基于模型的吸收式制冷系统的优化控制

发布时间：2017-07-14 15:23

  本文关键词：基于模型的吸收式制冷系统的优化控制

  更多相关文章： 吸收式制冷 混合模型 参数辨识 粒子群优化

【摘要】：吸收式制冷系统是一个复杂、非线性、多变的系统。随着分布式能源市场的扩大,吸收式制冷系统因其具有能源适应性强等优点,再次成为人们关注的焦点。但它仍存在热源利用效率低、难以充分利用等技术难题。本文主要对吸收式制冷系统的建模仿真以及优化运行方案进行研究。本文的具体工作包括：首先,对吸收式制冷系统优化的必要性进行了分析,在分析各部件的内部机理的基础上,将部件的几何尺寸、热交换系数等信息集中在几个常数参数中；将对系统影响较大的、容易测量、易于控制的变量作为模型的输入/输出变量；根据能量和质量守恒,建立制冷系统各部件由输入和输出变量组成的混合模型。其次,在实验室搭建的制冷系统实验平台上,采集稳态的实验数据,利用非线性最小二乘法(L-M法)对模型中的参数进行辨识,完善各部件的模型；将各模型计算得出的换热量和实验获得的换热量进行比较,来验证模型的有效性。然后,为了对制冷系统进行优化分析,利用TRNSYS软件建立制冷系统的仿真平台。先对影响系统性能的各变量进行分析,给出系统的优化目标函数的数学表达式；再根据系统中组件间的相互影响和物理约束,分析优化问题的约束条件。最后,以制冷系统性能系数最大为优化目标,以各部件的混合模型作为等式约束条件,以过热度和系统中溶液的质量流量为边界约束条件,利用罚函数对约束条件进行处理,采用粒子群算法对整个制冷系统进行全局优化,对比优化前后系统的运行结果。通过仿真实验表明,本文采用的混合模型充分利用了理论模型和经验模型的优点,模型十分简单,能准确的对部件性能进行预测,适用于对系统进行实时控制。本文所提出的优化方法改善了系统的整体性能,减少系统的能量损耗。
【关键词】：吸收式制冷 混合模型 参数辨识 粒子群优化
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 吸收式制冷系统概述11-12
• 1.3 吸收式制冷技术发展及研究现状12-14
• 1.3.1 吸收式制冷工质对12-13
• 1.3.2 吸收式制冷系统建模仿真13-14
• 1.4 本课题研究的主要内容14-16
• 第2章 粒子群算法的理论基础16-22
• 2.1 粒子群优化算法概述16-17
• 2.2 粒子群优化算法运算过程17-18
• 2.3 粒子群优化算法的参数控制18-19
• 2.4 粒子群优化算法约束条件的处理方法19-20
• 2.5 粒子群优化算法的优点20-21
• 2.6 本章小结21-22
• 第3章 吸收式制冷系统组件的混合建模22-40
• 3.1 冷凝器模型22-25
• 3.1.1 冷凝器模型概述22
• 3.1.2 冷凝器工作原理22-24
• 3.1.3 冷凝器模型的建立24-25
• 3.2 蒸发器模型25-29
• 3.2.1 蒸发器模型概述25-26
• 3.2.2 蒸发器工作原理26-28
• 3.2.3 蒸发器模型的建立28-29
• 3.3 吸收器模型29-34
• 3.3.1 吸收器模型概述29-30
• 3.3.2 吸收器工作原理30-32
• 3.3.3 吸收器模型的建立32-34
• 3.4 电子膨胀阀模型34-35
• 3.5 溶液热交换器模型35-36
• 3.6 发生器模型36-38
• 3.7 溶液泵38-39
• 3.8 本章小结39-40
• 第4章 吸收式制冷系统组件模型的验证40-49
• 4.1 Levenberg-Marquardt法40
• 4.2 制冷系统实验平台介绍40-43
• 4.2.1 实验参数测量与采集41-42
• 4.2.2 实验步骤42-43
• 4.3 蒸发器模型辨识及验证43-45
• 4.4 冷凝器模型辨识及验证45-46
• 4.5 其他部件模型的辨识及验证46-48
• 4.6 本章小结48-49
• 第5章 吸收式制冷循环的系统优化49-61
• 5.1 模型中参数的耦合关系49-51
• 5.2 系统优化问题的描述51-54
• 5.2.1 系统优化的目标函数51
• 5.2.2 系统优化的约束条件51-54
• 5.3 系统采用的优化算法54-56
• 5.4 系统的优化结果56-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第6章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况68-69
• 附录69-73

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 张东;孔祥强;;空调系统冷凝器稳态分布参数模型与仿真[A];山东土木建筑学会建筑热能动力专业委员会第十二届学术交流大会论文集[C];2008年

，

本文编号：541635