一种模块化的热泵机组系统的制作方法

本发明涉及热泵领域，尤其涉及一种模块化的热泵机组系统。

背景技术：

1、对于热水用量较大的应用场景，如恒温泳池、浴池、酒店、学校、宿舍等，工程上主要采用热水锅炉或多模块联合运行的热泵热水机组提供大量热水。热水锅炉采用燃烧燃料的方式将化学能转化为热能，为用户提供大量的热水，但其效率相对较低，且在环保越发严苛的条件下，装机受限。现有的多模块联合运行热泵热水机组符合环保要求且能效相对较高，越来越受到热水用量较大的用户的青睐。但目前装机的多模块联合运行热泵机组系统在开机时，设置为按顺序加载各模块及各模块中的供能单元，导致加载速度慢，制热滞后，影响了用户的体验感，如有4个模块的热泵机组系统，每个模块包含16组供能单元，每组供能单元的调节时间为40秒，则要开启模块化的热泵机组系统的全部64组供能单元需要超42分钟。现有多模块联合运行热泵机组系统加载时间过长，当机组系统在冬季进行热水制备时，存在全部供能单元刚加载完成，先开机的供能单元就需要依次进入除霜程序制冷水，导致水路温度异常波动。同时，由于多模块联合运行热泵机组系统的开机控制设定为是全开供能单元，当全部供能单元加载完成后实际输出能量远远大于实际需求能量时，存在需要对加载完成的供能单元进行立即减载的操作，造成供能单元频繁开停，导致水温波动较大。

2、总而言之，现有的多模块联合运行热泵机组系统的开机控制方法加载时间长，存在制备的热水水温波动频繁的问题，影响用户体验。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于提供一种模块化的热泵机组系统，该系统包括系统开机时控制热泵机组启停数量的方法，该方法可有效解决全开热泵机组造成的加载时间长和热泵机组开机供能与实际需求能量不匹配而导致机组频繁启停的问题。

2、一种模块化的热泵机组系统，包括：若干独立的供能单元、水路模块、温度采集模块和与供能单元、水路模块、温度采集模块电连接和/或通讯连接的控制器；所述若干独立的供能单元通过水路模块进行水路并联；热泵机组系统开机进入开机能量需求控制模式：

3、所述控制器获取热泵机组系统总出水设定温度、预存全开温差数据、水路模块和温度采集模块传输的初始状态数据，并根据初始状态数据对预存全开温差数据进行修正，得到当前时刻全开温差；

4、所述控制器根据所述系统总出水设定温度与温度采集模块传输的当前时刻系统总进水温度计算得到当前时刻需求温差，并根据当前时刻需求温差、当前时刻全开温差和供能单元总数量计算得到当前时刻所需供能单元数量，并根据预设的供能单元启动规则启动相应数量的供能单元，并控制启动的供能单元运行到目标频率；

5、所述控制器控制启动的供能单元在目标频率下运行，并实时获取温度采集模块采集的系统总出水温度，并将所述系统总出水温度与所述系统总出水设定温度进行比较：

6、若系统总出水温度小于系统总出水设定温度，则控制启动的供能单元继续在目标频率下运行并实时获取系统总出水温度；

7、若系统总出水温度大于等于系统总出水设定温度，则退出开机能量需求控制模式。

8、与现有技术相比，本发明通过设计的根据实际需求控制系统中各热泵机组启停的方法，可按照实际需求能量控制各供能单元的加载，使实际输出能量匹配实际需求能量。该控制方法缩短整个供能开启的加载时长，有效避免因加载全部供能单元时间过长造成的先加载的供能单元进入除霜模式致使水路温度波动异常的问题，提高用户用能的体验。同时，该控制方法使实际输出能量与实际需求能量匹配，有效避免了全开供能单元后需要立即减载导致的供能单元频繁启停的问题，延长压缩机的使用寿命。

9、进一步地，所述当前时刻全开温差满足下式：

10、

11、其中，表示当前时刻全开温差，表示预存全开温差，表示水流量偏差对当前时刻全开温差的影响，α是水流量偏差影响因子，是预存全开温差值对应的额定水路流量，是当前时刻水路流量；表示环境温差对当前时刻全开温差的影响，β是环境温差影响因子，r是所述热泵机组系统所处环境设置的修正常量，是当前时刻环境温度。

12、进一步地，所述当前时刻需求温差满足下式：

13、

14、其中：表示当前时刻需求温差，表示系统总出水设定温度，表示当前时刻系统总进水温度。

15、进一步地，所述当前时刻所需供能单元数量满足下式：

16、

17、其中，nr表示当前时刻所需供能单元的数量，表示当前时刻需求温差，表示当前时刻全开温差，ntotal表示热泵机组系统的含有的供能单元总数量。

18、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

技术特征：

1.一种模块化的热泵机组系统，包括若干独立的供能单元、水路模块、温度采集模块和与供能单元、水路模块、温度采集模块电连接和/或通讯连接的控制器；所述若干独立的供能单元通过水路模块进行水路并联；其特征在于，热泵机组系统开机进入开机能量需求控制模式：

2.根据权利要求1所述的热泵机组系统，其特征在于，所述初始状态数据包括温度采集模块测量的当前时刻环境温度和水路模块传输的当前时刻水路流量，控制器根据所述系统总出水设定温度和所述当前时刻环境温度，从所述预存全开温差数据中确定对应的全开温差，并根据所述当前时刻环境温度和当前时刻水路流量对所述全开温差进行修正，得到当前时刻全开温差。

3.根据权利要求2所述的热泵机组系统，其特征在于，所述当前时刻全开温差满足下式：

4.根据权利要求3所述的热泵机组系统，其特征在于，所述当前时刻需求温差满足下式：

5.根据权利要求4所述的热泵机组系统，其特征在于，所述当前时刻所需供能单元数量满足下式：

6.根据权利要求3所述的热泵机组系统，其特征在于，所述修正常量的取值范围为(5～9)。

7.根据权利要求1所述的热泵机组系统，其特征在于，所述供能单元启动规则中各供能单元的启动顺序和时间如下：

8.根据权利要求1-7任一项所述的热泵机组系统，其特征在于，所述供能单元包括若干独立的热泵机组。

9.根据权利要求1-7任一项所述的热泵机组系统，其特征在于，所述供能单元包括若干压缩机、一四通阀、一冷凝器、一膨胀阀、一蒸发器和一风机时，所述若干压缩机共用同一风机、同一蒸发器和同一冷凝器。

10.根据权利要求1所述的热泵机组系统，其特征在于，所述水路模块包括一缓冲水箱，所述缓冲水箱与所述热泵机组系统的系统总出水、系统总入水及用户用水端通过水路连接。

技术总结
本发明涉及一种热泵机组系统，尤其涉及热泵机组系统开机时开机能量需求的控制，通环境温度和水路流量对全开温差进行修正，并通过计算当前时刻温差与修正的全开温差的比值确定当前时刻所需的供能单元的数量，并通过比较实时系统总出水温度与系统总出水设定温度的大小，监测启动的供能单元实际输出的能量是否达到实际需求能量，并据此做出是否退出开机能量需求控制模式的判断。该系统的控制方式可有效解决全开热泵机组造成的加载时间长和热泵机组开机供能与实际需求能量不匹配而导致机组频繁启停的问题。

技术研发人员：苏昀,曹鲲鹏
受保护的技术使用者：中山市爱美泰电器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16