二氧化碳跨臨界循環(huán)特性及系統(tǒng)控制研究.pdf

1、國內(nèi)外已有研究表明，同傳統(tǒng)制冷劑相比，二氧化碳在蒸發(fā)潛熱、比熱、動力粘度等物性上具有優(yōu)勢，采用二氧化碳作工質(zhì)的制冷循環(huán)在熱力特性等方面上比傳統(tǒng)制冷劑系統(tǒng)有更優(yōu)越的性能。 本文從二氧化碳跨臨界循環(huán)熱力學(xué)特性入手，采用coolpack軟件對基本理論循環(huán)進(jìn)行模擬，分析了循環(huán)COP受各運(yùn)行參數(shù)影響情況。 在分析循環(huán)特性的基礎(chǔ)上討論了利用膨脹機(jī)、兩級壓縮、旁通閥等方法對基本理論循環(huán)改進(jìn)后系統(tǒng)COP的變化情況。 文中對帶膨脹

2、機(jī)循環(huán)及兩級壓縮循環(huán)最優(yōu)壓力計算進(jìn)行分析。通過軟件模擬了兩種循環(huán)最優(yōu)壓力受系統(tǒng)各運(yùn)行參數(shù)的影響情況，根據(jù)所得模擬數(shù)據(jù)，擬合得到兩種循環(huán)最優(yōu)壓力計算關(guān)聯(lián)式。 由于在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行時，很難控制高壓壓力時刻處于最優(yōu)點(diǎn)，本文分析了在保證循環(huán)COP達(dá)到一定要求時，不同的運(yùn)行工況下，系統(tǒng)對最優(yōu)高壓控制精度的要求。 通過分析現(xiàn)有二氧化碳系統(tǒng)控制方案，借鑒傳統(tǒng)制冷劑系統(tǒng)控制措施，本文提出一種耦合式的二氧化碳跨臨界制冷系統(tǒng)控制方案。該方案同

3、時考慮了系統(tǒng)對循環(huán)最優(yōu)壓力和制冷量的控制需求，將壓縮機(jī)控制和電子膨脹閥控制通過數(shù)據(jù)擬合關(guān)聯(lián)起來，根據(jù)不同環(huán)境溫度調(diào)整系統(tǒng)控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)控制的同步性和穩(wěn)定性。 檢驗(yàn)控制方案優(yōu)劣，整定控制算法參數(shù)，均需建立系統(tǒng)動態(tài)仿真模型。本文在詳細(xì)分析二氧化碳跨臨界系統(tǒng)各部件動態(tài)響應(yīng)特性，參考現(xiàn)有制冷系統(tǒng)部件建模方式的基礎(chǔ)上，建立了適合于二氧化碳跨臨界系統(tǒng)控制研究用的部件動態(tài)仿真模型。 詳細(xì)分析了部件間的輸入輸出參數(shù)關(guān)系，建立起系統(tǒng)