CN109612170A - 一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统以及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统，包括：冷却组热泵，回收组热泵，制热组热泵，换向站，若干换热塔，环境温度检测装置，用于判断环境温度控制热泵开启状况；热泵配置MCU，与换向站、冷却组热泵、回收组热泵以及制热组热泵的控制端电连接，与环境温度检测装置电连接，与热管式空调、热管式制冷水装置以及热管式制热水装置的功率检测端电连接；热管式空调，热管式制冷水装置，热管式制热水装置。通过实际使用中消耗的功率统计，来适应性的调整热泵开启数量和全热回收运转数量，必要时可以通过外部功能的方式来突破系统常规运转峰值，宽温热泵和全热回收热泵的混合运用为系统节能做出了重大突破，极大的减少了系统外部能耗，提高了内部热回收效率。
Description
技术领域
本发明属于热泵控制技术，具体涉及一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统以及使用方法。
背景技术
中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成，该系统不同于传统冷剂式空调，(如单体机，VRV) 集中处理空气以达到舒适要求。采用液体气化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷;制热系统为空气调节系统提供所需热量，用以抵消室内环境热负荷。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。压缩机吸入低压气体经过压缩机压缩变成高温高压气体，高温气体通过换热器把水温提高，同时高温气体会冷凝变成液体。液体再进入蒸发器进行蒸发，(蒸发器蒸发的同时也要有换热媒体，根据换热的媒体不同机器的型号结构也不同。常用的有风冷和地源。)液体经过蒸发器后变成低压低温气体，低温气体再次被压缩机吸入进行压缩。就这样循环下去，空调侧循环水就变成45-55度左右的热水了。热水经过管道送到需要采暖的房间，房间安装有风机盘管把热水和空气进行热交换实现制热目的。
发明内容
本发明是针现有中央空调系统采用二次集中式供温维持，虽然有全热回收机组的使用，但是在全热回收和常规制冷/热机组的混合使用上并没有与常规的二次集中式做出突破优化程度有限，为此设计了一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统以及使用方法。
一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统，包括：
冷却组热泵，制冷管与热管式空调以及热管式制冷水装置连通，导入管与换热塔通过换向站连通，导出管与回收组热泵中热导入管连通；
回收组热泵，热导入管与冷却组热泵导出管连通，热导出管与换热塔通过换向站连通，冷导入管与制热组热泵导出管连通，冷导出管与换热塔通过换向站连通；
制热组热泵，制热管与与热管式空调以及热管式制热水装置连通，导入管与换热塔通过换向站连通，导出管与回收组热泵中冷导入管连通；
换向站，用于切换管道连通关系，设置在冷却组热泵以及制热组热泵与换热塔的连通管道间；
若干换热塔，夏季用于蒸发冷却，冬季用于冷凝式供热，通过换向站与冷却组热泵以及制热组热泵连通；
环境温度检测装置，用于判断环境温度控制热泵开启状况；
热泵配置MCU，与换向站、冷却组热泵、回收组热泵以及制热组热泵的控制端电连接，与环境温度检测装置电连接，与热管式空调、热管式制冷水装置以及热管式制热水装置的功率检测端电连接；
热管式空调，制冷输入端与冷却组热泵连通；
热管式制冷水装置，制冷输入端与冷却组热泵连通；
热管式制热水装置，制热输入端与制热组热泵连通。
其中冷却组热泵，由若干个宽温制冷热泵组成，主要工作范围在-15度至35度和全热回收的回收组热泵通过集群管道互相连接，形成内部较高温循环，能够在功耗较低的情况下保持正常工作的同时减少喘振；制热组热泵的工作原理与宽温制冷热泵相近，工作温度范围为相对较宽，为-15度至55度，主要用于制热，回收组热泵则是在衔接冷却组热泵与制热组热泵外还能从热管式耗温装置中回收排出的热量，并且配置为全热回收机组，能够有效的回收冷空调排出的热气以及热空调排出的冷气。
作为优选，一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统，还包括：
变频冷水泵，用于为冷却组热泵提供冷水额外制冷，与冷却组热泵通过换向站连通；
冷凝水排出阀，用于排出多余冷却水，设置在换向站内；
