一种用于二氧化碳热泵系统优化运行的排气压力控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于二氧化碳热泵系统优化运行的排气压力控制方法，属于热泵系统，二氧化碳热泵系统运行时存在一个最优的气冷器压力，在该压力下，系统性能系数达到最优，本发明由控制器计算气冷器制热量与热泵系统总功耗的比值并基于最大值梯度算法依据该比值控制系统内电子膨胀阀的开度，从而达到控制压缩机排气压力的目的，使得在不同的气冷器进水温度、气冷器出水温度及蒸发器不同的运行条件下，气冷器的二氧化碳压力始终处在最优压力，系统始终运行在最佳性能系数状态，以达到节能的目标。
【专利说明】
-种用于二氧化碳热累系统优化运行的排气压力控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于热累系统，具体设及一种用于二氧化碳热累系统优化运行的排气压力 控制方法。
【背景技术】
[0002] 二氧化碳热累系统运行时存在一个最优的气冷器压力，在该压力下，系统性能系 数达到最优。
【发明内容】
[0003] 针对上述二氧化碳热累系统中存在最优气冷器压力，本发明的目的是提供一种用 于二氧化碳热累系统优化运行的排气压力控制方法，使得在不同的气冷器进、出水溫度及 蒸发器不同运行条件下，热累系统始终运行在最佳性能系数状态，W达到节能的目标。
[0004] 为达到上述目的，本发明的用于二氧化碳热累系统优化运行的排气压力控制方 法，其特征是： 实时监测气冷器制热量、热累系统总功耗； 由控制器计算气冷器制热量与热累系统总功耗的比值并基于最大值梯度算法依据该 比值控制系统内电子膨胀阀的开度，从而达到控制压缩机排气压力的目的，使得在不同的 气冷器进水溫度、气冷器出水溫度及蒸发器不同的运行条件下，气冷器的二氧化碳压力始 终处在最优压力，系统始终运行在最佳性能系数状态，W达到节能的目标。
[0005] 作为优选技术手段:用流量计实时监测气冷器使用侧水的体积流量V，用溫度计实 时监测气冷器进水溫度、气冷器出水溫度，用公式
十算得到所述的气冷 器制热量，公式中：Q为气冷器制热量，V为气冷器使用侧水的体积流量，P为水的密度，Cp为 水的比热容，tin为气冷器进水溫度，tout为气冷器出水溫度； 所述热累系统总功耗是通过用功率计分别监测系统耗电设备的能耗并经相加得到的。
[0006] 作为优选技术手段：所述气冷器制热量与热累系统总功耗的比值通过公式
衰示，公式中：COP为系统性能系数，Q为气冷器制热量，W为热累系统 总功耗，EEV为电子膨胀阀的开度。
[0007] 作为优选技术手段:在压缩机出口位置布置有压力传感器。
[000引作为优选技术手段:所述的二氧化碳热累系统包括按照二氧化碳的流向先后连接 在二氧化碳循环管路中的压缩机、气冷器、回热器、电子膨胀阀、蒸发器、气液分离器，所述 气液分离器的二氧化碳出口连通所述压缩机的二氧化碳进口，所述气冷器与电子膨胀阀之 间的二氧化碳循环管路、所述气液分离器与压缩机之间的二氧化碳循环管路均引入所述的 回热器。
[0009]本发明由控制器计算气冷器制热量与热累系统总功耗的比值并基于最大值梯度 算法依据该比值控制系统内电子膨胀阀的开度，从而达到控制压缩机排气压力的目的，使 得在不同的气冷器进水溫度、气冷器出水溫度及蒸发器不同的运行条件下，气冷器的二氧 化碳压力始终处在最优压力，系统始终运行在最佳性能系数状态，W达到节能的目标。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明用于二氧化碳热累系统优化运行的排气压力控制方法的原理示意 图； 图中标号说明：1-压缩机;2-气冷器;3-回热器;4-电子膨胀阀；5-蒸发器;6-气液分离 器;7-电磁阀；8-控制器;P-压力传感器。
【具体实施方式】
[0011] W下结合说明书附图对本发明做进一步说明。
[0012] 附图1所示为本发明的原理图，该二氧化碳热累系统包括按照二氧化碳的流向先 后连接在二氧化碳循环管路中的压缩机1、气冷器2、回热器3、电子膨胀阀4、蒸发器5、气液 分离器6,气液分离器6的二氧化碳出口连通压缩机1的二氧化碳进口，气冷器2与电子膨胀 阀4之间的二氧化碳循环管路、气液分离器6与压缩机1之间的二氧化碳循环管路均引入回 热器3,保证没有液体二氧化碳进入压缩机1中，即保证压缩机的正常工作。气冷器与蒸发器 之间设置有用于对气冷器压力及蒸发器流量进行调节的电子膨胀阀；蒸发器与回热器之间 设置的气液分离器是为了保证没有液体二氧化碳进入二氧化碳压缩机中，即保证压缩机的 正常工作。
