一种地源热泵自动控温系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113865147A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111086797.8F25B49/02(2006.01)(22)申请日2021.09.16(71)申请人国网浙江省电力有限公司湖州供电公司地址313000浙江省湖州市吴兴区凤凰路777号(72)发明人陈士俊刘海峰郑松松徐勇生刘黎明潘康方亮顾轶晨李翟严鲁超吴超(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人刘正君(51)Int.Cl.F25B30/02(2006.01)F25B30/06(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种地源热泵自动控温系统和方法(57)摘要一种地源热泵自动控温系统和方法，其特征是，包括室外地源换热模块、地源热泵主机模块、室内末端模块，所述室外地源换热模块与室内末端模块经过地源热泵主机模块的实现流向选择形成室内制冷循环或者室内制热循环。将变频调速应用在异步电机驱动上，可以避免启停电流冲击，实现电机软启动和无极调速。在变频调速技术中加入变流量调节策略，在对压缩机进行调速的同时，同步控制电子膨胀阀开度等参数以期合理调整循环工质流量，最终达到工作负荷与实际需求负荷相匹配的目的。增强地源热泵温控系统的自适应能力，弥补时滞造成的性能损失，提高对浅层地能的利用效率，最大限度的节省高品位电能能耗。CN113865147ACN113865147A权利要求书1/1页1.一种地源热泵自动控温系统，其特征是，包括室外地源换热模块、地源热泵主机模块、室内末端模块，所述室外地源换热模块与室内末端模块经过地源热泵主机模块的实现流向选择形成室内制冷循环或者室内制热循环。2.根据权利要求1所述的一种地源热泵自动控温系统，其特征是，所述室外地源换热模块包括地埋管换热器、第一水泵和蒸发器，所述地埋管换热器和第一水泵和蒸发器形成循环回路。3.根据权利要求2所述的一种地源热泵自动控温系统，其特征是，所述地源热泵主机模块包括膨胀阀、四通换向阀、压缩机组和冷凝器，蒸发器一端与四通换向阀一口连接，蒸发器另一端与膨胀阀一端连接，膨胀阀另一端与冷凝器一端连接，冷凝器另一端与四通换向阀二口连接，压缩机组的输入输出端分别与四通换向阀的三口和四口连接。4.根据权利要求3所述的一种地源热泵自动控温系统，其特征是，所述室内末端模块包括末端风机系统、变频器和温度传感器，所述温度传感器检测室内末端模块中循环工质的温度，所述变频器用于调节末端风机系统中风机盘管风机转速。5.根据权利要求4所述的一种地源热泵自动控温系统，其特征是，所述室内末端模块还包括调温杯柜，所述调温杯柜并联在末端风机系统两端。6.根据权利要求5所述的一种地源热泵自动控温系统，其特征是，所述调温杯柜包括底座和集热罩，集热罩设置在底座上方，所述底座上设有换热层，和分别设置在换热层上方的导热层和支架层。7.根据权利要求6所述的一种地源热泵自动控温系统，其特征是，所述调温杯柜包括循环工质入口、循环工质出口、表面式换热器，所述循环工质入口和循环工质出口分别与表面式换热器的输入输出口连接。8.一种用于权利要求1‑6所述的地源热泵自动控温系统的方法，其特征是，所述变频器采用恒磁通控制，在变频的同时协调改变定子电压，以保持电机最大转矩恒定。9.根据权利要求7所述的一种地源热泵自动控温方法，其特征是，所述压缩机组传递函数模型满足如下关系：其中，表示循环工质在冷凝器中停留的时间，为增益系数，m表示压缩机后端冷凝器中循环工质质量，mcir表示循环工质质量流量单位为kg/s。2CN113865147A说明书1/7页一种地源热泵自动控温系统和方法技术领域[0001]本发明涉及热泵控制领域，尤其涉及一种地源热泵供暖自动控温系统和方法。背景技术[0002]当今社会，大气污染和化石能源枯竭问题愈发严峻，促进能源结构转型和提高能源利用效率逐步成为关注的热点。目前，我国的能源利用效率低于国际平均水平，能源环境压力和发展瓶颈日益增大，能源安全问题也已迫在眉睫，2018年，中国原油净进口量达到4.6亿吨，对外依存度攀升至71％；天然气净进口量超过日本成为全球第一，达到1200亿立方米，对外依存度达到43％。[0003]虽然我国风电、太阳能发电等可再生能源装机容量增长迅速、边际成本逐渐递减，但其实际应用还远不能满足气候战略的需求，能源战略应当实行开源节流并重的方针，开源即尽可能多地接纳与使用可再生能源，节流的主要任务则是节能和提高能源使用效率。与此同时，浅层地表吸收太阳辐射能量的47％，其蕴藏的的低品位热能称之为“地能”，是一种无限可再生的清洁能源。[0004]当此背景下，“电能替代战略”应运而生，而地源热泵作为该战略核心理念之一的“以电代煤”的