若干辅助交换泵，直接连接冷却组热泵与制热组热泵，一端连接冷却组热泵导出管，另一端连接制热组热泵导入管。
一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统使用方法，包括以下步骤：
M1，读取环境温度检测装置判断当前季节，如果温度高于25度则跳转至步骤，温度低于10度则跳转至步骤
M2，确定温度为春秋季温度，减少空调的使用，从而关闭回收组热泵工作；
M3，通过换向站桥接冷却组热泵与制热组热泵，并且平衡换热塔制冷和换热塔制热数量；
M4，确定温度为冬季，关闭部分冷却组热泵，开启回收组热泵，通过回收组热泵和制热组热泵之间循环，辅助换热塔冷凝式发热供能，达到制热目的；
M5，确定温度为夏季，关闭部分制热组热泵，开启回收组热泵，通过回收组热泵和制冷组热泵之间循环，辅助换热塔蒸发式制冷供能，达到制冷目的；
M6，步骤M2至M5中，容易步骤检测到热管式空调或热管式制冷水装置功率消耗大于预计消耗，则全功率运转回收组热泵，如果回收组热泵未开启则开启后全功率运转；
作为优选，所述的步骤M5包括以下子步骤：
A1，正常启动回收组热泵与冷却组热泵循环，减少外部冷却水消耗；
A2，检测热管式空调与热管式制冷水装置的温度请求，如果请求减少则降低冷却组热泵运转功率，如果请求或者实际功耗提升，则跳转步骤A4；
A3，调整换向站，并减少换热塔开启数量；
A4，开启所有换热塔，如果已经开启所有换热塔则开启外接冷水管道；
A5，使冷却水和冷水混合回流至冷却组热泵。
本系统通过换热塔阀门开关的方式来控制换热塔实际使用数量，并排在阀门开关的同事开关换热塔配套设施，虽然换热塔本身不需要额外配套设备即可工作，但其附属的配套设备是维持系统工作温度，演出系统使用寿命的；及时热泵采用全热回收的方式，仍然会有部分能量通过换热塔的方式损耗，并且换热塔本身也是损耗能量的，特别是冷凝式产热时；因此根据使用使用过程中消耗量来开启换热塔有利于节能和演出设备使用寿命。
本发明的实质性效果在于通过对需求端的需求统计以及实际使用中消耗的功率统计，来适应性的调整热泵开启数量和全热回收运转数量，必要时可以通过外部功能的方式来突破系统常规运转峰值，宽温热泵和全热回收热泵的混合运用为系统节能做出了重大突破，极大的减少了系统外部能耗，提高了内部热回收效率。
附图说明
图1 本发明的简易结构图
图中： 1、冷却组热泵，2、回收组热泵，3、制热组热泵，4、换向站，5、换热塔，6、热管式制冷水装置，7、制冷管，8、热管式制热水装置，9、热管式空调，10、热管式空调热回收管。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
如图1所示，所述的
一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统，包括：
冷却组热泵1，制冷管7与热管式空调9以及热管式制冷水装置6连通，导入管与换热塔5通过换向站4连通，导出管与回收组热泵2中热导入管连通；
回收组热泵2，热导入管与冷却组热泵1导出管连通，热导出管与换热塔5通过换向站4连通，冷导入管与制热组热泵3导出管连通，冷导出管与换热塔5通过换向站4连通；
制热组热泵3，制热管与与热管式空调9以及热管式制热水装置8连通，导入管与换热塔5通过换向站4连通，导出管与回收组热泵2中冷导入管连通；
换向站4，用于切换管道连通关系，设置在冷却组热泵1以及制热组热泵3与换热塔5的连通管道间；
若干换热塔5，夏季用于蒸发冷却，冬季用于冷凝式供热，通过换向站4与冷却组热泵1以及制热组热泵3连通；
环境温度检测装置，用于判断环境温度控制热泵开启状况；
热泵配置MCU，与换向站4、冷却组热泵1、回收组热泵2以及制热组热泵3的控制端电连接，与环境温度检测装置电连接，与热管式空调9、热管式制冷水装置6以及热管式制热水装置8的功率检测端电连接；
热管式空调9，制冷输入端与冷却组热泵1连通；
热管式制冷水装置6，制冷输入端与冷却组热泵1连通；
热管式制热水装置8，制热输入端与制热组热泵3连通。
其中冷却组热泵1，由若干个宽温制冷热泵组成，主要工作范围在-15度至35度和全热回收的回收组热泵2通过集群管道互相连接，形成内部较高温循环，能够在功耗较低的情况下保持正常工作的同时减少喘振；制热组热泵3的工作原理与宽温制冷热泵相近，工作温度范围为相对较宽，为-15度至55度，主要用于制热，回收组热泵2则是在衔接冷却组热泵1与制热组热泵3外还能从热管式耗温装置中回收排出的热量，并且配置为全热回收机组，能够有效的回收冷空调排出的热气以及热空调排出的冷气。
作为优选，一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统，还包括：.
