[发明专利]一种水源热泵空调系统运行参数优化控制方法

摘要

本发明公开了一种水源热泵空调系统优化控制方法，包括以下步骤：一）获得不同室内外温差下末端散热设备的供回水参数；二）获取水源热泵空调系统的运行数据；三）确定热泵机组部分负荷工况下的能耗计算模型；四）确定水泵变工况下的能耗计算模型；五）基于步骤三）和步骤四），得到水源热泵空调系统在不同运行工况下的运行能耗；采用运行费用最低作为系统优化控制的目标函数；联立步骤一）、三）、四）和五）中的方程进行规划求解，即可得到水源热泵空调系统在不同运行工况下的最优运行参数。本发明能够实现水源热泵空调系统部分负荷工况下运行参数的优化控制。

主权项

一种水源热泵空调系统优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：一）基于建筑需热量的函数表达式和末端设备散热量的函数表达式，获得不同室内外温差下末端散热设备的供回水参数；二）通过热泵系统的运行数据采集系统获取水源热泵空调系统的运行数据，包括：室外温度，热泵机组冷凝器和蒸发器进出水温度，水泵的流量、进水口压力、出水口压力、运行频率、功率，热泵机组功率；三）确定热泵机组部分负荷工况下的能耗计算模型，其函数表达式如下： COP pl - f ( t c , o , t e , o , x ) E h = Q h COP pl Q h = Q b η 式中：COPpl：热泵机组部分负荷工况下的能效比COP；tc,o：热泵机组冷凝器出水温度，℃；te,o：热泵机组蒸发器出水温度，℃；x：热泵机组负荷率；Eh：热泵机组输入功率，kW；Qh：热泵机组制热功率，kW；η：输配管网热效率；基于步骤二）中相关运行数据和上述方程组，通过回归分析即可得到热泵机组部分负荷工况下的能耗计算模型；四）确定水泵变工况下的能耗计算模型，其函数表达式如下： E p = f ( G , H , k ) k = n c n r 式中：Ep：水泵输入功率，kW；G：水泵流量，m3/h；H：水泵扬程，m；k：水泵转速比；nc：水泵变频工况下的运行频率，Hz；nr：水泵额定工况下的运行频率，50Hz；基于步骤二）中的运行数据和上述方程组，分别对冷冻泵和冷却泵的输入功率的函数表达式进行回归分析，即可得到冷冻泵和冷却泵的能耗计算模型；五）基于步骤三）中的热泵机组部分负荷工况的能耗计算模型和步骤四）中水泵变工况下的能耗计算模型，得到水源热泵空调系统在不同运行工况下的运行能耗；结合系统的运行能耗和系统所在地的电力价格即可获得系统在不同运行工况下的运行费用；采用运行费用最低作为系统优化控制的目标函数，目标函数的数学表达式如下：OCmin,i＝Min((Eh,i+Ee,p,i+Ec,p,i)Pe)j式中：OCmin,i：系统在运行工况i下的最低运行费用；Eh,i、Ee,p,i、Ec,p,i：系统在运行工况i下热泵机组、冷冻泵、冷却泵的输入功率，kW；Pe：电力价格，元/kWh；j：系统第j种运行模式；联立步骤一）、三）、四）和五）中的方程进行规划求解，即可得到水源热泵空调系统在不同运行工况下的最优运行参数，包括：热泵开启台数、热泵机组蒸发器出水温度、冷凝器的出水温度、水泵的开启台数和运行频率。