變頻空氣源熱泵控制系統(tǒng)優(yōu)化研究—基于運(yùn)行全周期性能監(jiān)測(cè)分析

  今天與大家分享一下我們對(duì)變頻空氣源熱泵控制系統(tǒng)運(yùn)行全周期性能監(jiān)測(cè)和研究情況。題目是《變頻熱泵控制系統(tǒng)優(yōu)化研究—基于運(yùn)行全周期性能監(jiān)測(cè)分析》，演講主要結(jié)合變頻熱泵控制系統(tǒng)從實(shí)驗(yàn)室機(jī)組性能測(cè)試、供暖季現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的研究背景，機(jī)組性能調(diào)節(jié)、建筑負(fù)荷匹配、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方法的原因分析，合理選型、優(yōu)化控制解決對(duì)策進(jìn)行介紹和應(yīng)用展望。

  一、研究背景

  實(shí)驗(yàn)室機(jī)組性能測(cè)試，變頻機(jī)組IPLV性能具有明顯優(yōu)勢(shì)!不管是定頻和變頻機(jī)在零下12度的名義工況COP是2.3±0.1，IPLV變頻2.9±0.2，定頻的2.6±0.2，變頻機(jī)組IPLV性能供暖具有明顯優(yōu)勢(shì)!通過(guò)2016年、2017年兩個(gè)供暖季現(xiàn)場(chǎng)性能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)下圖系統(tǒng)COP可以看出，變頻機(jī)系統(tǒng)≈定頻機(jī)系統(tǒng)。

  二、原因分析

  機(jī)組性能調(diào)節(jié)、建筑負(fù)荷匹配、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方法的原因分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法IPLV測(cè)試得出了100%、75%、50%、25%，機(jī)組鎖頻運(yùn)行，未反映自由運(yùn)行模式下的機(jī)組調(diào)節(jié)性能，其運(yùn)行頻率屬可調(diào)定頻機(jī)!

  設(shè)計(jì)選型匹配示意圖

  機(jī)組調(diào)節(jié)性能示意圖

  在機(jī)組調(diào)整性能時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目24小時(shí)的運(yùn)行曲線，可以看出來(lái)在24小時(shí)出現(xiàn)一條直線，項(xiàng)目機(jī)組或者說(shuō)系統(tǒng)運(yùn)行非常良好，項(xiàng)目機(jī)組調(diào)節(jié)性和穩(wěn)定性非常好。當(dāng)表現(xiàn)出定頻機(jī)的模式時(shí)，調(diào)節(jié)和穩(wěn)定性能是不能滿足要求，是偽變頻。

  三、解決對(duì)策

  調(diào)整性能測(cè)試方法示意圖

  通過(guò)調(diào)整性能測(cè)試方法，IPLV測(cè)試工況下自由運(yùn)行，給出全工況機(jī)組供熱量調(diào)節(jié)范圍，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)組供熱量的可調(diào)性+穩(wěn)定性!

  機(jī)組調(diào)節(jié)性能示意圖

  在設(shè)計(jì)選型匹配方面，機(jī)組容易選擇偏大。同時(shí)，在名義工況10千瓦的情況下，其帶著建筑負(fù)荷大約在5千瓦，變頻機(jī)組長(zhǎng)期低頻運(yùn)行，紅色是供水溫度，綠色是回水溫度，藍(lán)色是運(yùn)行功率。

  針對(duì)上述特點(diǎn)，提出了三個(gè)主要優(yōu)化對(duì)策：

  控制策略調(diào)節(jié)優(yōu)化示意圖

  一是調(diào)整性能測(cè)試方法，在IPLV(H)上面做一些工作。同時(shí)，要求在自行運(yùn)行模式下進(jìn)行測(cè)試，拒絕鎖屏。

  二是要呼吁企業(yè)給出全工況機(jī)組，供熱量調(diào)節(jié)范圍。雖然說(shuō)工作量大，但是在后期的運(yùn)行有很好的實(shí)際意義，實(shí)現(xiàn)機(jī)組供熱量的可控和穩(wěn)定。

  三是設(shè)計(jì)選型匹配。不同工況機(jī)組的調(diào)節(jié)和建筑負(fù)荷需求范圍，把兩者之間作為一個(gè)很好的吻合，可以實(shí)現(xiàn)自己調(diào)節(jié)。

  四是控制調(diào)節(jié)策略上面做優(yōu)化，用流程圖來(lái)表示，建筑熱負(fù)荷隨著室外的參數(shù)而變化，影響到各個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)，比如水溫和室內(nèi)溫。同時(shí)，針對(duì)這些變化對(duì)機(jī)組的運(yùn)行提出要求，機(jī)組的合理運(yùn)行要保證供暖室內(nèi)的溫度穩(wěn)定，這是理想的運(yùn)行曲線。

  變頻空氣源熱泵控制系統(tǒng)展望示意圖

  從2015年開(kāi)始到2016年大規(guī)模使用，政府、業(yè)界及用戶為什么認(rèn)為空氣源熱泵是清潔取暖的主要技術(shù)路線呢?我認(rèn)為，最主要是它能效的提升。如北京農(nóng)村燃煤小鍋爐，五六年前就做過(guò)節(jié)能爐的替代，它的燃燒是在30-40%，而空氣源熱泵系統(tǒng)COP達(dá)到1.1，一次能源利用率超過(guò)40%。現(xiàn)在空氣源熱泵清潔取暖能夠做到2.18，可以達(dá)到80%。如果空氣源熱泵系統(tǒng)COP可達(dá)到2.7，它的能源利用率將達(dá)到100%。

本文轉(zhuǎn)自：熱泵在線 作者：徐昭煒