变频冷水泵，用于为冷却组热泵1提供冷水额外制冷，与冷却组热泵1通过换向站4连通；
冷凝水排出阀，用于排出多余冷却水，设置在换向站4内；
若干辅助交换泵，直接连接冷却组热泵1与制热组热泵3，一端连接冷却组热泵1导出管，另一端连接制热组热泵3导入管。
一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统使用方法，包括以下步骤：
M1，读取环境温度检测装置判断当前季节，如果温度高于25度则跳转至步骤，温度低于10度则跳转至步骤
M2，确定温度为春秋季温度，减少空调的使用，从而关闭回收组热泵2工作；
M3，通过换向站4桥接冷却组热泵1与制热组热泵3，并且平衡换热塔5制冷和换热塔5制热数量；
M4，确定温度为冬季，关闭部分冷却组热泵1，开启回收组热泵2，通过回收组热泵2和制热组热泵3之间循环，辅助换热塔5冷凝式发热供能，达到制热目的；
M5，确定温度为夏季，关闭部分制热组热泵3，开启回收组热泵2，通过回收组热泵2和制冷组热泵之间循环，辅助换热塔5蒸发式制冷供能，达到制冷目的；
M6，步骤M2至M5中，容易步骤检测到热管式空调9或热管式制冷水装置6功率消耗大于预计消耗，则全功率运转回收组热泵2，如果回收组热泵2未开启则开启后全功率运转；
作为优选，所述的步骤M5包括以下子步骤：
A1，正常启动回收组热泵2与冷却组热泵1循环，减少外部冷却水消耗；
A2，检测热管式空调9与热管式制冷水装置6的温度请求，如果请求减少则降低冷却组热泵1运转功率，如果请求或者实际功耗提升，则跳转步骤A4；
A3，调整换向站4，并减少换热塔5开启数量；
A4，开启所有换热塔5，如果已经开启所有换热塔5则开启外接冷水管道；
A5，使冷却水和冷水混合回流至冷却组热泵1。
本系统通过换热塔5阀门开关的方式来控制换热塔5实际使用数量，并排在阀门开关的同事开关换热塔5配套设施，虽然换热塔5本身不需要额外配套设备即可工作，但其附属的配套设备是维持系统工作温度，演出系统使用寿命的；及时热泵采用全热回收的方式，仍然会有部分能量通过换热塔5的方式损耗，并且换热塔5本身也是损耗能量的，特别是冷凝式产热时；因此根据使用使用过程中消耗量来开启换热塔5有利于节能和演出设备使用寿命。
实施例2：
换热塔内的抗冻剂由抗冻液存储箱回收抗，在供热时段采用以下步骤抗冻剂浓度进行动态平衡调节：
S1，检测当前的环境数据和当前抗冻剂浓度、换热塔内的温湿度、以及抗冻剂的组分作为调节参数，当前抗冻剂浓度至少包括当前换热塔入水管抗冻剂浓度值Ain和当前换热塔出水管抗冻剂浓度值Aout以及由抗冻液存储箱内抗冻剂的比重值换算得到的抗冻液存储箱内抗冻剂浓度值Ab；
S2，获取当前浓度目标平衡值，当前浓度目标平衡值包括目标换热塔入水管抗冻剂浓度值Tin、目标换热塔出水管抗冻剂浓度值Tout，实时调整监测当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值并同时执行步骤S3；
S3，若当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值在允许范围内，保持当前冰点温度运行装置的工作状态，否则执行步骤S4；
S4，将当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值超出允许范围的情况分为以下情况，在一个设定的动态调整周期内分别执行对应的动态平衡调节动作：
R1， Ain＜Tin，且Aout＜Tout，若Ain和Aout的值低于符合动态平衡调节的范围，则启动加料装置加料，若Ain和Aout的值符合动态平衡调节的范围则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，最长持续时间由以下公式计算得出：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））+Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
其中Kc为自动或人工设定的主基础时间系数，Kd为自动或人工设定的副基础时间系数，主基础时间系数和副基础时间系数均为动态调整周期时长的百分比数值，C为影响因子常数，影响因子常数越小则当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值影响越大，
将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f（Kout）实时确定，函数f（Kout）满足以下条件：
∫0 KT f（Kout）dKout= KT*（|Aout－Tout|+|Ain－Tin|），
R2，若Ain＜Tin，且Aout＝Tout，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，最长持续时间由以下公式计算得出：
KT= Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f（Kout）实时确定，函数f（Kout）满足以下条件：
∫0 KT f（Kout）dKout= KT*（|Aout－Tout|+|Ain－Tin|），
R3，若Ain＜Tin，且Aout＞Tout，抗冻剂溶液回收水泵启动，回收设定比例的循环水至抗冻液存储箱内，若换热塔内液位小于设定值则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））－Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
