寒区空气源热泵供暖系统变流量控制策略研究
发布时间：2021-04-10 11:34
随着“按需供热”理念的推行,用户末端设备安装温控器以实现供热量的调节,末端调控导致输配侧变流量,因此以空气源热泵机组为热源的一次泵变流量系统逐步得到应用。然而在实际应用过程中,缺乏对空气源热泵变流量系统的理论研究,本文通过理论分析和仿真模拟对寒区空气源热泵供暖系统变流量控制策略进行研究。本文首先对空气源热泵变流量系统进行了理论分析,涉及到空气源热泵变流量系统的系统型式和工作原理、水泵变速调节控制方法和对应的末端流量调节方式、压差旁通控制方法、不同末端流量调节方式对空气源热泵机组供回水参数的影响和空气源热泵变流量系统的全面水力平衡。在压差旁通控制方法中,旁通支路采用电磁阀和压差旁通阀的组合形式,可以保证热泵机组的最小允许流量。为了研究变流量对热泵机组性能的影响,本文建立了变频空气源热泵机组仿真模型,在管壳式冷凝器仿真模型中,分别建立了温差控制变流量仿真模型、压差控制变流量仿真模型和定流量仿真模型,其中定流量仿真模型为对比模型,以研究温差控制变流量和压差控制变流量对变频空气源热泵机组性能的影响。考虑热泵机组台数变化对水泵控制曲线的影响,本文建立了空气源热泵变流量系统管网模型,研究基于压差控...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
制热量1Q的样本值和仿真模拟值的对比
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-30-缩机吸气过热度均为定值，且仿真模型忽略了辅助设备的影响以及系统运行过程中的不可逆损失，因此仿真模型与实际系统存在差异在所难免。图3-10COP的样本值和仿真模拟值的对比热泵机组的仿真模拟值与样本值变化趋势相对一致，且相对误差在可接受范围内，因此模型可以对空气源热泵机组进行仿真模拟。3.4热泵机组仿真结果与分析3.4.1温差控制变流量仿真结果与分析在温差控制变流量仿真模型中，管壳式冷凝器的供水温度gt为45℃、回水温度ht为40℃，供回水温差为5℃，热水体积流量G为待定值。翅片管蒸发器的迎面风速av为2.5m/s，空气的入口温度a1t为室外空气温度at。影响热泵机组性能的参数有室外空气温度at和压缩机频率f。由图3-11可知，在室外空气温度at一定时，随着压缩机频率f的增加，热泵机组制热量1Q逐渐增加，室外空气温度at越高，热泵机组制热量1Q的增加速度越快；在压缩机频率f一定时，随着室外空气温度at的增加，热泵机组制热量1Q逐渐增加，且压缩机频率f的影响更加显著。由图3-12可知，在室外空气温度at一定时，随着压缩机频率f的增加，热泵机组压缩机功率W呈现“S”形增加，在低频和高频段增加速度较快，在中频段增加速度较慢；在压缩机频率f一定时，随着室外空气温度at的增加，热泵机组压缩机功率W逐渐增加，且增加幅度不大。由图3-13可知，在室外空气温度at一定时，随着压缩机频率f的增加，热泵机组COP先增加后减小，COP峰值出现在压缩机频率f为60Hz~70Hz之间；在压缩
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-31-机频率f一定时，随着室外空气温度at的增加，热泵机组COP逐渐增加，且室外空气温度at的影响更加显著。图3-11热泵机组制热量1Q随at和f的变化曲线图图3-12热泵机组压缩机功率W随at和f的变化曲线图温差控制保证了热泵机组供回水温差为5℃，因此热泵机组制热量1Q与热水体积流量G成正比关系，而热泵机组制热量1Q是室外空气温度at和压缩机频率f的函数，因此热水体积流量G是室外空气温度at和压缩机频率f的函数。aG=Gt、f(3-25)在温差控制变流量仿真模型中，为保证热泵机组制热量1Q与建筑热负荷Q相匹配，输配侧采用温差控制变频水泵频率pumpf以控制热水体积流量G，而热泵机
【参考文献】：
期刊论文
