近日，中國科學院廣州能源研究所儲能技術研究室馮自平團隊在燃氣熱泵控制技術方面取得新突破。他們提出一種燃氣熱泵（Gas Engine-driven Heat Pump，GHP）嵌入式控制系統，用于監控燃氣熱泵冷熱水機組。相關研究發表于International Journal of Refrigeration。
GHP是天然氣發動機驅動的先進熱泵系統，單一系統可提供制冷、供暖及生活熱水等多種用能需求，實現能源的梯級高效利用，是符合“雙碳”背景下的先進低碳節能技術，其中GHP控制系統是其核心組成部分。
文章詳細介紹了控制系統架構以及各功能模塊，闡述了GHP控制器如何與發動機ECU實時可靠通訊，進而實現發動機轉速、啟停等控制。由于外部環境和熱負荷的不斷變化，GHP系統具有滯后、非線性和時變特點，需要實時調整發動機檔位，通過精細化控制實現GHP系統的出水溫度快速逼近并穩定在目標值。文章通過制冷和制熱實驗，也討論了基于該控制系統的GHP系統的運行特性。
該研究結果表明，通過主控制器對發動機轉速和蒸發器過熱進行雙閉環控制，可以保證GHP冷熱水機組出水溫度的穩定性和準確性。在制熱模式下，隨著發動機轉速從1200 rpm逐漸增加到2400 rpm，熱泵的制熱能力從42.37千瓦增加到75.2千瓦，而GHP系統的制熱能力則從56.18千瓦增加到105.87千瓦。發動機的廢熱回收顯著提高了系統供熱能力和一次能源利用率。
據介紹，對GHP的控制系統和運行特性的研究有助于大幅提高GHP系統的性能。