间接复叠空气源热泵在铁路高寒地区建筑供暖中最优中间温度研究

针对单级空气源热泵高寒地区运行能效和供水温度低,以及直接复叠空气源热泵除霜困难的问题,对通过低环境温度空气源热泵机组与水源热泵间接复叠的系统供暖型式进行了阐述,对影响室外空气源热泵机组与室内水源热泵机组的因素进行了分析,指出环境温度依然是影响系统能效的首要因素,同时,为实现间接复叠热泵系统的能效最大,对最优中间耦合温度进行了计算。对某地区铁路工区的运行结果进行了分析,结果表明,最优中间耦合温度随环境温度的降低而降低;以最优中间耦合温度控制下的间接复叠热泵系统可以应用于我国高寒地区。

一种复叠式热泵中间温度的控制方法研究

极值搜索控制作为一种基于梯度信号调制解调的动态控制策略,可以在数学模型未知的情况下通过对控制量施加正弦信号,实时搜索系统目标参数对控制量的梯度,从而将系统控制在最佳状态运行。本文提出了通过寻求实时的最优中间温度来优化性能系数的极值搜索控制策略。基于Modelica建立了复叠式空气源热泵系统的动态模型,并用实验数据对复叠式空气源热泵系统模型进行了验证。在恒定和变工况运行条件下进行了仿真模拟,以验证所提策略的有效性。仿真结果表明:极值搜索控制在复叠式热泵系统中的应用策略是可行的,与无极值搜索控制方法的基准性能相比,采用极值搜索控制策略的平均COP提高了10.6%。而且极值搜索控制可以准确搜索恒定或外界温度变化时系统的最佳控制输出值;同时,极值搜索控制还可以成功地跟踪了实时温度变化,将中间温度控制到最优值。

基于GT-Suite仿真的双跨临界CO2并行系统性能分析及优化

能源危机和环境问题促使我国推进冷热能源供应方法改革,其中并行跨临界CO2制冷与热泵系统是近年间新兴的一种高性能解决方案。本文基于GT-Suite仿真平台,通过模拟和实验方法验证了跨临界CO2并行系统在冷热综合供应条件下的稳态性能与变工况条件下的实时优化方法。实验结果表明,实验工况下随着中间温度的上升,辅循环性能系数(COP)提升56.7%,主循环COP降低14.6%,系统整体COP表现出先上升再下降的趋势且存在一个最优值。通过极值搜索控制方法,在没有模型预测、实验标定的情况下即可完成系统内最优排气压力及最优中间温度的实时优化控制任务。

太阳能喷射-压缩复合制冷系统的实验及仿真

建立了太阳能喷射-压缩复合制冷系统的实验研究平台,基于EES软件程序进行系统稳态仿真,实验验证了仿真模拟程序的正确性,分析了不同发生温度、中间温度对系统性能的影响。研究表明,在中间温度和冷凝温度不变的情况下,随着发生温度的升高,总功率先降低后升高,系统EER先升高后降低;同时,系统COP呈先逐渐升高而后降低的趋势。在研究范围内,最优发生温度工作区域为78~80℃,此时,系统的总耗功量最小;最优中间温度工作区域为7~10℃,此时,系统制冷量达2 245 W,EER最高为3.39。

R134a/CO2复叠式空气源热泵系统仿真研究

在空调热泵领域,低温环境下普通空气源热泵效率低甚至无法正常工作,复叠式热泵系统虽然能解决空气源热泵的低温适应性,但是其制冷剂选择则是个大难题.通过Matlab/Simulink仿真模拟分析高温工质R134a,低温工质CO2的复叠式空气源热泵,分析其最优中间冷凝温度.结果表明,R134a/CO2复叠式空气源热泵的高温端冷凝温度为65℃,低温端蒸发温度为-30^-5℃.中间冷凝温度为15℃时系统COP较高.