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龙图腾网获悉中国建筑西南设计研究院有限公司申请的专利一种跨临界二氧化碳空气源热泵蒸汽机组的控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116697326B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310683174.1，技术领域涉及：F22B1/00；该发明授权一种跨临界二氧化碳空气源热泵蒸汽机组的控制方法是由向波;司鹏飞;许亮;石利军;贾纪康;李鹏宇;杨正武设计研发完成，并于2023-06-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种跨临界二氧化碳空气源热泵蒸汽机组的控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种跨临界二氧化碳空气源热泵蒸汽机组的控制方法，应用于空气源热泵技术领域，机组包括蒸汽发生器，蒸汽发生器内设有气体冷却器一和喷淋装置，蒸汽发生器设有蒸汽出口和循环水出口，机组还包括热泵压缩机、四通换向阀、节流装置、气液分离器、气体冷却器二、蒸汽发生器、水泵、水蒸气压缩机、真空泵、蒸发器、回热器和监测组件；控制方法是在机组正常工作范围内，确定真空泵、节流装置、液位、水蒸气压缩机最优解，使机组的总输入功率最低的方法；本发明能够利用二氧化碳热泵压缩机排气温度高的特点，将表面加热蒸发与闪蒸相结合产生蒸汽，与传统空气源热泵蒸汽机相比，提高了蒸汽供应量，同时提高了系统能效，更加节能。

本发明授权一种跨临界二氧化碳空气源热泵蒸汽机组的控制方法在权利要求书中公布了：1.一种跨临界二氧化碳空气源热泵蒸汽机组的控制方法，其特征在于，采用一种跨临界二氧化碳空气源热泵蒸汽机组，包括应用在空气源热泵供热系统中的蒸汽发生器（9），所述蒸汽发生器（9）的顶部设有蒸汽出口（95），所述蒸汽发生器（9）的底部设有循环水出口（92），所述蒸汽发生器（9）的内部空间设有气体冷却器一（91）和喷淋装置（94），所述喷淋装置（94）安装在所述内部空间的上部，所述气体冷却器一（91）安装在所述喷淋装置（94）的喷孔下方，所述气体冷却器一（91）在所述蒸汽发生器（9）的壳体处设有气体出口和气体入口，所述内部空间的底部用于储液，还包括气体冷却器二（8），所述气体冷却器二（8）通过管道连接至所述气体出口或所述气体入口，所述气体冷却器二（8）通过管道连接至所述喷淋装置（94），用于补水和循环的管道连接至所述气体冷却器二（8），用于循环的管道的另一端连接至所述循环水出口（92），还包括水泵（10），所述水泵（10）设在所述气体冷却器二（8）和所述喷淋装置（94）之间的管道上，还包括真空泵（14），所述真空泵（14）连接至所述蒸汽发生器（9），还包括水蒸气压缩机（11），所述水蒸气压缩机（11）的入口通过管道连接至所述蒸汽出口（95），所述水蒸气压缩机（11）的出口通过管道连接至用户处，还包括补水阀（12）和循环水阀（13），所述循环水阀（13）安装在所述循环水出口（92）处的管道上，所述补水阀（12）安装在所述用于补水的管道上，四通换向阀包括a、b、c、d四个端口，a端通过管道连接至所述蒸汽发生器（9）的气体入口，b端通过管道连接至热泵压缩机（1），c端通过管道连接至气液分离器（7），气液分离器（7）用于分离二氧化碳气体并回流至热泵压缩机（1），d端通过管道连接至换热组件；制热时，所述a端和所述b端连通、所述c端和所述d端连通；除霜时，所述a端和所述c端连通、所述b端和所述d端连通，所述换热组件包括蒸发器（5）和回热器（3），所述回热器（3）通过管道与所述气体冷却器二（8）连接，所述回热器（3）通过管道与所述四通换向阀（2）d端连接，所述回热器（3）通过管道与所述蒸发器（5）连接，经所述蒸发器（5）后再通过管道连接至所述回热器（3），所