[發明專利]多級串聯熱泵系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201911330620.0
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110953628A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 李宏波;張雪;張銳;韋湘云;陳述略
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: F24D3/02
• 分類號: F24D3/02;F24D3/18;F24D19/10;F25B30/00
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 吳敏

本發明公開了多級串聯熱泵系統及其控制方法，多級串聯熱泵系統包括：用戶側換熱管、與用戶側換熱管換熱的至少兩個熱泵機組、控制熱泵機組運行工況的控制模塊。控制方法包括檢測用戶側的回水溫度Th和出水溫度Tc，計算回水溫度Th和出水溫度Tc之間相差的實際溫差△T，根據實際溫差△T和/或回水溫度Th單獨控制熱泵系統中各級機組的運行工況。本發明根據溫度數據單獨控制熱泵系統中各級機組的運行工況，使各級機組的均衡使用，提高系統運行能效。

技術領域

本發明涉及熱泵機組技術領域，尤其涉及多級串聯熱泵系統及其控制方法。

背景技術

水地源熱泵系統具有用戶側換熱設備和熱泵機組等，其利用水與地能進行冷熱交換來作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。

由于水地源熱泵系統通常是利用中深層地熱資源作為熱泵機組的熱源，熱源側進出水溫差可以采用大溫差設置，即熱泵機組可以采用串聯系統，以增大熱源側進出水溫差。目前多級串聯的熱泵系統采用所有機組同開同停的控制方式，在負荷較低的情況下，整個熱泵系統的機組啟停比較頻繁，各級機組及整個系統的能效較低，且對熱泵系統的使用壽命有較大影響。

因此，如何設計能有效提高系統運行能效的多級串聯熱泵系統及其控制方法是業界亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決現有機組同開同停導致系統能效低的缺陷，本發明提出多級串聯熱泵系統及其控制方法。

本發明采用的技術方案是，設計多級串聯熱泵系統的控制方法，包括：檢測用戶側的回水溫度Th和出水溫度Tc，計算回水溫度Th和出水溫度Tc之間相差的實際溫差△T，根據實際溫差△T和/或回水溫度Th單獨控制熱泵系統中各級機組的運行工況。

優選的，在預設時長內連續檢測用戶側的回水溫度Th和出水溫度Tc，實際溫差△T為預設時長內回水溫度Th和出水溫度Tc之間相差的溫差平均值。

在熱泵系統處于制熱模式下，根據實際溫差△T和/或回水溫度Th控制熱泵系統中各級機組的運行狀態包括：

將實際溫差△T與預設溫度范圍進行比較；

當實際溫差△T高于預設溫度范圍時，判斷回水溫度Th是否大于或等于預設回水閾值，若是則熱泵系統保持當前運行工況，否則熱泵系統加大換熱量；

當實際溫差△T低于預設溫度范圍時，判斷回水溫度Th是否大于預設回水閾值，若是則熱泵系統減小換熱量，否則熱泵系統保持當前運行工況；

當實際溫差△T處于預設溫度范圍之內時，熱泵系統保持當前運行工況。

在熱泵系統處于制冷模式下，根據實際溫差△T和/或回水溫度Th控制熱泵系統中各級機組的運行狀態包括：

將實際溫差△T與預設溫度范圍進行比較；

當實際溫差△T高于預設溫度范圍時，判斷回水溫度Th是否小于或等于預設回水閾值，若是則所述熱泵系統保持當前運行工況，否則所述熱泵系統加大換熱量；

當實際溫差△T低于預設溫度范圍時，判斷回水溫度Th是否小于預設回水閾值，若是則所述熱泵系統減小換熱量，否則所述熱泵系統保持當前運行工況；

當實際溫差△T處于預設溫度范圍之內時，熱泵系統保持當前運行工況。

優選的，熱泵系統加大換熱量包括：判斷熱泵系統中的機組是否全部開啟，若是則各級機組的壓縮機加載運行，否則增加機組的開啟數量。其中，增加機組的開啟數量包括：將未開啟的機組按照壓縮機累計運行時間由長至短排序，開啟壓縮機累計運行時間最短的機組。