一種用于二氧化碳熱泵系統優化運行的排氣壓力控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于二氧化碳熱泵系統優化運行的排氣壓力控制方法，屬于熱泵系統，二氧化碳熱泵系統運行時存在一個最優的氣冷器壓力，在該壓力下，系統性能系數達到最優，本發明由控制器計算氣冷器制熱量與熱泵系統總功耗的比值并基于最大值梯度算法依據該比值控制系統內電子膨脹閥的開度，從而達到控制壓縮機排氣壓力的目的，使得在不同的氣冷器進水溫度、氣冷器出水溫度及蒸發器不同的運行條件下，氣冷器的二氧化碳壓力始終處在最優壓力，系統始終運行在最佳性能系數狀態，以達到節能的目標。
【專利說明】
-種用于二氧化碳熱累系統優化運行的排氣壓力控制方法
技術領域
[0001] 本發明屬于熱累系統，具體設及一種用于二氧化碳熱累系統優化運行的排氣壓力 控制方法。
【背景技術】
[0002] 二氧化碳熱累系統運行時存在一個最優的氣冷器壓力，在該壓力下，系統性能系 數達到最優。
【發明內容】
[0003] 針對上述二氧化碳熱累系統中存在最優氣冷器壓力，本發明的目的是提供一種用 于二氧化碳熱累系統優化運行的排氣壓力控制方法，使得在不同的氣冷器進、出水溫度及 蒸發器不同運行條件下，熱累系統始終運行在最佳性能系數狀態，W達到節能的目標。
[0004] 為達到上述目的，本發明的用于二氧化碳熱累系統優化運行的排氣壓力控制方 法，其特征是： 實時監測氣冷器制熱量、熱累系統總功耗； 由控制器計算氣冷器制熱量與熱累系統總功耗的比值并基于最大值梯度算法依據該 比值控制系統內電子膨脹閥的開度，從而達到控制壓縮機排氣壓力的目的，使得在不同的 氣冷器進水溫度、氣冷器出水溫度及蒸發器不同的運行條件下，氣冷器的二氧化碳壓力始 終處在最優壓力，系統始終運行在最佳性能系數狀態，W達到節能的目標。
[0005] 作為優選技術手段:用流量計實時監測氣冷器使用側水的體積流量V，用溫度計實 時監測氣冷器進水溫度、氣冷器出水溫度，用公式
十算得到所述的氣冷 器制熱量，公式中：Q為氣冷器制熱量，V為氣冷器使用側水的體積流量，P為水的密度，Cp為 水的比熱容，tin為氣冷器進水溫度，tout為氣冷器出水溫度； 所述熱累系統總功耗是通過用功率計分別監測系統耗電設備的能耗并經相加得到的。
[0006] 作為優選技術手段：所述氣冷器制熱量與熱累系統總功耗的比值通過公式
衰示，公式中：COP為系統性能系數，Q為氣冷器制熱量，W為熱累系統 總功耗，EEV為電子膨脹閥的開度。
[0007] 作為優選技術手段:在壓縮機出口位置布置有壓力傳感器。
[000引作為優選技術手段:所述的二氧化碳熱累系統包括按照二氧化碳的流向先后連接 在二氧化碳循環管路中的壓縮機、氣冷器、回熱器、電子膨脹閥、蒸發器、氣液分離器，所述 氣液分離器的二氧化碳出口連通所述壓縮機的二氧化碳進口，所述氣冷器與電子膨脹閥之 間的二氧化碳循環管路、所述氣液分離器與壓縮機之間的二氧化碳循環管路均引入所述的 回熱器。
[0009]本發明由控制器計算氣冷器制熱量與熱累系統總功耗的比值并基于最大值梯度 算法依據該比值控制系統內電子膨脹閥的開度，從而達到控制壓縮機排氣壓力的目的，使 得在不同的氣冷器進水溫度、氣冷器出水溫度及蒸發器不同的運行條件下，氣冷器的二氧 化碳壓力始終處在最優壓力，系統始終運行在最佳性能系數狀態，W達到節能的目標。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發明用于二氧化碳熱累系統優化運行的排氣壓力控制方法的原理示意 圖； 圖中標號說明：1-壓縮機;2-氣冷器;3-回熱器;4-電子膨脹閥；5-蒸發器;6-氣液分離 器;7-電磁閥；8-控制器;P-壓力傳感器。
【具體實施方式】
[0011] W下結合說明書附圖對本發明做進一步說明。
[0012] 附圖1所示為本發明的原理圖，該二氧化碳熱累系統包括按照二氧化碳的流向先 后連接在二氧化碳循環管路中的壓縮機1、氣冷器2、回熱器3、電子膨脹閥4、蒸發器5、氣液 分離器6,氣液分離器6的二氧化碳出口連通壓縮機1的二氧化碳進口，氣冷器2與電子膨脹 閥4之間的二氧化碳循環管路、氣液分離器6與壓縮機1之間的二氧化碳循環管路均引入回 熱器3,保證沒有液體二氧化碳進入壓縮機1中，即保證壓縮機的正常工作。氣冷器與蒸發器 之間設置有用于對氣冷器壓力及蒸發器流量進行調節的電子膨脹閥；蒸發器與回熱器之間 設置的氣液分離器是為了保證沒有液體二氧化碳進入二氧化碳壓縮機中，即保證壓縮機的 正常工作。
