雙級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，蒸發(fā)溫度下降，壓縮機壓比變大，從而存在制熱量衰減、性能下降，甚至不能正常運行的問題。雙級壓縮循環(huán)是改善空氣源熱泵低溫性能的一種有效技術(shù)措施。雙級壓縮循環(huán)將一個壓縮過程分為兩個階段完成，單個階段壓比較小，單個壓縮機均在允許的壓比范圍內(nèi)運行。而且通過使用級間結(jié)構(gòu)可以進一步降低系統(tǒng)節(jié)流及過熱損失，提升系統(tǒng)性能。然而，采用兩個壓縮機的雙級壓縮系統(tǒng)復(fù)雜，現(xiàn)有的研究

2、主要針對在不同工況下系統(tǒng)性能的實驗研究，以及中間噴射對系統(tǒng)性能的影響。關(guān)于運行過程中兩個壓縮機的輸氣量比對系統(tǒng)性能的研究較少，且缺少對不同工況下最優(yōu)的壓縮機頻率隨工況關(guān)系變化特點的研究。這些問題有待進一步探索，以促進雙級壓縮空氣源熱泵盡快實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。
　　本文主要針對這些問題，建立雙級壓縮熱泵系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，使用實驗數(shù)據(jù)對模型進行驗證，分析高低壓機輸氣量比對系統(tǒng)性能的影響，建立系統(tǒng)優(yōu)化運行控制方法。首先建立了以過冷器為級間結(jié)構(gòu)的

3、雙級壓縮熱泵系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)仿真模型。其中壓縮機模型考慮壓縮機在任意頻率下的容積效率及電效率。然后基于已有的實驗臺，利用大量實驗數(shù)據(jù)驗證數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明本文采用的模型具有良好的性能，計算結(jié)果與實測數(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)實際運行系統(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)低壓機頻率與乙二醇溶液進口溫度近似呈線性的變化;實際運行最優(yōu)中間壓力高