地源热泵小负荷状态下的运行最优值的方法

摘要

本发明属于地源热泵领域，特别是涉及地源热泵小负荷状态下的运行最优值的求解方法。主要包括步骤：第一步：建立目标函数与约束条件，目标函数为：；约束条件包括：室内空气热平衡、室内温度精度要求、系统运行安全要求等。只要运行负荷满足如下两式，此运行负荷就是该状态下的最优值：。

主权项

1.地源热泵小负荷状态下的运行最优值的方法，所述方法如下：第一步：建立目标函数与约束条件所述目标函数是：其中，P_el——电动机运行功率，P_el＝Heat/COP；P_eln——名义电动率，P_eln＝load/COP额定；Heat——系统运行负荷；load为系统额定负荷；COP定义为输出热量与轴功的比值，COP＝COP额定g(x)；g(x)——COP随着输气量百分比变化的函数，在此认为当输气量大于50％时，g(x)＝1；所述约束条件包括：(1)室内空气热平衡：本方法中室内蓄热体只限为空气；其中p(τ)为系统启动阶段单位时间输出热量与正常运行阶段单位时间输出热量的比值随时间的关系，当系统正常运行时p(τ)＝1；T——室内空气温度；τ——时间；(2)室内温度精度要求：|T-20|＜ΔT；其中ΔT——允许温度波动值，℃；20℃为室内设计温度；(3)系统运行安全要求：要求系统在停机后一段时间内才能开机，时间间隔Time：Time＞β；其中β——允许的最小间隔时间。第二步：进行模拟计算与分析，包括如下步骤：(1)设定系统启动能量函数与电动机效率变化曲线设系统启动函数包括线性函数1及抛物线函数2；并设电动机效率ηmo随功率比值Pel/Peln的变化曲线；(2)求解运行能耗根据不同的系统启动能量函数，得出每一个热容量都有一个能耗最小值，说明对于每一个热负荷都存在一个最优运行负荷即最优值，使得该系统运行能耗最低；(3)得出系统运行最优值只要运行负荷满足如下两式，此运行负荷就是该状态下的最优值：$\frac{\partial J}{\partial \mathrm{Heat}}=0$$\frac{{\partial }^{2}J}{\partial {\mathrm{Heat}}^2}>0$根据系统运行的最优值，可以认为在热容量即X轴，单位kJ/℃和散热量与最大散热量比值即Y轴单位％，组成的二维空间中各区域内的最优值恒定不变，得出不同的区域的最优值不同，以简化系统的控制，并达到系统运行节能的目的。