R4，若Ain＝Tin，且Aout＜Tout，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的最长持续时间由以下公式计算得出：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout）），
将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f（Kout）实时确定，函数f（Kout）满足以下条件：
∫0 KT f（Kout）dKout= KT*（|Aout－Tout|+|Ain－Tin|），
R5，若Ain＝Tin，且Aout＞Tout，回收设定比例的循环水至抗冻液存储箱内，若换热塔内液位小于设定值则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））－Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
R6，若Ain＞Tin，且Aout＜Tout，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，最长持续时间由以下公式计算得出：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））－Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f（Kout）实时确定，函数f（Kout）满足以下条件：
∫0 KT f（Kout）d Kout = KT*（|Aout－Tout|－|Ain－Tin|），
R7，若Ain＞Tin，且Aout＝Tout，则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：
KT= Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
R8，若Ain＞Tin，且Aout＞Tout，则抗冻剂溶液回收水泵启动，回收设定比例的循环水至抗冻液存储箱内，若换热塔内液位小于设定值则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））+Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin））。
本申请中，可以根据设定的能效比曲线查询最佳的换热塔内抗冻剂浓度，能效比曲线由设计人员根据历年数据绘制，从而得到理想状态下的的浓度目标平衡值，然后根据具体的工况进行调整，调整当前浓度目标平衡值的获取方法包括分别针对目标换热塔入水管抗冻剂浓度值Tin和目标换热塔出水管抗冻剂浓度值Tout建立以换热塔内的温湿度、以及抗冻剂组分、当前宽温热泵联合用能系统应用工况为参数的浓度目标平衡值计算式或计算表，由此实时计算出当前浓度目标平衡值；
浓度目标平衡值计算表由调试人员根据调试结果对各个阈值的数据进行分段后自行组合形成的计算表，通过对当前各个参数的对比获取当前浓度目标平衡值；
浓度目标平衡值计算式为模糊算法计算式或加权算法计算式；
加权算法计算式是调试人员根据调试结果对各个阈值的数据进行加权之后进行组合调试，根据能耗的表现调整各个加权值的具体数值通过加权数值的微调和能耗最终表现，结合调试经验，最终获得一个完整的浓度目标平衡值加权算法计算式；
模糊算法计算式是在加权算法的基础上，增加了浓度目标平衡值隶属度函数的设定，其优点在于调整的时候与前次调整的基础上，更为平衡波动较小。
确定了目标值之后，本申请就可以根据输入输出的目标值与当前值之间的差距进行动态平衡调节，调节的方式有两种，第一种是根据换热塔的输入和输出的抗冻剂浓度，执行动态平衡调节，使得抗冻剂的浓度在换热塔内一直处于设定的范围内，形成一个动态的平衡，而换热塔内抗冻剂浓度在超出设定范围的时候，由冰点温度运行装置来控制换热塔内净水的输入和抗冻剂的回收，与原有技术相比，增加了抗冻剂的实时回收和稀释，对于系统能效的提高更为有利。第二种是直接采用加料装置加料，加料装置加料属于现有技术，本申请中也部分采用加料装置加料的方式来填设抗冻剂，但是其使用的时候只有在当前循环水回收输入抗冻剂浓度和当前循环水回收输出抗冻剂浓度均小于目标值，且其差值超过人工认定的阈值的时候才进行启动，其控制过程在前述的发明申请中已有表述，本申请中的主要不同点在于，加料完成后，当循环水中的浓度达到预定情况后就采用动态平衡调节，也就是说在一般情况下均是由系统进行动态平衡调节。动态平衡调节是是在一个人工确定的动态调整周期内进行调整，动态调整周期越短则调节的精度越高，动态调整周期主要是以浓度剂的检测时间长度为主要确定因素，其中Kc为自动或人工设定的主基础时间系数，Kd为自动或人工设定的副基础时间系数，主基础时间系数和副基础时间系数均为动态调整周期时长的百分比数值，C为影响因子常数，影响因子常数越小则当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂在宽温热泵联合用能系统内的抗冻剂浓度的差值影响越大。
Claims (5)
1.一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统，其特征在于，包括：
冷却组热泵，制冷管与热管式空调以及热管式制冷水装置连通，导入管与换热塔通过换向站连通，导出管与回收组热泵中热导入管连通；
