燃气机热泵系统变容量调节的研究

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1、燃气机热泵系统变容量调节的研究RESEARCHoNTHEVARIABLECAPACITYMoDUL』盯IoNoFGAS．ENGINE．DRIVENHEATPUMPS一级学科：动左工程区工猩垫物理学科专业：剑猃拯低渔工猩作者姓名：猩埴指导教师：扬蟹塾援天津大学机械工程学院二零零六年八月一奄奄／、，牛八月譬U娜曲一。一n’’独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨注盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何

2、贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：彳I至；行签字日期：矽衫年乡月二口日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解苤注盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：≥呈导师签名：秽饮签字日期：2矽占年g月二汐日签字日期：)彩年汐月y日中文摘要燃气机热泵是一种高效节能、经济环保的新型供热空调装置，本文对燃气机热泵的变容量调节进行了较为

3、全面的理论与实验研究，主要研究内容如下：对燃气机热泵进行热力学循环分析，指出燃气机热泵是一种高效节能型空调设备、与电动热泵相比具有很多优点。对燃气机热泵的使用对城市燃气和电力的季节负荷调整作用进行分析，以北京地区某宾馆为例得出在当前技术水平条件下，将燃气锅炉的64％用燃气机热泵进行替代后，不仅冬夏两季的最大燃气消耗量基本持平，而且全年的最大燃气消耗量也有大幅度的降低；同时电力空调64％被燃气机热泵替代后，空调电力负荷有将近70％的降低，效果十分明显。然后对建筑物的空调负荷进行全年的逐时计算得到建筑物全年逐时空调负荷变化，再根据试验结果得到燃气机燃料消耗量、热泵容量与建筑物负荷之间

4、的匹配关系，为通过调整发动机转速实现变速的热泵容量调节提供理论基础。建立了燃气机热泵电子膨胀阀仿真模型、建筑物仿真模型和冷热源仿真模型，与发动机、压缩机、换热器等仿真模型一起结合各种变容量调节控制策略进行控制系统仿真分析。探讨燃气机热泵多台设备的运行调度问题，实现各台设备负荷均匀、等寿命运行。实现了燃气机热泵变容量调节控制系统，包括控制硬件、控制软件和控制算法，实现了燃气机热泵变速容量调节和电子膨胀阀流量调节相结合的控制算法，并实现了机组的自动化操作和安全保护等功能。进行控制系统试验，对各种控制策略的控制效果进行分析，得出以模糊．PID作为基本算法，变速容量调节和电子膨胀阀流量调

5、节相结合的控制策略对燃气机热泵机组来说是一种行之有效的控制系统，并运用该系统进行燃气机热泵变工况性能试验，对燃气发动机的性能、热泵本体的性能和燃气机热泵系统总体性能进行分析得出结论。关键词：燃气机热泵，季节负荷，仿真，控制策略，变容量调节，模糊．PID，变工况ABSTRACTThegas-engine—drivenheatpump(GHP)isahighperformanceandenvironment-friendlyequipmentthatcanprovideheatingorcooling．Thispaperconductedatheoreticalandexperime

6、ntalinvestigationonthevariablecapacitymodulationofGHP．Themaincontentsofthispaperareasfollows：ThroughtheanalysisofthermodynamiccycleofGHP,thispaperpointoutthatGHPisakindofhighperformanceandenvironment—friendlyequipment，ithasmoreadvantagesthanelertricheatpump。Adjustingeffectaboutseasonalloadofe

7、lectricitynetworkandgasnetworkbyextendingapplyofGHPwasanalyzed．TakeahotelinBeijingforexample，whenusing64％GHPtoreplacegasburningboilersforofferingheat，thenaturalgaswastagekeepsapproximatelybalanceinwinterandsummer．Atthesametimetheelectricpower