太阳能辅助热泵多功能复合机的电气化改进及其控制

摘要

太阳能资源的开发和利用是人类社会赖以生存和发展的物质的基础，在我国乃至国际上具有重要的战略地位。太阳能是人类能量的主要来源,也是一种无污染、蕴藏丰富的自然能源。在能源和环境问题已成为当今人类面临的两大社会问题,太阳能的利用得到了非常广泛的重视。利用热泵与太阳能设备、蓄热机构相连接,向建筑物提供热水,不仅可以节约能源,而且减少了环境的污染。目前,我国对太阳能辅助热泵供热水系统的研究基本上处于实验研究阶段,与国际水平还存在一定的差距。因此,课题组对太阳能热泵多功能实验开展了研究,并对太阳能辅助热泵系统进行冬季启动热泵供暖和夏季制冷以及四季提供生活用水进行了实际测试。
　　本课题从SAHPM系统的循环机理、结构特征出发，深入研究了系统的组成环节和传热传质地特点。对于系统压缩机和电子膨胀阀采用集中参数的方法来建立数学模型，由于太阳能集热器与蒸发器的换热情况的复杂性，采用分布参数法建立其数学模型；通过实验数据并进行计算，获得影响研究对象供热性能的多种影响因素相互之间的内在规律及其特点；指出了在气候参数在相对稳定、结构参数相对固定的条件下，采用压缩机变容量来调节与电子膨胀阀的变开度调节是提高系统热性能并获得最佳COP值的控制策略。
　　本论文的主要内容是实现太阳能辅助热泵控制的电气化及其自动控制。变频压缩机的原理是通过调节压缩机的转速而调节压缩机的单位时间内的排气量，从而达到调节电子膨胀阀的开度，从而达到调节制冷量的目的。研究了电子膨胀阀调节室外蒸发器过热度与压缩机变容量调节室内冷凝器过冷度、满足室内供热与热水负荷的控制原理与实现方法。通过组态王技术实现对整个系统的监控。

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Contents

1 绪论

1.1 课题的来源及背景

1.2太阳能辅助热泵自动控制的应用现状与发展趋势

1.3课题研究的主要内容

1.4课题研究目的、理论意义和实际应用价值

1.5本章小结

2 SAHPM实验系统的介绍

2.1 SAHPM含义

2.2实验系统设计原则及目标

2.3实验系统组成及工作原理

2.4本章小结

3 电子膨胀阀的建模及控制

3.1 电子膨胀阀的数学模型

3.2 电子膨胀阀的控制特点及控制方法概述

3.3 数字式PID控制

3.4 电子膨胀阀的PID控制

4 SAHPM实验系统控制原理与实现

4.1 SAHPM热泵控制实验系统概述

4.2 SAHPM监控系统的基本结构与工作原理

4.3 试验系统的硬件结构

4.4 试验系统的软件结构

4.5 实验数据及分析

5 结论与展望

5.1 本文的主要工作和结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间承担的项目与主要成果