述回热器（3）和所述蒸发器（5）之间的管道上设有节流装置（4），所述蒸发器（5）处设有风机（6），还包括监测组件，所述监测组件包括功率采集器（15）、压力传感器（96）、液位传感器（93）、温度传感器一（16）、温度传感器二（17）和温度传感器三（18），所述功率采集器（15）分别与所述热泵压缩机（1）、所述风机（6）、所述水泵（10）、所述水蒸气压缩机（11）和所述真空泵（14）连接，所述压力传感器（96）连接至所述蒸汽发生器（9）上，所述液位传感器（93）置于所述内部空间的底部并用于监测所述储液的液位，所述温度传感器一（16）设在所述气体冷却器二（8）连接所述喷淋装置（94）的出口处管道上，即安装在该管道的起始位置管外壁处，所述温度传感器二（17）设在所述热泵压缩机（1）连接的出口处管道上，所述温度传感器三（18）设在所述水蒸气压缩机（11）连接的出口处管道上； 所述控制方法包括以下步骤： S1、建立各设备的系统输入总功率函数W，设备包括水泵（10）、真空泵（14）、热泵压缩机（1）、水蒸气压缩机（11）和风机（6）； S2、启动上述各设备，设置蒸汽发生器（9）的液位最大值Hwsmax和最小值Hwsmin，设置水蒸气压缩机（11）的出口目标蒸汽温度Tss及回差温度ΔTs，设置蒸汽发生器（9）的内部空间的压力Ps及回差压力ΔP，设置热泵压缩机（1）的排气回差温度ΔTp，气体冷却器二（8）的出口热水回差温度ΔTw，热泵压缩机（1）的目标排气温度Tps与气体冷却器二（8）的出口目标水温Tws的差值ΔTwp； S3、设置蒸汽发生器（9）的内部空间的目标压力Ps，在设置范围由高到低划分为多个可控制目标压力点Ps1、Ps2、Ps3、…、Psi、…、Psn1≤i≤n，其中Ps1=0.1Mpa，Psn=0.05MPa； S4、将气体冷却器二（8）的出口目标水温Tws设置为Ps对应的饱和蒸汽温度； S5、根据气体冷却器二（8）的出口目标水温Tws计算热泵压缩机（1）的目标排气温度Tps，Tps=Tws+ΔTwp； S6、通过温度传感器一（16）、温度传感器二（17）、温度传感器三（18）监测各处温度，通过压力传感器（96）监测蒸汽发生器（9）的内部空间压力P，通过功率采集器（15）监测各设备的功率； S7、判断蒸汽发生器（9）内部压力P是否达到目标压力Ps，若Ps≥P+ΔP，则通过真空泵（14）加载，若Ps≤P-ΔP，则通过真空泵（14）减载，否则维持当前状态； S8、判断排气温度Tp是否达到目标排气温度Tps，若Tp≥Tps+ΔTp，则增大节流装置（4）的开度，若Tp≤Tps-ΔTp，则减小节流装置（4）的开度，否则维持当前状态； S9、判断液位高度Hw是否达到目标液位高度最大值Hwsmax或最小值Hwsmin，若Hw≥Hwsmax，则减小补水阀（12）的开度，若Hw≤Hwsmin则增大补水阀（12）的开度；若未达到Hwsmax或Hwsmin，则判断气体冷却器二（8）出口水温Tw是否达到目标水温Tws，若Tw≥Tws+ΔTw，则增大补水阀（12）的开度，若Tw≤Tws-ΔTw，则减小补水阀（12）的开度，否则维持当前状态； S10、判断水蒸气压缩机（11）出口蒸汽温度Ts是否达到目标蒸汽温度Tss，若Ts≥Tss+ΔTs，则水蒸气压缩机（11）减载，若Ts≤Tss-ΔTs，则水蒸气压缩机（11）加载，否则维持当前状态； S11、待机组运行稳定后，计算当前Psi对应的系统输入总功率W（Psi）； S12、判定是否满足i＞1，若不成立，令i=i+1、Ps=Psi，重复步骤S4~S11，直至i＞1，若WPsi＞WPsi-1，则确定Psi-1为蒸汽发生器（9）的最优目标压力，使得系统输入总功率最低；否则，令i=i+1、Ps=Psi，重复步骤S4~S11，直至WPsi＞WPsi-1，则确定Psi-1为蒸汽发生器（9）的最优目标压力，使得系统输入总功率W最低。

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