[发明专利]一种智能无干扰高温热泵机组、控制系统及控制方法

说明书

本发明属于能源工程技术领域，公开了一种智能无干扰高温热泵机组、控制系统及控制方法，通过控制器系统控制压缩机的电机运行状态，将蒸发器内产生的低温低压氨蒸汽吸入压缩机气缸内；经过压缩，使蒸汽压力升高到大于冷凝器内的压力时，将高压氨蒸汽排至冷凝器；采用最大压力跟踪控制时的转速；在电机频率降低时，虚拟惯量控制使电机转子速度降低释放出储存的旋转动能；判断是否符合迭代条件；更新压力水平，根据迭代条件，获取适宜的氨蒸汽压力值。本发明通过控制器系统控制压缩机的电机运行状态，将蒸发器内产生的低温低压氨蒸汽吸入压缩机气缸内，在电机频率降低时，虚拟惯量控制使电机转子速度降低释放出储存的旋转动能。

技术领域

本发明属于能源工程技术领域，尤其涉及一种智能无干扰高温热泵机组、控制系统及控制方法。

背景技术

现有技术中，一般采用煤、气、油、电进行制热提供热源。其中，电作为一种商品，更具社会价值与经济意义，国家鼓励使用电能，不但基础设施配套完善，在使用政策方面更有优惠条款；但是直接使用电锅炉进行供暖，运行费用还是偏高。同时煤炭、石油、天然气等化石燃料的大量使用和过度开采，造成了严重的环境污染和能源紧缺，同时资源利用率低，收益也低。太阳能由于受天气影响大、连续性差，在阴雨天和夜间无法正常运行，因而限制了太阳能在供暖或制热水中的应用。同时各类工业生产过程中，伴生大量的余热资源，温度多在50℃以上，这些低品位热能若不能得到有效利用，不仅会造成大量的能源资源浪费，排向环境还会造成对环境的热污染。

而热泵机组是一种利用人工技术将低温热能转换为高温热能而达到供热效果的机械装置。热泵由低温热源吸热能，然后转换为较高温热源释放至所需的空间内。因此热泵机组正取代燃煤锅炉、燃气锅炉等传统热源，作为新兴制热技术发挥着作用。

目前，传统的热泵机组在制冷方面都是采用二氧化碳作为制冷剂，虽然二氧化碳无色无味无毒，但是由于其压力高、临界温度低等特点，很容易受到外界环境的干扰，很不稳定，给热泵机组的制冷带来了不便。

在实际使用中，地下超深换热器在换热机组的调控下满足用户的各项需求，供水温度35-60℃范围内自动调控，由此带来的地下换热器出水温度也将根据负荷情况在25～52℃(设计)之间线性波动。普通的热泵无法适应高温段的地热热源工况，热源温度超过30℃以上就会严重影响运行致无法工作。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术在热泵机组运行中，压缩压力控制效果差，不能保证安全运行。

(2)普通的热泵无法适应高温段的地热热源工况，热源温度超过30℃以上就会严重影响运行致无法工作。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能无干扰高温热泵机组、控制系统及控制方法。

本发明是这样实现的，一种智能无干扰高温热泵机组的控制方法，包括：

第一步，通过控制器系统控制压缩机的电机运行状态，将蒸发器内产生的低温低压氨蒸汽吸入压缩机气缸内；

第二步，经过压缩，使蒸汽压力升高到大于冷凝器内的压力时，将高压氨蒸汽排至冷凝器；所述控制器系统控制所述电机压缩氨蒸汽产生高压中，采用最大压力跟踪控制时的转速；在电机频率降低时，虚拟惯量控制使电机转子速度降低释放出储存的旋转动能；

同时，电转速也随之下降，运行点趋近于最大压力跟踪点；所述最大压力跟踪点的参考压力的计算中，采用进行计算，式中， k_r＝0.5ρS_W(R_w/λ_res)³C_{p_res}；K为稳态减载系数，对应稳态条件下电机的输出压力为P_K；K_df和K_pf分别为微分环节和下降环节的控制参数，为负值；