[1]变流量空调水系统稳定性的定量评价[J]. 孟庆龙,王文强,郭雪丽,常赛南,谷雅秀. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2019(03)
[2]北京某教学楼空气源热泵供暖系统现场实验[J]. 周超辉,傅旭辉,倪龙,姚杨,王军,黄勇,刘东. 制冷学报. 2018(05)
[3]用户侧变流量运行空气源热泵供暖技术经济性[J]. 宋小曼,杨丽,王伟洁. 煤气与热力. 2018(10)
[4]以空气源热泵为热源的农村住宅供暖系统控制策略动态仿真[J]. 李连众,侯家涛. 区域供热. 2018(05)
[5]陕南地区空气源热泵低温热水地板辐射供暖系统运行方式研究[J]. 南倩,闫增峰. 建筑与文化. 2018(08)
[6]空气源热泵供暖系统用户侧变流量运行特性[J]. 宋小曼,杨丽,王伟洁. 煤气与热力. 2018(05)
[7]传递函数辨识（1）:阶跃响应两点法和三点法[J]. 丁锋,徐玲,刘喜梅. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(01)
[8]寒冷地区低温空气源热泵辐射供暖实验研究[J]. 王林军,刘伟,张东,高章维,门静. 甘肃科学学报. 2016(01)
[9]基于MATLAB仿真的数字PID控制器设计方法[J]. 张策. 森林工程. 2015(06)
[10]直流变速补气增焓热泵系统在低温制热中的试验研究[J]. 苏梅,衣永海,苗畅新,刘光华,吴剑光. 制冷与空调. 2015(09)
博士论文
[1]基于时滞辨识的中央空调系统建模及优化控制研究[D]. 赵志达.西南交通大学 2019
硕士论文
[1]空气源热泵辐射供暖系统控制运行策略模拟研究[D]. 姜镀辉.青岛理工大学 2018
[2]寒区空气源热泵供暖系统现场试验研究[D]. 傅旭辉.哈尔滨工业大学 2018
[3]重庆地区居住建筑毛细管网地板辐射供暖性能和运行模式研究[D]. 吴璇.重庆大学 2018
[4]R290空气源热泵热水器的仿真与实验研究[D]. 孙成龙.南京理工大学 2016
[5]PID控制器参数整定方法研究及其应用[D]. 叶政.北京邮电大学 2016
[6]变流量水系统平衡控制策略研究[D]. 刘万龙.青岛理工大学 2014
[7]并联水泵变频运行的效率保障技术研究[D]. 孟娜.哈尔滨工业大学 2013
[8]低温热水地板辐射采暖的传热模拟[D]. 施婕妤.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3129563
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
制热量1Q的样本值和仿真模拟值的对比
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-30-缩机吸气过热度均为定值，且仿真模型忽略了辅助设备的影响以及系统运行过程中的不可逆损失，因此仿真模型与实际系统存在差异在所难免。图3-10COP的样本值和仿真模拟值的对比热泵机组的仿真模拟值与样本值变化趋势相对一致，且相对误差在可接受范围内，因此模型可以对空气源热泵机组进行仿真模拟。3.4热泵机组仿真结果与分析3.4.1温差控制变流量仿真结果与分析在温差控制变流量仿真模型中，管壳式冷凝器的供水温度gt为45℃、回水温度ht为40℃，供回水温差为5℃，热水体积流量G为待定值。翅片管蒸发器的迎面风速av为2.5m/s，空气的入口温度a1t为室外空气温度at。影响热泵机组性能的参数有室外空气温度at和压缩机频率f。由图3-11可知，在室外空气温度at一定时，随着压缩机频率f的增加，热泵机组制热量1Q逐渐增加，室外空气温度at越高，热泵机组制热量1Q的增加速度越快；在压缩机频率f一定时，随着室外空气温度at的增加，热泵机组制热量1Q逐渐增加，且压缩机频率f的影响更加显著。由图3-12可知，在室外空气温度at一定时，随着压缩机频率f的增加，热泵机组压缩机功率W呈现“S”形增加，在低频和高频段增加速度较快，在中频段增加速度较慢；在压缩机频率f一定时，随着室外空气温度at的增加，热泵机组压缩机功率W逐渐增加，且增加幅度不大。由图3-13可知，在室外空气温度at一定时，随着压缩机频率f的增加，热泵机组COP先增加后减小，COP峰值出现在压缩机频率f为60Hz~70Hz之间；在压缩
