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跨臨界二氧化碳熱風(fēng)機(jī)及其性能優(yōu)化控制方法

314   編輯:管理員   來源:西安交通大學(xué)  
2024-03-12 17:30:20
權(quán)利要求書: 1.一種跨臨界二氧化碳熱風(fēng)機(jī)的性能優(yōu)化控制方法,其特征在于,所述跨臨界二氧化碳熱風(fēng)機(jī)采用兩級(jí)氣體冷卻器和中間回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)配置,第二級(jí)氣體冷卻器的熱負(fù)荷為第一級(jí)氣體冷卻器的三分之一,利用高壓側(cè)的熱量提高壓縮機(jī)的排氣溫度,實(shí)現(xiàn)在高環(huán)境溫度高出風(fēng)溫度的工況下生產(chǎn)熱風(fēng);所述性能優(yōu)化控制方法包括:第一步,在跨臨界二氧化碳熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)之后,根據(jù)設(shè)定出風(fēng)溫度和排氣壓力優(yōu)化公式計(jì)算排氣壓力優(yōu)化值;當(dāng)出風(fēng)溫度Tair,out小于75℃時(shí),排氣壓力優(yōu)化公式為:Popt=(0.189Tamb+60.118)(0.014Tair,out+14.819)(?0.007ηIHX+0.342)?254.546當(dāng)出風(fēng)溫度Tair,out大于等于75℃時(shí),排氣壓力優(yōu)化公式為:Popt=(0.312Tamb+14.531)(2.082Tair,out+7.153)(?0.008ηIHX+0.022)+25.752其中,Popt為排氣壓力優(yōu)化值,單位bar;Tamb為環(huán)境空氣溫度,單位℃;Tair,out為出風(fēng)溫度設(shè)定值,單位℃;ηIHX為回?zé)崞餍?,?jì)算公式為:其中,TL,in和TL,out為回?zé)崞鞯蛪簜?cè)的入口和出口制冷劑溫度,單位℃;TH,in為回?zé)崞鞲邏簜?cè)的制冷劑入口溫度,單位℃;第二步,基于計(jì)算得到的排氣壓力優(yōu)化值與實(shí)時(shí)測(cè)量排氣壓力,進(jìn)行電子膨脹閥開度控制;第三步,采用PID控制變頻風(fēng)機(jī),使得出風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的性能優(yōu)化控制方法,其特征在于,第三步中,出風(fēng)溫度PID控制采用的是差分法PID進(jìn)行控制,計(jì)算公式如下:其中,F(xiàn)(n)為變頻風(fēng)機(jī)的頻率,ΔT為當(dāng)前出風(fēng)溫度與設(shè)定出風(fēng)溫度的差值,n為運(yùn)算次數(shù),KP、KI和KD分別為比例調(diào)節(jié)系數(shù)、積分調(diào)節(jié)系數(shù)和微分調(diào)節(jié)系數(shù),取值分別為KP=10,KI=0.5,KD=3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的性能優(yōu)化控制方法,其特征在于,還包括以下步驟:第四步,當(dāng)系統(tǒng)未停機(jī)時(shí),延時(shí),然后返回第一步,進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)算控制循環(huán);性能優(yōu)化控制方法不斷循環(huán)運(yùn)行,直到跨臨界二氧化碳熱風(fēng)機(jī)停機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的性能優(yōu)化控制方法,其特征在于,所述一種跨臨界二氧化碳熱風(fēng)機(jī)包括:壓縮機(jī)、第一級(jí)氣體冷卻器、第二級(jí)氣體冷卻器、電子膨脹閥、蒸發(fā)器、回?zé)崞鳌庖悍蛛x器、變頻風(fēng)機(jī)和定頻風(fēng)機(jī);制冷劑側(cè)回路為:壓
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