[发明专利]一种基于目标负荷控制的多并联二氧化碳热泵控制方法

说明书

本发明公开一种基于目标负荷控制的多并联二氧化碳热泵控制方法，所述多并联二氧化碳热泵包括二氧化碳循环回路、热源管路和热水管路，其控制方法为：根据热水管路出入口的温度、热水管路出口的温度、热水管路中的流量和用户设置的目标出水温度，调节电子膨胀阀的开度，由于本发明能够基于用户侧温度、流量等参数的波动，通过调节电子膨胀阀实现系统压力的稳态变化，以实现系统能量的稳定调节，实现目标出水温度变化曲线快速和稳定收敛至目标值，保证能够快速稳定出水温度。

技术领域

本发明涉及到一种热泵装置的控制方法，尤其涉及了一种基于目标负荷控制的多并联形式热泵机组的能量调节控制方法。

背景技术

作为替代传统能源供应方式的节能环保设备，热泵技术已成为了当前研究的热点。目前，冷凝温度低于50℃的常温热泵技术已经成熟并且进入市场应用阶段，为了满足工业需求，拓宽热泵在工业上的应用范围，热泵技术正在朝着高温化，高效化，绿色化，供热范围广的方向发展。推广和使用供热能量大，环境友好、可再生利用、循环性能优良的热泵是拓宽热泵技术应用范围的重点和难点之一。

绿色环保和高效节能的二氧化碳热泵系统，从单循环单系统，向多并联系统发展，从常规家用和轻商型，向工业和商业的大规格能源设备拓展，兆瓦级冷热量的输出，不低于8.0系统综合能效，不仅有利于节能、改善大气环境，更能够带动产业机构的调整，替代部分环保低效的供热方式，例如煤油气锅炉，带动国家经济的发展。

二氧化碳热泵系统运行压力较常规冷媒热泵高4~5倍，系统加减载很容易造成压力波动导致系统不稳定，出水温度波动，并由此带来了能源的浪费。所以，目前的多并联式的二氧化碳热泵系统通常存在控制方式的缺陷带来的能源利用率不高的问题。因此，目前需要一种能源利用率较高的多并联二氧化碳热泵控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能高效的多并联二氧化碳热泵控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于目标负荷控制的多并联二氧化碳热泵控制方法，所述多并联二氧化碳热泵包括二氧化碳循环回路、热源管路和热水管路，所述热泵环路包括依次串联设置在环路中的蒸发器蒸发管、气液分离器、压缩机组、油气分离器、冷却器冷凝管和电子膨胀阀，所述蒸发器蒸发管与所述热源管路相互换热地设置在一起，所述热水管路与所述冷却器冷凝管相互换热地设置在一起，所述压缩机组包括多个并联设置的能够变频的二氧化碳压缩机，所述热水管路上设置有水泵和流量计，且所述热水管路出入口端均设置有温度传感器，所述控制方法为：根据热水管路出入口的温度、热水管路出口的温度、热水管路中的流量和用户设置的目标出水温度，调节电子膨胀阀的开度。

优选地，所述控制方法包括以下步骤：

1.）获取热水管路入口温度Thi、热水管路出口温度Tho和热水管路中的流量V，并根据用户设置的目标出水温度Tobj，计算目标制热量Q=1.163*(Tobj-Thi)*V，计算当前制热量Qc=1.163*(Tobj-Tho)*V；

2）设置每台压缩机运行在50Hz时，二氧化碳热泵系统负荷为100%，多并联二氧化碳热泵包含的压缩机数量为n台，按照额定工况，每台压缩机的额定制热量为Qs，则目标负荷值L=Q/(n*Qs)*100%，实际负荷值Lr=Qc/(n*Qs)*100%；

3）通过目标负荷L、实际负荷Lr、变频压缩机台数n，变频压缩机变频上限Fmax和下限Fmin计算得到电子膨胀阀的目标开度，

，

其中A，B，C分别为特定系数。

）根据电子膨胀阀的目标开度Ke调节电子膨胀阀的开度。

优选地，当目标负荷L≥实际负荷Lr且电子膨胀阀目标开度Ke≥当前开度Kc，则将电子膨胀阀调节至目标开度Ke；

当目标负荷L实际负荷Lr且电子膨胀阀目标开度Ke≥当前开度Kc，则电子膨胀阀保持当前开度Kc不变；