[发明专利]一种跨临界二氧化碳热泵系统控制方法

说明书

本发明公开了一种跨临界二氧化碳热泵系统控制方法，方法包括：步骤A：跨临界二氧化碳热泵系统静态分析；具体的，包括如下步骤：步骤B：跨临界二氧化碳热泵系统控制状态转换判断，通过分析历史数据以确定是否需要进行动态控制；步骤C：采集并分析系统参数以进行动态控制。本发明能够提高传统的能源提供效能，尤其是目前公认的各方面参数较佳的CO₂热泵热水器，或者包含该水泵的混合系统。

技术领域

本发明属于机械能源技术领域，尤其涉及一种跨临界二氧化碳热泵系统控制方法。

背景技术

目前很多传统的能源提供该手段由于温室效应潜能很高，已在全球范围内被限用或者将要被限用。CO₂热泵热水器是目前公认的各方面优于常规工质的热泵热水装置。奥地利、挪威、日本等国学者的研究表明，这种热泵热系统年平均COP值可以达到3以上，在-20℃环境下仍可提供90℃热水，与电加热或燃气热水器相比能耗降低75％。由于二氧化碳的临界温度较低，为31.1℃(临界压力为73.8bar)，当应用于环境温度较高的空冷空调或热泵等系统时，系统的高压侧为超临界压力，整个循环在跨临界区域运行。CO₂热泵热水器与传统的燃气热水器和电热水器相比具有低能耗，对环境友好的特点；与传统热泵热水器相比具有供热水温度范围大，能够提供高温热水的优点。在很多地区已经建立大量主要以二氧化碳热泵热水器为主的供暖供热系统。随着系统中的受热终端的增加和区域的扩增，热泵的数量也回相应的增加，由于历史和发展原因，系统中热泵的类型是多样的，热泵和系统中的受热终端之间的拓扑连接关系和连接方式也是多样的，在这样的情况下，热泵系统的本身的设计和使用都不是最优的。另一方面，随着热泵系统的自动化程度提高，很多系统都自带简单的采集和控制系统，如何利用有限的采集和控制资源来提高这些热泵系统的性能，是现有技术中没有考虑去解决的问题。本发明在跨临界二氧化碳热泵系统相对固定的情况下，通过数据采集、分析、检测，进行系统的控制，从而使得系统整体性能保持在较佳的水平，对于结构相对固定，调整有难度的系统提供了动态控制的解决思路，通过连接图和实体系统的简单对应，提供了自动控制的基础，对于设备的调整可以通过节点属性调整来简单实现；在判断阶段引入大数据分析使得当前系统能够逐渐向较大范围内的较佳的系统控制方式靠近，同时在控制阶段借鉴当前系统的历史控制经验，使得控制方式便于实现；本发明不仅仅适用于二氧化碳热泵系统，对于一些混合热泵系统的也是适用的。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种跨临界二氧化碳热泵系统控制方法，所述方法包含：

步骤A：跨临界二氧化碳热泵系统静态分析；具体的，包括如下步骤：

步骤B：跨临界二氧化碳热泵系统控制状态转换判断，通过分析历史数据以确定是否需要进行动态控制；

步骤C：采集并分析系统参数以进行动态控制。

进一步的，所述步骤S1具体为：

步骤SA1：获取跨临界二氧化碳热泵系统的拓扑连接关系，并将所述拓扑连接关系表示为连接图；

步骤SA2：分析所述连接图以获得可调整节点。

进一步的，所述步骤S2具体为:获取系统运行的历史数据，基于历史数据获取多个目标参数；根据多个目标参数计算第一目标参数，基于连接图获取第一目标阈值，当所有第一目标参数均优于目标阈值时，确定不需要进行动态控制；当所有第一目标参数均差于目标阈值时，确定需要进行动态控制并进入下一步骤；否则，基于多个目标参数计算和不同环境参数关联的多个第二目标参数，根据连接图获取第二目标阈值，并将多个第二参数和第二目标阈值比较以确定是否需要进行动态控制。

进一步的，连接图中的节点类型为受热端、热泵压缩机、电磁阀。

进一步的，节点参数包括节点标识、节点类型、节点运行状态、节点运行参数。

进一步的，可调整节点可以根据动态控制方式的不同来设置其工作状态。