[发明专利]一种空气源热泵系统的节能控制方法及系统

说明书

一种空气源热泵系统的节能控制方法及系统，其方法包括以下步骤：S1：构成建筑标准冷热负荷预测模型；S2：根据建筑标准冷热负荷预测模型，进行建筑精细化分区，生成建筑各子区冷热用能需求动态曲线，并间隔更新一次动态曲线；S3：空气源热泵机组及其室内末端、冷冻水泵、阀门单元、风机及热泵主机，及时响应中央主机所发的指令，根据用能需求动态曲线，结合调节段长度与流体流速所导致的时间延后，将空气源热泵系统分成设备启动阶段、稳态运行阶段以及设备停机阶段，进行分阶段控制。本发明还包括一种空气源热泵系统的节能控制系统。本发明具有高效稳定、无污染，能耗小、节能效果显著等优点，使系统总能效可以在原有系统效率基础上再提高5％‑25％。

技术领域

本发明涉及空调节能控制领域，特别是一种基于大数据、三阶段与精细分区控制的空气源热泵系统的节能控制方法及系统。

背景技术

空调和采暖设备是建筑能耗中的大户，占建筑总能耗40％～50％，西方发达国家更是占到了60％～70％。可见，建筑节能潜力巨大。

目前中国建筑市场中央空调系统设计十分粗糙，存在严重的能源浪费现象，具体表现为：①盲目使用新能源技术，不注重能源供应系统和用能系统之间的匹配，造成整个空调系统运行效果较差，引起能源浪费和不必要的投资亏损；②中央空调系统初期设计时普遍采用负荷估算法，采取极值负荷作为设计基础数据，一般还会附加10％的裕量，导致设备容量增大20％～50％，出现“大马拉小车”的现象；③中央空调系统90％的时间在70％负荷以下波动运行，而现有的中央空调系统基本上还处于手动启停控制状态，无全局优化群控系统，导致机组和水泵运行效率低下，同时全人工管理模式，使得运营维护混乱，人工成本费用增加。

以冷热负荷为基础数据，进行系统设计，目前主要存在两个问题：①负荷计算不准确，冷热源系统选型过大，造成成本和能源的浪费；②负荷是动态变化的，温度和冷冻/却水是强耦合关系，未能充分挖掘利用冷水机组、水泵和风机的变频调速技术，现仅有的少数局部控制系统也是由电气专业设计，缺乏专业性、科学性。随着大数据和物联网技术的快速发展，行业内普遍认同结合大数据技术采用负荷预测方法、变频调速技术和先进控制策略是目前空调自控领域最重要的发展趋势。

传统的压缩式制冷+锅炉的冷热源方式，电力能耗、污染较大，节能潜力有限。空气源热泵技术是一种可再生能源技术的综合运用，但是中国目前空气源热泵技术的运用主要存在以下问题：不能因地制宜的充分利用低温空气热源，热泵装机容量小，有待进一步推广；空气源热泵系统普遍缺少全局优化控制，基本处于人工值守状态，运营维护混乱。以上问题导致热泵系统整体工作性能下降，影响节能效率。

发明内容

为了避免或减缓中央空调系统普遍存在的非线性、时变及大滞后特点对建筑设备用能和室内热舒适环境的影响，充分挖掘和利用可再生能源技术，本发明的目的在于提出一种基于大数据、三阶段与精细分区控制的空气源热泵系统的节能控制方法及系统，以降低建筑空调设备能耗，减小环境污染，改善空调设备运营管理混乱等现状。

本发明的技术方案是：

本发明之一种空气源热泵系统的节能控制方法，包括以下步骤：

S1：将空气源热泵系统所服务的建筑物的内外环境信息进行采集；将采集的信息进行分析比对，根据中国五大气候区基础气象数据和各类功能建筑物冷热标准能耗数据，构成建筑标准冷热负荷预测模型；

S2：根据建筑标准冷热负荷预测模型，考虑建筑功能、用能时间和负荷分布的差异，进行建筑精细化分区，生成建筑各子区冷热用能需求动态曲线，并根据预定的时间间隔更新一次动态曲线；

S3:空气源热泵机组及其室内末端、冷冻水泵、阀门单元、风机及热泵主机，及时响应中央主机所发的指令，根据用能需求动态曲线，结合调节段长度与流体流速所导致的时间延后，将深湖水源热泵系统分成设备启动阶段、稳态运行阶段以及设备停机阶段，进行分阶段控制。