兼顾供热性能和除霜时间的空气源热泵除霜控制研究

发布时间：2017-03-18 10:00

  本文关键词：兼顾供热性能和除霜时间的空气源热泵除霜控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：空气源热泵在冬季制热运行时,室外翅片管换热器存在结霜问题。结霜使得流经换热器的空气流量减小,空气与换热器之间的换热热阻增大,蒸发温度下降,最终导致机组运行效率降低甚至影响机组运行安全,需适时进行除霜。本文针对现有除霜控制所存在的易误除霜及无法兼顾机组效率等不足,提出了一种兼顾机组供热性能及其除霜时间,实现机组综合性能最佳的除霜控制方法。该除霜控制方法以机组运行周期性能评价系数COP。最大为目标,获得机组最佳除霜起始时间作为除霜控制依据。为此,通过建立空气源热泵结霜/除霜数学模型,并构建出空气源热泵冷热水机组实验系统,模拟与实验研究了空气源热泵机组在标准结霜工况(干球温度2℃,湿球温度1℃)下的结霜/除霜性能,获得了结霜/除霜过程中压缩机功率、制热量、吸气温度/压力、排气温度/压力及霜层生长的变化规律,揭示出结霜时间对机组运行周期性能评价系数COP。的影响规律,最终获得以机组COP。最大为目标的最佳除霜起始时间。同时,针对不同环境工况对机组最佳除霜起始时间的影响,通过改变翅片管换热器进口空气参数,进一步研究了各种工况下机组的最佳除霜起始时间,获得了不同环境温度和湿度下机组最佳除霜起始时间的变化规律,实验结果表明该种除霜控制方法在各种热泵运行工况下都具有较好的性能。基于对空气源热泵机组最佳除霜起始时间的研究,借助空气源热泵结霜/除霜模型,本文形成了一种以机组综合性能最佳为目标的除霜控制策略。通过实时检测机组运行工况和运行状态,并由空气源热泵机组模型进行模拟计算,得出当前工况下机组最佳除霜起始时间。该除霜控制方法能够准确判断室外翅片管换热器上霜层生长情况,避免机组运行工况恶化,保证机组较高运行效率。
【关键词】：除霜控制 空气源热泵 结霜 模型 效率
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU83
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景和意义9
• 1.1.1 课题研究的背景9
• 1.1.2 课题研究的意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 除霜控制方法的研究9-11
• 1.2.2 空气源热泵系统模型的研究11-12
• 1.2.3 除霜方式的研究12-13
• 1.3 本文主要研究内容13-14
• 第二章 空气源热泵冷热水机组模型的建立14-23
• 2.1 压缩机模型14-15
• 2.2 节流阀模型15-16
• 2.3 蒸发器模型16-21
• 2.3.1 结霜模型16-18
• 2.3.2 除霜模型18-21
• 2.4 冷凝器模型21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 空气源热泵冷热水机组实验系统的构建23-28
• 3.1 空气源热泵冷热水机组实验系统23-27
• 3.1.1 空气源热泵冷热水机组热泵系统24-25
• 3.1.2 空气源热泵冷热水机组测量系统25-27
• 3.2 实验工况27
• 3.3 本章小结27-28
• 第四章 空气源热泵综合性能最佳的除霜控制研究28-39
• 4.1 空气源热泵最佳除霜起始时间的确定28-29
• 4.2 标准结霜工况下空气源热泵最佳除霜起始时间的研究29-36
• 4.2.1 机组结霜120min系统主要参数变化规律29-33
• 4.2.2 标准结霜工况下下机组最佳除霜起始时间33-36
• 4.3 以空气源综合性能最佳为目标的除霜控制策略36-38
• 4.3.1 空气源热泵除霜控制测点的布置36-37
• 4.3.2 空气源热泵除霜控制步骤37-38
• 4.4 本章小结38-39
• 第五章 不同工况对空气源热泵最佳除霜起始时间的影响39-54
• 5.1 不同进风温度对机组最佳除霜起始时间的影响39-47
• 5.1.1 进风温度3℃时机组的最佳除霜起始时间39-41
• 5.1.2 进风温度0℃时机组的最佳除霜起始时间41-44
• 5.1.3 进风温度-3℃时机组的最佳除霜起始时间44-47
• 5.1.4 不同进风温度对机组最佳除霜起始时间的影响47
• 5.2 不同进风湿度对机组最佳除霜起始时间的影响47-53
• 5.2.1 进风相对湿度75%时机组的最佳除霜起始时间47-50
• 5.2.2 进风相对湿度95%时机组的最佳除霜起始时间50-52
• 5.2.3 不同进风湿度对机组最佳除霜起始时间的影响52-53
• 5.3 本章小结53-54
• 第六章 结论与展望54-56
• 6.1 研究结论54-55
• 6.2 工作展望55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60
• 硕士在读期间发表论文及其他成果60

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