[0013] 本發明的用于二氧化碳熱累系統優化運行的排氣壓力控制方法是： 實時監測氣冷器制熱量、熱累系統總功耗； 由控制器計算氣冷器制熱量與熱累系統總功耗(包括壓縮機功耗、水累功耗等)的比值 并基于最大值梯度算法依據該比值控制系統內電子膨脹閥的開度，從而達到控制壓縮機排 氣壓力的目的，使得在不同的氣冷器進水溫度、氣冷器出水溫度及蒸發器不同的運行條件 下，氣冷器的二氧化碳壓力始終處在最優壓力，系統始終運行在最佳性能系數狀態，W達到 節能的目標。
[0014] 具體的，用流量計實時監測氣冷器値用側水的體積流量V，用溫度計實時監測氣冷 器進水溫度、氣冷器出水溫度，用公式
計算得到所述的氣冷器制熱量，該 公式中：Q為氣冷器制熱量，V為氣冷器使用側水的體積流量，P為水的密度，Cp為水的比熱 容，tin為氣冷器進水溫度，tout為氣冷器出水溫度;熱累系統總功耗是通過用功率計分別監 如Il系統耗由設備的能耗并經相加得到的。氣冷器制熱量與熱累系統總功耗的比值通過公式
衰示，該公式中：COP為系統性能系數，Q為氣冷器制熱量，W為熱累系 統總功耗，EEV為電子膨脹閥的開度。
[0015] 在壓縮機出口位置布置有壓力傳感器。
[0016] 最大值梯度算法過程如下： (1)系統性能系數的梯度由向前差分格式可表示為
，式中丫 i-1為第i-1個調節過程的步長，即電子膨脹閥開度的增加值； (2) 第i+1個調節過程的電子膨脹閥開度為
(3) 循環迭代步驟(1)、（2)，直到電子膨脹閥開度的變化使得系統性能系數在兩次迭代 之間的差值足夠小，則說明此時系統性能系數已經達到最大值了。
[0017] 控制器計算氣冷器制熱量與熱累系統總功耗的比值并基于上述最大值梯度算法 依據該比值控制系統內電子膨脹閥的開度，從而達到控制壓縮機排氣壓力的目的，使得在 不同的氣冷器進水溫度、氣冷器出水溫度及蒸發器不同的運行條件下，氣冷器的二氧化碳 壓力始終將由所述的最大值梯度算法自動調整到最優壓力，系統始終運行在最佳性能系數 狀態，W達到節能的目標。
[0018] W上實施例只為說明本發明的技術構思及特點，而并非是對本發明的實施方式的 限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可W做出其它不同形式 的變化或變動。運里無法對所有的實施方式予W窮舉。凡是屬于本發明的技術方案所引申 出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
【主權項】
1. 一種用于二氧化碳熱栗系統優化運行的排氣壓力控制方法，其特征是： 實時監測氣冷器制熱量、熱栗系統總功耗； 由控制器計算氣冷器制熱量與熱栗系統總功耗的比值并基于最大值梯度算法依據該 比值控制系統內電子膨脹閥的開度，從而達到控制壓縮機排氣壓力的目的，使得在不同的 氣冷器進水溫度、氣冷器出水溫度及蒸發器不同的運行條件下，氣冷器的二氧化碳壓力始 終處在最優壓力，系統始終運行在最佳性能系數狀態，以達到節能的目標。2. 根據權利要求1所述的用于二氧化碳熱栗系統優化運行的排氣壓力控制方法，其特 征是：用流量計實時監測氣冷器使用側水的體積流量V，用溫度計實時監測氣冷器進水溫 度、氣冷器出水溫度，計算得到所述的氣冷器制熱量，公式中：Q為 氣冷器制熱量，V為氣冷器使用側水的體積流量，P為水的密度，Cp為水的比熱容，tin為氣冷 器進水溫度，tQUt為氣冷器出水溫度； 所述熱栗系統總功耗是通過用功率計分別監測系統耗電設備的能耗并經相加得到的。3. 根據權利要求1所述的用于二氧化碳熱栗系統優化運行的排氣壓力控制方法，其特 征是:所述氣冷器制熱量與熱栗系統總功耗的比值通過公式中：COP為系統性能系數，Q為氣冷器制熱量，W為熱栗系統總功耗，EEV為電子膨脹閥的 開度。4. 根據權利要求1所述的用于二氧化碳熱栗系統優化運行的排氣壓力控制方法，其特 征是:在壓縮機出口位置布置有壓力傳感器。5. 根據權利要求1所述的用于二氧化碳熱栗系統優化運行的排氣壓力控制方法，其特 征是:所述的二氧化碳熱栗系統包括按照二氧化碳的流向先后連接在二氧化碳循環管路中 的壓縮機（1)、氣冷器(2)、回熱器(3)、電子膨脹閥（4)、蒸發器(5)、氣液分離器(6)，所述氣 液分離器(6)的二氧化碳出口連通所述壓縮機（1)的二氧化碳進口，所述氣冷器(2)與電子 膨脹閥（4)之間的二氧化碳循環管路、所述氣液分離器(6)與壓縮機（1)之間的二氧化碳循 環管路均引入所述的回熱器(3)。
【文檔編號】F25B49/02GK105823282SQ201610189583
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】陸軍亮, 倪秒華, 錢永康, 趙建峰, 趙銳, 周永雷, 韓笑, 朱利鋒
【申請人】杭州佳力斯韋姆新能源科技有限公司