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基于TRNSYS的空氣源熱泵空調系統模型及建模方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510612922.2

申請日:

2015.09.23

公開號:

CN105260512A

公開日:

2016.01.20

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G06F 17/50申請日:20150923|||公開
IPC分類號: G06F17/50 主分類號: G06F17/50
申請人: 上海交通大學
發明人: 翟曉強; 張曉林; 徐鵬飛
地址: 200240上海市閔行區東川路800號
優先權:
專利代理機構: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236 代理人: 郭國中; 劉翠
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510612922.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.11.16|||2016.03.23|||2016.01.20

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種基于TRNSYS的空氣源熱泵空調系統模型,包括以下幾個部分:氣象參數輸入部分,設置氣象參數;建筑參數輸入部分,設定建筑參數,包括建筑面積、建筑負荷等;風機盤管部分,設定風機盤管的風量和功率;水泵部分,設定水泵的流量和功率;變流量控制部分,控制水泵的流量變化;空氣源熱泵部分,設定空氣源熱泵的額定制冷量、名義COP;模擬結果輸出部分,用于輸出模擬結果。本發明利用TRNSYS軟件,設計了空氣源熱泵空調系統模型。模型的模擬結果與系統的實際運行情況吻合良好,充分展示了系統運行的具體情況,為空氣源熱泵空調系統的設計、優化以及評估提供了依據。

權利要求書

1.一種基于TRNSYS的空氣源熱泵空調系統模型,其特征在于,基于
TRNSYS平臺設計,包括:氣象參數輸入部分、建筑參數輸入部分、風機盤管部
分、水泵部分、變流量控制部分、空氣源熱泵部分以及模擬結果輸出部分;其中:
所述氣象參數輸入部分用于設置氣象參數;
所述建筑參數輸入部分用于設置建筑參數;
所述風機盤管部分用于設定風機盤管的風量以及控制室溫;
所述水泵部分用于設定水泵的流量和功率;
所述變流量控制部分用于控制水泵的流量變化;
所述空氣源熱泵部分用于設定空氣源熱泵的額定制冷量、名義COP;
所述模擬結果輸出部分,用于輸出空氣源熱泵部分的空氣源熱泵的額定制冷
量和名義COP模擬結果。
2.一種權利要求1所述的基于TRNSYS的空氣源熱泵空調系統模型的建模
方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟S1,設定氣象參數輸入部分;其中根據仿真需求選用不同的氣象參數
文件;
步驟S2,設定建筑參數輸入部分;其中建筑可以分為多個區域;所有建筑
參數根據仿真需求進行輸入;工作時間和非工作時間的建筑負荷用時間表區分;
步驟S3,設定風機盤管部分;其中風機盤管的風量根據建筑負荷確定;控
制室溫根據仿真需求確定;
步驟S4,設定水泵部分;其中水泵的流量和功率根據建筑負荷確定;
步驟S5,設定變流量控制部分;其中變流量控制部分采取溫差多級控制的
方式控制流量的檔位;
步驟S6,設定空氣源熱泵部分;其中空氣源熱泵的額定制冷量根據建筑負
荷確定;
步驟S7,設定模擬結果輸出部分;其中數據輸出的表征量為室內外的溫度
變化曲線、空氣源熱泵的功率和制冷量、水泵的功率及流量、空氣源熱泵的COP
和空調系統的COP。
3.根據權利要求2所述的基于TRNSYS的空氣源熱泵空調系統模型的建模
方法,其特征在于,所述步驟S5中,利用多級控制器實現對水泵流量控制,表
述如下:
控制器輸出多個控制信號Sn,n為自然數;對于每一個控制信號Sn,都相當
于一個啟停控制,存在如下關系:
若Sn原先為1,則:
S n = 0 , T T n - Δ T 2 1 , T > T n - Δ T 2 ]]>
若Sn原先為0,則:
S n = 0 , T T n + Δ T 2 1 , T > T n + Δ T 2 ]]>
其中:T為控制參數,采用空氣源熱泵的供回水溫差;Tn為控制信號Sn所對
應的溫度控制點;ΔT為死區溫度。
4.根據權利要求3所述的基于TRNSYS的空氣源熱泵空調系統模型的建模
方法,其特征在于,設置控制信號數量為4個,分別記為S1、S2、S3、S4,同時
設置4個控制信號所對應的溫度控制點為T1、T2、T3、T4,T1<T2<T3<T4,
且Tn-Tn-1≥ΔT,其中,n取2、3、4,則隨著溫度的升高,S1、S2、S3、S4將
會依次置1,即四個控制信號共有5個狀態:(0,0,0,0)、(1,0,0,0)、(1,1,0,0)、(1,1,1,0)、
(1,1,1,1),這5個狀態對應于流量的5個檔位。
5.根據權利要求2所述的基于TRNSYS的空氣源熱泵空調系統模型的建模
方法,其特征在于,所述步驟S7中:
數據輸出的表征量中,空氣源熱泵的制冷量的表達式Qheat為:
Qheat=cρQW(tin-tout)
式中:
c——水的比熱容,取為4.2kJ/(kg·℃);
ρ——水的密度,取1000kg/m3;
QW——水泵流量,m3/h;
tout——空氣源熱泵的供水溫度,℃;
tin——空氣源熱泵的回水溫度,℃;
數據輸出的表征量中,空氣源熱泵的COP的表達式COPASHP為:
COPASHP=Qheat/PASHP
式中:
PASHP——空氣源熱泵機組的功率,kW;
數據輸出的表征量中,空調系統的COP的表達式COPsystem為:
COPsystem=Qheat/(PASHP+Ppump)
式中:
Ppump——水泵的功率,kW。

關 鍵 詞:
基于 TRNSYS 空氣 源熱泵 空調 系統 模型 建模 方法
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