雙級(jí)壓縮空氣源熱泵系統(tǒng)供熱性能模擬優(yōu)化.pdf

1、空氣源熱泵使用室外空氣作為熱源，是一種較為靈活的采暖方式。然而當(dāng)室外空氣溫度降低時(shí)，蒸發(fā)溫度下降，壓縮機(jī)壓比變大，從而存在制熱量衰減、性能下降，甚至不能正常運(yùn)行的問(wèn)題。雙級(jí)壓縮循環(huán)是改善空氣源熱泵低溫性能的一種有效技術(shù)措施。雙級(jí)壓縮循環(huán)將一個(gè)壓縮過(guò)程分為兩個(gè)階段完成，單個(gè)階段壓比較小，單個(gè)壓縮機(jī)均在允許的壓比范圍內(nèi)運(yùn)行。而且通過(guò)使用級(jí)間結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步降低系統(tǒng)節(jié)流及過(guò)熱損失，提升系統(tǒng)性能。然而，采用兩個(gè)壓縮機(jī)的雙級(jí)壓縮系統(tǒng)復(fù)雜，現(xiàn)有的研究

2、主要針對(duì)在不同工況下系統(tǒng)性能的實(shí)驗(yàn)研究，以及中間噴射對(duì)系統(tǒng)性能的影響。關(guān)于運(yùn)行過(guò)程中兩個(gè)壓縮機(jī)的輸氣量比對(duì)系統(tǒng)性能的研究較少，且缺少對(duì)不同工況下最優(yōu)的壓縮機(jī)頻率隨工況關(guān)系變化特點(diǎn)的研究。這些問(wèn)題有待進(jìn)一步探索，以促進(jìn)雙級(jí)壓縮空氣源熱泵盡快實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。
　　本文主要針對(duì)這些問(wèn)題，建立雙級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，分析高低壓機(jī)輸氣量比對(duì)系統(tǒng)性能的影響，建立系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行控制方法。首先建立了以過(guò)冷器為級(jí)間結(jié)構(gòu)的

3、雙級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)仿真模型。其中壓縮機(jī)模型考慮壓縮機(jī)在任意頻率下的容積效率及電效率。然后基于已有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，利用大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明本文采用的模型具有良好的性能，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合較好，能夠反映系統(tǒng)性能變化規(guī)律。其次，將仿真模型用于系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)性能優(yōu)化。以制熱COP最大為目標(biāo)，得出不同工況下低壓壓縮機(jī)最優(yōu)頻率及其它參數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，最優(yōu)低壓機(jī)頻率與乙二醇溶液進(jìn)口溫度近似呈線性的變化;實(shí)際運(yùn)行最優(yōu)中間壓力高