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-31-机频率f一定时，随着室外空气温度at的增加，热泵机组COP逐渐增加，且室外空气温度at的影响更加显著。图3-11热泵机组制热量1Q随at和f的变化曲线图图3-12热泵机组压缩机功率W随at和f的变化曲线图温差控制保证了热泵机组供回水温差为5℃，因此热泵机组制热量1Q与热水体积流量G成正比关系，而热泵机组制热量1Q是室外空气温度at和压缩机频率f的函数，因此热水体积流量G是室外空气温度at和压缩机频率f的函数。aG=Gt、f(3-25)在温差控制变流量仿真模型中，为保证热泵机组制热量1Q与建筑热负荷Q相匹配，输配侧采用温差控制变频水泵频率pumpf以控制热水体积流量G，而热泵机
【参考文献】：
期刊论文
[1]变流量空调水系统稳定性的定量评价[J]. 孟庆龙,王文强,郭雪丽,常赛南,谷雅秀. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2019(03)
[2]北京某教学楼空气源热泵供暖系统现场实验[J]. 周超辉,傅旭辉,倪龙,姚杨,王军,黄勇,刘东. 制冷学报. 2018(05)
[3]用户侧变流量运行空气源热泵供暖技术经济性[J]. 宋小曼,杨丽,王伟洁. 煤气与热力. 2018(10)
[4]以空气源热泵为热源的农村住宅供暖系统控制策略动态仿真[J]. 李连众,侯家涛. 区域供热. 2018(05)
[5]陕南地区空气源热泵低温热水地板辐射供暖系统运行方式研究[J]. 南倩,闫增峰. 建筑与文化. 2018(08)
[6]空气源热泵供暖系统用户侧变流量运行特性[J]. 宋小曼,杨丽,王伟洁. 煤气与热力. 2018(05)
[7]传递函数辨识（1）:阶跃响应两点法和三点法[J]. 丁锋,徐玲,刘喜梅. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(01)
[8]寒冷地区低温空气源热泵辐射供暖实验研究[J]. 王林军,刘伟,张东,高章维,门静. 甘肃科学学报. 2016(01)
[9]基于MATLAB仿真的数字PID控制器设计方法[J]. 张策. 森林工程. 2015(06)
[10]直流变速补气增焓热泵系统在低温制热中的试验研究[J]. 苏梅,衣永海,苗畅新,刘光华,吴剑光. 制冷与空调. 2015(09)
博士论文
[1]基于时滞辨识的中央空调系统建模及优化控制研究[D]. 赵志达.西南交通大学 2019
硕士论文
[1]空气源热泵辐射供暖系统控制运行策略模拟研究[D]. 姜镀辉.青岛理工大学 2018
[2]寒区空气源热泵供暖系统现场试验研究[D]. 傅旭辉.哈尔滨工业大学 2018
[3]重庆地区居住建筑毛细管网地板辐射供暖性能和运行模式研究[D]. 吴璇.重庆大学 2018
[4]R290空气源热泵热水器的仿真与实验研究[D]. 孙成龙.南京理工大学 2016
[5]PID控制器参数整定方法研究及其应用[D]. 叶政.北京邮电大学 2016
[6]变流量水系统平衡控制策略研究[D]. 刘万龙.青岛理工大学 2014
[7]并联水泵变频运行的效率保障技术研究[D]. 孟娜.哈尔滨工业大学 2013
[8]低温热水地板辐射采暖的传热模拟[D]. 施婕妤.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3129563
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