回收组热泵，热导入管与冷却组热泵导出管连通，热导出管与换热塔通过换向站连通，冷导入管与制热组热泵导出管连通，冷导出管与换热塔通过换向站连通；
制热组热泵，制热管与与热管式空调以及热管式制热水装置连通，导入管与换热塔通过换向站连通，导出管与回收组热泵中冷导入管连通；
换向站，用于切换管道连通关系，设置在冷却组热泵以及制热组热泵与换热塔的连通管道间；
若干换热塔，夏季用于蒸发冷却，冬季用于冷凝式供热，通过换向站与冷却组热泵以及制热组热泵连通；
环境温度检测装置，用于判断环境温度控制热泵开启状况，与热泵配置MCU电连接；
热泵配置MCU，与换向站、冷却组热泵、回收组热泵以及制热组热泵的控制端电连接，与环境温度检测装置电连接，与热管式空调、热管式制冷水装置以及热管式制热水装置的功率检测端电连接；
热管式空调，制冷输入端与冷却组热泵连通；
热管式制冷水装置，制冷输入端与冷却组热泵连通；
热管式制热水装置，制热输入端与制热组热泵连通。
2.根据权利要求1所述的一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统，其特征在于，还包括：.
变频冷水泵，用于为冷却组热泵提供冷水额外制冷，与冷却组热泵通过换向站连通；
冷凝水排出阀，用于排出多余冷却水，设置在换向站内；
若干辅助交换泵，直接连接冷却组热泵与制热组热泵，一端连接冷却组热泵导出管，另一端连接制热组热泵导入管。
3.一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统使用方法适用于权利要求1所述的一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统，其特征在于，包括以下步骤：
M1，读取环境温度检测装置判断当前季节，如果温度高于25度则跳转至步骤，温度低于10度则跳转至步骤
M2，确定温度为春秋季温度，减少空调的使用，从而关闭回收组热泵工作；
M3，通过换向站桥接冷却组热泵与制热组热泵，并且平衡换热塔制冷和换热塔制热数量；
M4，确定温度为冬季，关闭部分冷却组热泵，开启回收组热泵，通过回收组热泵和制热组热泵之间循环，辅助换热塔冷凝式发热供能，达到制热目的；
M5，确定温度为夏季，关闭部分制热组热泵，开启回收组热泵，通过回收组热泵和制冷组热泵之间循环，辅助换热塔蒸发式制冷供能，达到制冷目的；
M6，步骤M2至M5中，容易步骤检测到热管式空调或热管式制冷水装置功率消耗大于预计消耗，则全功率运转回收组热泵，如果回收组热泵未开启则开启后全功率运转。
4.根据权利要求3所述的一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统使用方法，其特征在于，所述的步骤M5包括以下子步骤：
A1，正常启动回收组热泵与冷却组热泵循环，减少外部冷却水消耗；
A2，检测热管式空调与热管式制冷水装置的温度请求，如果请求减少则降低冷却组热泵运转功率，如果请求或者实际功耗提升，则跳转步骤A4；
A3，调整换向站，并减少换热塔开启数量；
A4，开启所有换热塔，如果已经开启所有换热塔则开启外接冷水管道；
A5，使冷却水和冷水混合回流至冷却组热泵。
5.根据权利要求3所述的一种利用宽温热泵实现的低温环境供热系统使用方法，其特征在于，换热塔内的抗冻剂由抗冻液存储箱回收抗，在供热时段采用以下步骤抗冻剂浓度进行动态平衡调节：
S1，检测当前的环境数据和当前抗冻剂浓度、换热塔内的温湿度、以及抗冻剂的组分作为调节参数，当前抗冻剂浓度至少包括当前换热塔入水管抗冻剂浓度值Ain和当前换热塔出水管抗冻剂浓度值Aout以及由抗冻液存储箱内抗冻剂的比重值换算得到的抗冻液存储箱内抗冻剂浓度值Ab；
S2，获取当前浓度目标平衡值，当前浓度目标平衡值包括目标换热塔入水管抗冻剂浓度值Tin、目标换热塔出水管抗冻剂浓度值Tout，实时调整监测当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值并同时执行步骤S3；
S3，若当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值在允许范围内，保持当前冰点温度运行装置的工作状态，否则执行步骤S4；
S4，将当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值超出允许范围的情况分为以下情况，在一个设定的动态调整周期内分别执行对应的动态平衡调节动作：
R1， Ain＜Tin，且Aout＜Tout，若Ain和Aout的值低于符合动态平衡调节的范围，则启动加料装置加料，若Ain和Aout的值符合动态平衡调节的范围则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，最长持续时间由以下公式计算得出：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））+Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
其中Kc为自动或人工设定的主基础时间系数，Kd为自动或人工设定的副基础时间系数，主基础时间系数和副基础时间系数均为动态调整周期时长的百分比数值，C为影响因子常数，影响因子常数越小则当前浓度目标平衡值与当前抗冻剂浓度的差值影响越大，
将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f（Kout）实时确定，函数f（Kout）满足以下条件：
∫0 KT f（Kout）dKout= KT*（|Aout－Tout|+|Ain－Tin|），
