[发明专利]热源塔耦合热泵制热系统控制方法及控制装置

说明书

技术领域

本发明属于中央空调热泵系统及其自动控制应用领域，涉及一种热源塔耦合热泵制热系统控制方法及控制装置。

技术背景

近年来，热源塔(能源)冷热源系统的使用对节能与环保有着一定的作用。中国专利ZL200620073647.8、ZL200720025071.2、ZL200720046725.X、ZL200820154042.0、ZL200820154041.6、ZL200820154043.5、ZL20820022519.X、ZL200820053216.4均提出了热源(能源)塔采用空气与水溶液(载冷剂)进行热交换，提取空气中低品位热量给热泵进行制热的方法，换热效率高，节能环保，机组荷载低，能耗小，且不受区域地质及环境条件限制，因而应用范围广泛。

但在热源塔耦合热泵制热系统实际运行过程中，热源塔进风口湿空气遇到热泵机组蒸发器出来的低温水溶液(载冷剂)，随着热源塔进风口湿空气露点温度的不同，在热源塔内会出现蒸发与冷凝两种不同的过程。目前市场上利用热源塔耦合热泵制热系统运行过程中存在着致命的问题。当室外温度较低，相对湿度较高时，湿空气进入热源塔与水溶液进行热质交换过程中局限于冷凝过程时，该冷凝过程对系统低温条件下的稳定运行带来了很大的问题。冷凝水过量导致系统内水溶液体积变大且水溶液浓度降低导致冰点降低而危及到蒸发器。针对该问题，目前中国专利ZL2008202225189.4、ZL200920025818.3、ZL200920025817.9采用自动加药装置，利用添加高浓度溶液的方式到热源塔热泵循环系统中，从而达到调整系统水溶液浓度目的。但均未考虑热源塔耦合热泵制热系统动态运行与不同地区气候适应性问题，及该系统长期运行的动态稳定性。

目前国内对热源塔耦合热泵制热系统的针对性研究还处于初级阶段，尚缺乏相关的法规与标准，也不能提供很多实际运行的基础数据和实验资料，这使得不同地区的气候条件下很多建筑物设计该制热系统与实际运行环节相背离，浪费了大量能源且引发该相关系统疾病。而普遍采用人工间隙调节水泵与热源塔风机频率的变工况运行方式不能可靠地结合系统实际工况进行节能、高效、安全调节。显然，常规的控制模式存在明显缺陷，将导致热源塔制热运行效率低、稳定性差、安全性能弱等一系列问题。要实现该系统的最佳运行和节能，从局部去解决问题困难较大，必须针对该系统的各个环节统一考虑，全面控制，才能实现该系统稳定、节能运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热源塔耦合热泵制热系统控制方法及控制装置，该热源塔耦合热泵制热系统控制方法及控制装置结构简单、成本低、能最大限度地把热源塔耦合热泵制热系统动态运行特性与先进的控制方法有机地结合起来，实现该系统的高效、稳定、节能运行，从而使得热源塔耦合热泵制热系统获得更加广阔的发展空间和应用前景。

本发明的技术解决方案如下：

一种热源塔耦合热泵制热系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：参数检测：

检测以下参数：热源塔进风口空气干球温度T₁、热源塔进风口空气湿球温度H₁、热源塔进液口水溶液温度T₃、热源塔水溶液比重D、热源塔出风口空气干球温度T4、热源塔出风口空气湿球温度H₂以及热源塔出风口风速V；

步骤2：参数设置和计算：

设置风机、溶液循环泵的电机初始频率值；设置温度比较的基准值T；计算热源塔进口空气的露点温度T₂值；计算热源塔入口空气的水蒸气分压力P₁、热源塔入口溶液的表面水蒸气分压力P₂，计算潜显比ξ值；

步骤3：根据参数具体实施控制，具体分为以下五种情况：

情况1：当T₁≥T，则使得热源塔耦合热泵制热系统工作在热源塔内潜显比ξ最大的工况；

情况2：当T₁＜T且溶液防冻不满足要求，则添加溶质；

情况3：当T₁＜T且溶液防冻满足要求，且T₂≥T₃，则使得热源塔耦合热泵制热系统工作在热源塔内潜显比ξ最大的工况；

情况4：当T₁＜T且溶液防冻满足要求、T₂＜T₃且P₂≥P₁，则使得热源塔耦合热泵制热系统工作在热源塔内潜显比ξ最大的工况；