变频空气源热泵控制系统优化研究—基于运行全周期性能监测分析

  今天与大家分享一下我们对变频空气源热泵控制系统运行全周期性能监测和研究情况。题目是《变频热泵控制系统优化研究—基于运行全周期性能监测分析》，演讲主要结合变频热泵控制系统从实验室机组性能测试、供暖季现场系统监测的研究背景，机组性能调节、建筑负荷匹配、实验室实验方法的原因分析，合理选型、优化控制解决对策进行介绍和应用展望。

  一、研究背景

  实验室机组性能测试，变频机组IPLV性能具有明显优势!不管是定频和变频机在零下12度的名义工况COP是2.3±0.1，IPLV变频2.9±0.2，定频的2.6±0.2，变频机组IPLV性能供暖具有明显优势!通过2016年、2017年两个供暖季现场性能监测数据，根据下图系统COP可以看出，变频机系统≈定频机系统。

  二、原因分析

  机组性能调节、建筑负荷匹配、实验室实验方法的原因分析，通过实验室试验方法IPLV测试得出了100%、75%、50%、25%，机组锁频运行，未反映自由运行模式下的机组调节性能，其运行频率属可调定频机!

  设计选型匹配示意图

  机组调节性能示意图

  在机组调整性能时，根据项目24小时的运行曲线，可以看出来在24小时出现一条直线，项目机组或者说系统运行非常良好，项目机组调节性和稳定性非常好。当表现出定频机的模式时，调节和稳定性能是不能满足要求，是伪变频。

  三、解决对策

  调整性能测试方法示意图

  通过调整性能测试方法，IPLV测试工况下自由运行，给出全工况机组供热量调节范围，真正实现机组供热量的可调性+稳定性!

  机组调节性能示意图

  在设计选型匹配方面，机组容易选择偏大。同时，在名义工况10千瓦的情况下，其带着建筑负荷大约在5千瓦，变频机组长期低频运行，红色是供水温度，绿色是回水温度，蓝色是运行功率。

  针对上述特点，提出了三个主要优化对策：

  控制策略调节优化示意图

  一是调整性能测试方法，在IPLV(H)上面做一些工作。同时，要求在自行运行模式下进行测试，拒绝锁屏。

  二是要呼吁企业给出全工况机组，供热量调节范围。虽然说工作量大，但是在后期的运行有很好的实际意义，实现机组供热量的可控和稳定。

  三是设计选型匹配。不同工况机组的调节和建筑负荷需求范围，把两者之间作为一个很好的吻合，可以实现自己调节。

  四是控制调节策略上面做优化，用流程图来表示，建筑热负荷随着室外的参数而变化，影响到各个系统的参数，比如水温和室内温。同时，针对这些变化对机组的运行提出要求，机组的合理运行要保证供暖室内的温度稳定，这是理想的运行曲线。

  变频空气源热泵控制系统展望示意图

  从2015年开始到2016年大规模使用，政府、业界及用户为什么认为空气源热泵是清洁取暖的主要技术路线呢?我认为，最主要是它能效的提升。如北京农村燃煤小锅炉，五六年前就做过节能炉的替代，它的燃烧是在30-40%，而空气源热泵系统COP达到1.1，一次能源利用率超过40%。现在空气源热泵清洁取暖能够做到2.18，可以达到80%。如果空气源热泵系统COP可达到2.7，它的能源利用率将达到100%。

本文转自：热泵在线 作者：徐昭炜