R2，若Ain＜Tin，且Aout＝Tout，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，最长持续时间由以下公式计算得出：
KT= Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f（Kout）实时确定，函数f（Kout）满足以下条件：
∫0 KT f（Kout）dKout= KT*（|Aout－Tout|+|Ain－Tin|），
R3，若Ain＜Tin，且Aout＞Tout，抗冻剂溶液回收水泵启动，回收设定比例的循环水至抗冻液存储箱内，若换热塔内液位小于设定值则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））－Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
R4，若Ain＝Tin，且Aout＜Tout，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的最长持续时间由以下公式计算得出：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout）），
将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f（Kout）实时确定，函数f（Kout）满足以下条件：
∫0 KT f（Kout）dKout= KT*（|Aout－Tout|+|Ain－Tin|），
R5，若Ain＝Tin，且Aout＞Tout，回收设定比例的循环水至抗冻液存储箱内，若换热塔内液位小于设定值则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））－Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
R6，若Ain＞Tin，且Aout＜Tout，则将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔中，最长持续时间由以下公式计算得出：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））－Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
将抗冻液存储箱内抗冻剂传输至换热塔的过程中，调节阀的开度由函数f（Kout）实时确定，函数f（Kout）满足以下条件：
∫0 KT f（Kout）d Kout = KT*（|Aout－Tout|－|Ain－Tin|），
R7，若Ain＞Tin，且Aout＝Tout，则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：
KT= Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin）），
R8，若Ain＞Tin，且Aout＞Tout，则抗冻剂溶液回收水泵启动，回收设定比例的循环水至抗冻液存储箱内，若换热塔内液位小于设定值则引入净水，直到换热塔内液位等于设定值或最长持续以下时间：
KT=Kc* （|Aout－Tout|/（C+ Tout））+Kd*（|Ain－Tin|/ （C+ Tin））。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111022340A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-17 | 北京金茂绿建科技有限公司 | 一种热源塔系统溶液泵控制方法 |
| CN113280543A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-08-20 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 基于多源数据和dbn的江水源热泵系统优化控制方法及系统 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108826774A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-11-16 | 杭州正行能源科技有限公司 | 一种宽温热泵冰点温度运行装置及其运行控制方法 |
| CN113932477B (zh) * | 2021-10-29 | 2023-02-17 | 杭州正行能源科技有限公司 | 宽温热泵联合用能系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2307232A1 (fr) * | 1975-04-08 | 1976-11-05 | Vendome Cie | Perfectionnements aux dispositifs et aux installations de chauffage solaire |
| US4796439A (en) * | 1986-11-05 | 1989-01-10 | Takenaka Komuten Co., Ltd. | Air conditioning system |
| JP2002089982A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Harashima Tomoko | ヒートポンプ、それを使用した空調・給湯システム及びヒートポンプを高効率化する方法 |
