串级控制系统在复合地源热泵系统中的应用.pdf

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1、能源发电控制技术皇皇!竺竺兰兰竺TheNewEnergyPowerControITechnoloqy串级控制系统在复合地源热泵系统中的应用王三元(广州泰得电子科技有限公司。广东广州510630)摘要：复合地源热泵系统具有时变、大时滞、非线性、多变量的特性，用常规单回路PID控制，很难达到较好的效果。因此采用串级控制方案，结合简便、实用的PID参数工程整定方法，使被控对象具有良好的动态调节品质。实践结果表明控制效果良好，抗干扰能力强，明显改善了时变、大时滞系统的控制质量。关键词：串级控制系统；PID；DDC；地源热泵；

2、时变；大时滞[中图分类号]7[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)02—0035—02TheApplicationofCascadeControlSystematCompoundGroundSOurCeHeatPumpSystemWANGSan—yuan(GuangzhoundeElectricTechnologyCo．，Ltd，GuangzhouGuangdong510630，China)Abstract：Thecompoundgroundsourceheatpumpsystemhasacomp

3、lextime—varying，largetime-delay，nonlinear，multi—variablenature．Withconventionalsingle—loopPIDcontrol-itisdifficulttoachievegoodresuhs．Thereforetbyusingcascadecontrolsystem，combinedwithsimpleandpracticalPIDparameterstuningmethodtomakethecontrolledsystemwithexcel

4、lentdynamicregulationquality．Thepracticeresultsshowthatthiscascadecontrolsystemobtainsidealcontroleffects。goodanti—interferenceperformanceandsignificantlyimprovesthecontroleffectinthetime—varying。largetime—delaysystem．Keywords：Cascadecontrolsystem；PID；DDC；Groun

5、dsourceheatpump；Time—varying；Largetime-delayO引言V1l地源热泵(GSHP)是一种热能提升设备。在地球表面和浅层的土壤、地表水、地下水等，由于吸收太阳能而蕴藏着巨大的低位热能资源。地源热泵技术就是通过输入少量的高位电能，实现将低位热能向高位热能转换并加以利用l2J。近年来，节能、环保、可再生能源的开发和利用已成为国家建设和发展的重要国策。具有高效、节能和环保等优点的地源热泵技术，已在欧、美等许多国家取得了较快的发展，我国的地源热泵市场也Et趋活跃。但是，我国南北纬度跨距很大

6、导致地源温度、气候变化较大、热泵系统的初期投资较高、用户的现有产能系统的投入等诸多因素使得地源热泵的应用受到一定的影响。本文是根据东莞泰豪大酒店的地源热泵与冷却塔混合的供图1复合地源热泵系统工艺流程图热制冷系统，采用串级控制方案实现对系统输出主参数的控制。生活热水，而蒸发器的冷量供给室内空调。1混合地源热泵制冷、供热系统原理过渡季节，在满足热水需求的情况下，热泵作为制冷机提供热泵机组主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等组成。空调需要的冷量，这时热泵的冷凝器进出口与地下水水路循环系压缩机通过做功，使工质在不同压力、温

7、度下产生相变，在冷统相连，蒸发器进出口管与空调系统的分水器和集水器相连。凝器释放热量，在蒸发器吸收热量，同时通过热量的交换，达到制2串级控制系统冷和供热的目的。图1是复合地源热泵系统制冷、供热工艺流2．1串级控制系统的设计程图。地源热泵系统实质上是一套冷热交换装置，是典型的时变、冬季供热时，将蒸发器进出口与地下水水路循环系统连接，大时滞、非线性、多变量系统。蒸发器冷量的输出既要随着空调地下水作为低温热源，为加热生活热水提供所需的热量。用户端冷负荷的时常变化而改变，也受到冷凝器进口水温及流量夏季制冷空调时，热泵的冷凝器

8、水路只与热水水路相连，蒸的干扰而变化。诸多变量如室内温度、湿度、风机差压、风量、内发器与空调系统的分水器和集水器相连，冷凝器产生的热量加热外循环水温度、流量等的变化关联到系统输出，则具有大时滞、非线性和时变特性J。对这类系统用常规的单回路PID控制很难收稿日期：2011—12—27达到较好的效果。ElectdcaIAutomation35皇皇!