可变容量空气源热泵主要分为两种：一种是变频空气源热泵，通常配置变频的压缩机和风机，在部分负荷时，可根据负荷需求时时调节压缩机和风机转速，实现负荷需求匹配；另一种是多个压缩机并联的定频空气源热泵机组，在部分负荷时，通过控制启停压缩机台数，进而实现的负荷匹配。通过变频空气源热泵和多压缩机并联的定频空气源热泵机组负荷匹配，一定程度上可提升机组的运行能效。

然而，当空气源热泵在冬季运行时，结霜是制约机组高效、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。因此，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，提高蒸发温度，有利于降低换热温差，抑制结霜。此外，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，对于变频空气源热泵和多压缩机并联的定频空气源热泵机组，其压缩机、室外侧风机或室外侧换热器等关键部件的配比关系在结霜工况运行时具有一定的调整空间。

因此，从运行控制优化层面，结合实际结霜工况和负荷需求，利用变频空气源热泵和多压缩机并联的定频空气源热泵机组调节特性，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按需抑霜，可实现空气源热泵全工况下高效、稳定运行，推动空气源热泵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运行调控方法，针对可变容量空气源热泵，在结霜工况下，通过优化压缩机、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运行调控方法，包括首先，确定机组基本配置参数；其次，根据空气源热泵机组的实际运行工况，确定负荷需求和抑霜目标；再次，根据上述需求和目标确定变频空气源热泵的压缩机转速和风机的风量或转速，或多压缩机并联机组的压缩机运行台数；最后，通过控制器控制压缩机转速和风机转速的输出或压缩机启动台数，实现制热和抑霜需求。具体的步骤如下：

第一步，确定机组压缩机、室外侧换热器和室外侧风机配置参数，包括压缩机额定转速n₀，压缩机台数，压缩机排量V₀，室外换热器换热面积F以及室外风机额定风量G₀；

第二步，根据实际供水温度T_g、回水温度T_h以及设定温度T_{g_set}，计算机组的负荷率确定压缩机转速n或需运行压缩机的台数；

即按照公式计算机组理论负荷率确定系统中需运行的机组数量x；进而确定变频机组压缩机转速n或多压缩机并联机组需运行压缩机的台数y(负荷率求转速n或并联压缩机的台数为常规技术，一般负荷率与转速n为正相关关系)；