[0013] 本发明的用于二氧化碳热累系统优化运行的排气压力控制方法是： 实时监测气冷器制热量、热累系统总功耗； 由控制器计算气冷器制热量与热累系统总功耗(包括压缩机功耗、水累功耗等)的比值 并基于最大值梯度算法依据该比值控制系统内电子膨胀阀的开度，从而达到控制压缩机排 气压力的目的，使得在不同的气冷器进水溫度、气冷器出水溫度及蒸发器不同的运行条件 下，气冷器的二氧化碳压力始终处在最优压力，系统始终运行在最佳性能系数状态，W达到 节能的目标。
[0014] 具体的，用流量计实时监测气冷器値用侧水的体积流量V，用溫度计实时监测气冷 器进水溫度、气冷器出水溫度，用公式
计算得到所述的气冷器制热量，该 公式中：Q为气冷器制热量，V为气冷器使用侧水的体积流量，P为水的密度，Cp为水的比热 容，tin为气冷器进水溫度，tout为气冷器出水溫度;热累系统总功耗是通过用功率计分别监 如Il系统耗由设备的能耗并经相加得到的。气冷器制热量与热累系统总功耗的比值通过公式
衰示，该公式中：COP为系统性能系数，Q为气冷器制热量，W为热累系 统总功耗，EEV为电子膨胀阀的开度。
[0015] 在压缩机出口位置布置有压力传感器。
[0016] 最大值梯度算法过程如下： (1)系统性能系数的梯度由向前差分格式可表示为
，式中丫 i-1为第i-1个调节过程的步长，即电子膨胀阀开度的增加值； (2) 第i+1个调节过程的电子膨胀阀开度为
(3) 循环迭代步骤(1)、（2)，直到电子膨胀阀开度的变化使得系统性能系数在两次迭代 之间的差值足够小，则说明此时系统性能系数已经达到最大值了。
[0017] 控制器计算气冷器制热量与热累系统总功耗的比值并基于上述最大值梯度算法 依据该比值控制系统内电子膨胀阀的开度，从而达到控制压缩机排气压力的目的，使得在 不同的气冷器进水溫度、气冷器出水溫度及蒸发器不同的运行条件下，气冷器的二氧化碳 压力始终将由所述的最大值梯度算法自动调整到最优压力，系统始终运行在最佳性能系数 状态，W达到节能的目标。
[0018] W上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，而并非是对本发明的实施方式的 限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可W做出其它不同形式 的变化或变动。运里无法对所有的实施方式予W穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申 出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1. 一种用于二氧化碳热栗系统优化运行的排气压力控制方法，其特征是： 实时监测气冷器制热量、热栗系统总功耗； 由控制器计算气冷器制热量与热栗系统总功耗的比值并基于最大值梯度算法依据该 比值控制系统内电子膨胀阀的开度，从而达到控制压缩机排气压力的目的，使得在不同的 气冷器进水温度、气冷器出水温度及蒸发器不同的运行条件下，气冷器的二氧化碳压力始 终处在最优压力，系统始终运行在最佳性能系数状态，以达到节能的目标。2. 根据权利要求1所述的用于二氧化碳热栗系统优化运行的排气压力控制方法，其特 征是：用流量计实时监测气冷器使用侧水的体积流量V，用温度计实时监测气冷器进水温 度、气冷器出水温度，计算得到所述的气冷器制热量，公式中：Q为 气冷器制热量，V为气冷器使用侧水的体积流量，P为水的密度，Cp为水的比热容，tin为气冷 器进水温度，tQUt为气冷器出水温度； 所述热栗系统总功耗是通过用功率计分别监测系统耗电设备的能耗并经相加得到的。3. 根据权利要求1所述的用于二氧化碳热栗系统优化运行的排气压力控制方法，其特 征是:所述气冷器制热量与热栗系统总功耗的比值通过公式中：COP为系统性能系数，Q为气冷器制热量，W为热栗系统总功耗，EEV为电子膨胀阀的 开度。4. 根据权利要求1所述的用于二氧化碳热栗系统优化运行的排气压力控制方法，其特 征是:在压缩机出口位置布置有压力传感器。5. 根据权利要求1所述的用于二氧化碳热栗系统优化运行的排气压力控制方法，其特 征是:所述的二氧化碳热栗系统包括按照二氧化碳的流向先后连接在二氧化碳循环管路中 的压缩机（1)、气冷器(2)、回热器(3)、电子膨胀阀（4)、蒸发器(5)、气液分离器(6)，所述气 液分离器(6)的二氧化碳出口连通所述压缩机（1)的二氧化碳进口，所述气冷器(2)与电子 膨胀阀（4)之间的二氧化碳循环管路、所述气液分离器(6)与压缩机（1)之间的二氧化碳循 环管路均引入所述的回热器(3)。
【文档编号】F25B49/02GK105823282SQ201610189583
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】陆军亮, 倪秒华, 钱永康, 赵建峰, 赵锐, 周永雷, 韩笑, 朱利锋
【申请人】杭州佳力斯韦姆新能源科技有限公司