直膨式太阳能热泵热水器微型控制系统的单片机设计

阐述了一种基于Renesas单片机的直膨式太阳能热泵热水器中央控制器的硬件设计和软件算法设计.硬件设计着重于系统的功能性和可靠性;控制算法以太阳辐射强度变化和过热度偏差变化为输入量,以电子膨胀阀开度变化以及变频器运行频率为输出量,在安全运行的前提下保持较低的过热度,最大限度地利用蒸发器的面积,有效地管理压缩机运行,实现压缩机容量调节,使系统得到合理匹配及稳定运行.     

低温余热发电系统板式蒸发器过热度控制策略研究

板式蒸发器过热度是低温余热发电系统中的重要参数,以低沸点有机物R600a为循环工质,结合200℃以下的低温热源进行研究。首先介绍了过热度控制理论及其控制策略,结合异步电机矢量控制方法,进行了Simulink仿真验证。以低温余热发电系统平台实验,通过热源变化引起的系统过热度的动态响应分析,验证了过热度作为控制对象的可行性。     

变工况下超超临界机组抽汽过热度利用方案的比较分析

针对大型超超临界机组热力系统回热抽汽过热度偏高的问题,研究了变工况条件下超超临界机组回热系统抽汽过热度的变化特点,并且对外置式蒸汽冷却器和回热式小汽轮机两种过热度利用方案的热力性能及节能效果进行了比较和分析。结果表明:外置式蒸汽冷却器方案和回热式小汽轮机方案在各种工况均能有效地降低超超临界发电机组的抽汽过热度,降低机组煤耗;回热小汽机方案可以同时降低多级抽汽过热度,因而其节能效果要好于一级外置式蒸汽冷却器的过热度利用方案,在设计工况下回热小汽机方案可节能1.34g/(k W·h),约为外置式蒸汽冷却器方案的2倍;当负荷降低时,外置式蒸汽冷却器方案的节能效果略有增强,而回热式小汽轮节能效果则明显降低,两方案节能效果相接近。     

燃气机热泵改变制冷剂流量的增益调度控制

燃气机热泵可以通过改变燃气机转速调节系统容量,系统容量的调节和压缩机转速的变化,需要电子膨胀阀调节制冷剂流量与之相匹配。采用实验方法建立蒸发器过热度模型,通过理论分析和实验测试,研究了燃气机热泵系统变转速调节和当过热度设定值改变时蒸发器过热度的控制策略。提出采用增益调度控制策略实现蒸发器过热度的控制,实验结果表明:改变燃气机转速时,过热度控制比较精确,波动范围在±0.5℃以内;过热度设定值改变时,最大超调量小于2℃,过热度响应速度快,具有很好的动态响应特性,达到稳态的时间不超过200 s。     

基于粒子群算法的二次再热机组过热度利用研究

为了进一步利用过热度以提高机组的循环效率,提出了抽汽级数为k的BEST过热度利用方案,并引入自适应粒子群算法(AWPSO)对回热系统进行优化。实验结果表明:相对于原系统,BEST进一步降低了过热度;AWPSO算法收敛及稳定性好,优化结果优于其他算法,优化后循环效率提高0.711 6%;BEST系统受k值和BEST效率影响较大,采用自适应粒子群算法(AWPSO)优化后,效率随BEST汽轮机效率升高,循环效率也逐步提高,并根据BEST小汽轮机效率的不同,BEST小汽轮机抽汽级数应设计为3级或4级。     

低温过热有机朗肯循环工质筛选及参数优化

以低温烟气余热驱动的内回热有机朗肯(organic Rankine cycles,ORC)系统为例,分析系统净输出功、透平膨胀比、热效率、热回收率、损失、效率以及比净功等热力性能评价指标随蒸发温度和过热度的变化规律,确定系统最佳工质及最优蒸发温度和过热度。提出用预热系数、潜热系数、过热系数与内回热系数解释系统热效率随工质临界温度变化的原因。研究结果表明:随蒸发温度升高,系统净输出功先增大后减小,热回收率和总损减小,透平膨胀比、热效率和效率增大。适当过热对于ORC系统十分重要,不仅能降低透平膨胀比,提高系统运行稳定性,还可减小系统总损,提高系统效率,增大工质比净功。经对比发现,丁烷为适合该文所选热源的最佳工质,在蒸发温度为100℃、过热度为5℃工况下能取得最佳热力性能。     

电子膨胀阀对蒸发器出口过热度的控制改进研究

针对汽车空调温度控制系统中非线性变化、惯性大等特点,采用参数自整定模糊PID控制策略应用于电子膨胀阀对蒸发器过热度控制,以提高其控制性能。通过在MATLAB/simulink中建立仿真模型,与常规PID算法控制器做了对比研究。结果表明,采用优化后的控制器能有效地解决调节过热度过程中出现的超调、振荡等问题。该研究对使用电子膨胀阀调节蒸发器出口过热度的控制器设计及调试有一定的指导意义。     

变流量制冷系统循环性能稳定性的实验研究

针对变制冷剂流量(Variable Refrigerant Flow,VRF)空调系统中过热度、制冷量及性能系数(Coefficient of Performance,COP)等参数的不稳定现象,利用R32变流量制冷循环实验台,研究过热度振荡对系统参数稳定性的影响。结果表明:随着系统内制冷剂流量的增加,蒸发器内制冷剂流型迅速变化,引起换热方式的交替,过热度进入最小稳定过热度线(Minimal Stable Superheat,MSS)的不稳定区间,从而产生了过热度振荡;当过热度处于不同运行频率下的最小稳定点时,系统性能达到最佳,控制难度得到优化;系统定压比运行下,频率的增大对压缩机耗功有更直接的影响,因而导致COP与频率成反比。     

车用柴油机有机朗肯循环余热回收系统性能计算研究

以某车用柴油机排气余热为研究对象,建立有机朗肯循环(ORC)余热回收系统热力学模型,分析主要设计参数包括对ORC余热回收系统性能有影响的蒸发压力、冷凝压力、蒸发器出口工质过热度、冷凝器出口工质过冷度等,通过自编程序计算研究了工质流量、系统热效率等系统性能参数的变化规律。研究结果表明:提高系统的蒸发压力,降低冷凝压力有利于提高系统的性能;对于R123工质,过热度增加对系统的性能影响不大,而对于乙醇工质,过热度增加有利于系统效率提高;冷凝器出口工质过冷度的增加给循环性能带来不利影响。     

VRF制冷系统变吸气状态下频率与阀开度的同步调节

针对变流量制冷(Variable Refrigerant Flow,VRF)系统变吸气状态下带液量的精确控制以及控制元件所引起的滞后或超调现象,以变频滚动转子式制冷系统为研究对象,分别通过恒定频率不同阀开度与恒定阀开度不同频率两个实验,建立其单独控制下的拟合模型,得到其在不同工况下的同步控制方法。结果表明:过热度随阀开度的增大而减小,在过热度为6 K以下,即阀开度为27.8%～30%时,过热度控制难度上升,提高冷冻水温度可改善这一状况;过热度随频率的降低而减小,在过热度为5 K以下,即频率为44.5～46.5 Hz时,控制难度上升;吸气干度随阀开度增大而下降,随频率降低而减小;在某一工况下,以系统质量流量为控制目标,可以拟合得到频率与阀开度的关系式,实现同步控制,在变吸气状态可以精确控制吸气干度,不损坏压缩机,并使系统迅速达到稳定状态。