一种冷热双供水源热泵系统及控制方法与流程

本发明涉及一种冷热双供水源热泵系统及控制方法，属于热泵。

背景技术：

1、在卷烟工厂中压缩空气对于烟支生产各工艺环节来说是必不可少的，而生产压缩空气的空压机在运行过程中会产生大量热量；

2、目前大多数空压机冷却系统是将经过设备换热后的热水送至冷却塔，在冷却塔中通过和外界空气的热交换把水中热量带走；

3、而如此以来，设备运行产生的这部分余热直接排放，并未得到有效利用，导致大量热能浪费，空压机资源利用率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种冷热双供水源热泵系统及控制方法，解决现有技术空压机使用过程中大量热能浪费，资源利用率低的问题。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供一种冷热双供水源热泵系统，包括水源热泵机组，其冷端与板式换热器连接，热端与蓄热水箱连接；

4、所述板式换热器与空压设备端相连接。

5、第二方面，本发明提供一种上述冷热双供水源热泵系统的控制方法，包括：

6、根据水源热泵机组的运行过程中冷端当前出水温度tc-out、冷端出水目标温度tc-set和冷端出水保护温差et之间的关系，调整水源热泵机组负荷u的计算方法，并计算得到水源热泵机组负荷u；

7、根据预先获取的热泵能效曲线测算出最低能效指标下的运行工况ul-set；

8、当计算得到的水源热泵机组负荷u小于ul-set时，控制水源热泵机组保持在负荷低限运行；

9、当水源热泵机组运行负荷u等于ul-set，且冷水端出水温度趋势还在下降，或tc-out＜tc-set时，控制水源热泵机组停止运行。

10、进一步的，所述根据水源热泵机组的运行过程中冷端当前出水温度tc-out、冷端出水目标温度tc-set和冷端出水保护温差et之间的关系，调整水源热泵机组负荷u的计算方法，包括：

11、当tc-out-tc-set≥et时，热泵机组以热端设定温度th-set为控制目标值，以热端出水温度th-out为反馈值进行pid计算，计算结果记为uh-pid，此时热泵负荷u为：

12、u＝uh-pid

13、当tc-out-tc-set＜et时，更改热泵机组的控制目标为冷端设定温度tc-set，反馈值为冷端出水温度tc-out进行pid计算，计算结果记为uc-pid，此时热泵负荷u为：

14、u＝a·uc-pid

15、其中，a为缩放系数，由冷端出水温度下降趋势变化率rocc确定。

16、进一步的，所述冷端出水温度下降趋势变化率的计算方法，包括：

17、选择固定长度为k的时间窗口，采集窗口内k个温度数值，并计算得到其均值该窗口以距离m向后滑动，选取n个窗口即可得到进而通过比较得到温度变化趋势；

18、根据温度变化趋势计算冷端出水温度下降趋势变化率，计算公式如下：

19、进一步的，所述最低能效指标下的运行工况ul-set根据水源热泵机组实际运行情况进行周期性更新。

20、第三方面，本发明提供一种控制装置，包括：

21、水源热泵机组负荷计算模块，用于根据水源热泵机组的运行过程中冷端当前出水温度tc-out、冷端出水目标温度tc-set和冷端出水保护温差et之间的关系，调整水源热泵机组负荷u的计算方法，并计算得到水源热泵机组负荷u；

22、测算模块，用于根据预先获取的热泵能效曲线测算出最低能效指标下的运行工况ul-set；

23、第一控制模块，用于当计算得到的水源热泵机组负荷u小于ul-set时，控制水源热泵机组保持在负荷低限运行；

24、第二控制模块，用于当水源热泵机组运行负荷u等于ul-set，且冷水端出水温度趋势还在下降，或tc-out＜tc-set时，控制水源热泵机组停止运行。

25、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

26、本发明提供一种冷热双供水源热泵系统及控制方法，包括水源热泵机组，其冷端与板式换热器连接，热端与蓄热水箱连接，板式换热器与空压设备端相连接，由热泵产生的热量提高蓄热水箱水温以满足供热需求；同时优化了热泵机组控制模式，避免因冷量过多造成冷端出水温度过低影响设备，也避免了热泵趋近于目标温度时频繁启停，控制过程中加入了对热泵机组能效情况的判定，保证了设备在满足工艺要求的同时高效运行。

技术特征：

1.一种冷热双供水源热泵系统，其特征在于，包括：

2.一种根据权利要求1所述的冷热双供水源热泵系统的控制方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的冷热双供水源热泵系统的控制方法，其特征在于，所述根据水源热泵机组的运行过程中冷端当前出水温度tc-out、冷端出水目标温度tc-set和冷端出水保护温差et之间的关系，调整水源热泵机组负荷u的计算方法，包括：

4.根据权利要求3所述的冷热双供水源热泵系统的控制方法，其特征在于，所述冷端出水温度下降趋势变化率的计算方法，包括：

5.根据权利要求2所述的冷热双供水源热泵系统的控制方法，其特征在于，所述最低能效指标下的运行工况ul-set根据水源热泵机组实际运行情况进行周期性更新。

6.一种控制装置，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供的一种冷热双供水源热泵系统及控制方法，所述系统包括水源热泵机组，其冷端与板式换热器连接，热端与蓄热水箱连接，板式换热器与空压设备端相连接，由热泵产生的热量提高蓄热水箱水温以满足供热需求；同时优化了热泵机组控制模式，避免因冷量过多造成冷端出水温度过低影响设备，也避免了热泵趋近于目标温度时频繁启停，控制过程中加入了对热泵机组能效情况的判定，保证了设备在满足工艺要求的同时高效运行。技术研发人员：何寅,王虎,尹剑琪受保护的技术使用者：浙江中烟工业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30