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燃气机热泵流量控制系统的研究

张金亮  
【摘要】: 燃气机热泵是指由燃气驱动燃气发动机,带动制冷压缩机的一种高效节能空调热泵装置。鉴于热力膨胀阀对燃气机热泵变容量调节特性的不适应性,本文应用电子膨胀阀对燃气机热泵系统流量调节进行了理论与实验研究。完成了以可编程控制器(PLC)为中央控制器的燃气机热泵控制系统,以及系统流量调节程序的编制工作。具体来说,主要包括以下内容: 通过对原有应用热力膨胀阀的燃气机热泵系统的理论分析和实验研究,分析并通过实验证明了电子膨胀阀快速适应燃气机热泵系统变容量调节的特性,有利于系统的优化运行。在此研究的基础上,分析了燃气机热泵控制系统工作原理,提出了机组控制策略,并实现了控制系统硬件的安装和调试。 运用实验方法,对蒸发器—电子膨胀阀系统的动态特性进行研究,指出燃气机转速和电子膨胀阀开度是影响系统特性的主要因素。通过阶跃响应实验法,利用最小二乘法建立燃气机热泵蒸发器—电子膨胀阀系统的过热度响应动态模型。针对此模型进行仿真研究,为后面的实验研究提供了理论依据,同时分析了各种算法的特点和优劣性。 针对电子膨胀阀步进电机驱动方式和本文的仿真结果,应用增量式PID和模糊控制方法进行实验分析。结果表明:在正常运行阶段,增量式PID控制方法能够满足实验要求,但在大范围变工况情况下,适用性不强;而模糊控制则能较好的适应燃气机热泵系统的变容量调节,易于实现系统的优化运行。


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