| CN105258260A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-01-20 | 国网天津市电力公司 | 可实现数据中心机房冬季热回收利用总线式复合空调系统 |
| CN105928255A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-09-07 | 湖南中辐空调净化设备有限公司 | 空气源热泵冷暖热连供机组 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1656661A (zh) * | 2002-03-28 | 2005-08-17 | 罗伯绍控制器公司 | 能源管理系统和方法 |
| CN102687364A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-09-19 | 松下电器产业株式会社 | 运转计划方法以及热泵式热水供给供暖系统的运转方法 |
| CN104019580B (zh) * | 2014-05-12 | 2016-03-09 | 北京矿大节能科技有限公司 | 一种低风温工况矿井回风源热泵系统及其运行方式 |
| CN104534627B (zh) * | 2015-01-14 | 2017-03-15 | 江苏联宏自动化系统工程有限公司 | 中央空调冷却水系统综合能效控制方法 |
| CN106091103B (zh) * | 2016-07-01 | 2018-05-29 | 顺德职业技术学院 | 恒温供水定频热泵热水采暖系统节能控制方法 |
| RU2655907C1 (ru) * | 2017-03-13 | 2018-05-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Устройство для утилизации тепла вытяжного воздуха |
| CN206755447U (zh) * | 2017-04-18 | 2017-12-15 | 江苏七彩建筑环境有限公司 | 一种带抗冻剂溶液浓度平衡装置的热源塔热泵系统 |
| CN206755448U (zh) * | 2017-04-18 | 2017-12-15 | 江苏七彩建筑环境有限公司 | 抗冻剂溶液浓度平衡装置 |
| CN108088028B (zh) * | 2017-11-28 | 2020-10-27 | 深圳达实智能股份有限公司 | 一种医院制冷主机冷冻水供水温度联动控制方法及装置 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2307232A1 (fr) * | 1975-04-08 | 1976-11-05 | Vendome Cie | Perfectionnements aux dispositifs et aux installations de chauffage solaire |
| US4796439A (en) * | 1986-11-05 | 1989-01-10 | Takenaka Komuten Co., Ltd. | Air conditioning system |
| JP2002089982A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Harashima Tomoko | ヒートポンプ、それを使用した空調・給湯システム及びヒートポンプを高効率化する方法 |
| CN105258260A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-01-20 | 国网天津市电力公司 | 可实现数据中心机房冬季热回收利用总线式复合空调系统 |
| CN105928255A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-09-07 | 湖南中辐空调净化设备有限公司 | 空气源热泵冷暖热连供机组 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111022340A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-17 | 北京金茂绿建科技有限公司 | 一种热源塔系统溶液泵控制方法 |
| CN111022340B (zh) * | 2019-11-29 | 2021-10-19 | 北京金茂绿建科技有限公司 | 一种热源塔系统溶液泵控制方法 |
| CN113280543A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-08-20 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 基于多源数据和dbn的江水源热泵系统优化控制方法及系统 |
| CN113280543B (zh) * | 2021-04-25 | 2022-07-08 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 基于多源数据和dbn的江水源热泵系统优化控制方法及系统 |
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