變頻空氣源熱泵控制系統優化研究—基于運行全周期性能監測分析

  今天與大家分享一下我們對變頻空氣源熱泵控制系統運行全周期性能監測和研究情況。題目是《變頻熱泵控制系統優化研究—基于運行全周期性能監測分析》，演講主要結合變頻熱泵控制系統從實驗室機組性能測試、供暖季現場系統監測的研究背景，機組性能調節、建筑負荷匹配、實驗室實驗方法的原因分析，合理選型、優化控制解決對策進行介紹和應用展望。

  一、研究背景

  實驗室機組性能測試，變頻機組IPLV性能具有明顯優勢!不管是定頻和變頻機在零下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，變頻機組IPLV性能供暖具有明顯優勢!通過2016年、2017年兩個供暖季現場性能監測數據，根據下圖系統COP可以看出，變頻機系統≈定頻機系統。

  二、原因分析

  機組性能調節、建筑負荷匹配、實驗室實驗方法的原因分析，通過實驗室試驗方法IPLV測試得出了100%、75%、50%、25%，機組鎖頻運行，未反映自由運行模式下的機組調節性能，其運行頻率屬可調定頻機!

  設計選型匹配示意圖

  機組調節性能示意圖

  在機組調整性能時，根據項目24小時的運行曲線，可以看出來在24小時出現一條直線，項目機組或者說系統運行非常良好，項目機組調節性和穩定性非常好。當表現出定頻機的模式時，調節和穩定性能是不能滿足要求，是偽變頻。

  三、解決對策

  調整性能測試方法示意圖

  通過調整性能測試方法，IPLV測試工況下自由運行，給出全工況機組供熱量調節范圍，真正實現機組供熱量的可調性+穩定性!

  機組調節性能示意圖

  在設計選型匹配方面，機組容易選擇偏大。同時，在名義工況10千瓦的情況下，其帶著建筑負荷大約在5千瓦，變頻機組長期低頻運行，紅色是供水溫度，綠色是回水溫度，藍色是運行功率。

  針對上述特點，提出了三個主要優化對策：

  控制策略調節優化示意圖

  一是調整性能測試方法，在IPLV(H)上面做一些工作。同時，要求在自行運行模式下進行測試，拒絕鎖屏。

  二是要呼吁企業給出全工況機組，供熱量調節范圍。雖然說工作量大，但是在后期的運行有很好的實際意義，實現機組供熱量的可控和穩定。

  三是設計選型匹配。不同工況機組的調節和建筑負荷需求范圍，把兩者之間作為一個很好的吻合，可以實現自己調節。

  四是控制調節策略上面做優化，用流程圖來表示，建筑熱負荷隨著室外的參數而變化，影響到各個系統的參數，比如水溫和室內溫。同時，針對這些變化對機組的運行提出要求，機組的合理運行要保證供暖室內的溫度穩定，這是理想的運行曲線。

  變頻空氣源熱泵控制系統展望示意圖

  從2015年開始到2016年大規模使用，政府、業界及用戶為什么認為空氣源熱泵是清潔取暖的主要技術路線呢?我認為，最主要是它能效的提升。如北京農村燃煤小鍋爐，五六年前就做過節能爐的替代，它的燃燒是在30-40%，而空氣源熱泵系統COP達到1.1，一次能源利用率超過40%。現在空氣源熱泵清潔取暖能夠做到2.18，可以達到80%。如果空氣源熱泵系統COP可達到2.7，它的能源利用率將達到100%。

本文轉自：熱泵在線 作者：徐昭煒