基于分布式联供系统的双效溴化锂制冷机性能分析及优化控制
目前，我国经济仍处于高速发展的态势，能源消耗量不断上升，在带来能源危机的同时也造成了严重的环境问题。为了应对当前的不利局面，国家“十三五”规划进一步强调了清洁能源的开发与提高一次能源利用率的重要性。分布式冷热电联供系统是一种以能量梯级利用为基础的高能源利用率、低能源成本、高环保性能和高安全性能的多联供总能系统，符合第二代能源系统发展的要求。它集供冷、供热以及发电于一体，全方位满足用户的需求，是近些年最具活力的系统之一。本文在国家自然科学基金项目的支持下，主要对分布式冷热电联供系统的供冷子系统进行了研究，涉及的内容包括: 第一，对比较经典的分布式联供系统进行了分析，选择以微型燃气轮机-蒸汽型分布式联供系统作为整体方案，将制冷子系统的研究对象确定为蒸汽型双效溴化锂制冷机。 第二，通过对蒸汽型双效溴化锂制冷机工作原理的分析，完成了制冷机各个部件的集总参数的数学建模，并结合溴化锂溶液和水的热物理性质公式以及制冷机工况参数，在MATLAB/Simulink仿真平台上建立了双效溴化锂制冷机的动态仿真模型，测试了系统启动运行的特性。 第三，借助建立的制冷机仿真模型，通过改变制冷机的热源、冷却水和冷媒水的参数测试制冷机的制冷量和制冷系数的变化，找到了外部条件与制冷机制冷效果之间的联系。 第四，设计了溴化锂制冷机的能量调节策略。首先，为了应对用户冷负荷的变化，提出了多机并联运行制冷机组的方案。该方案以节能为目的，根据负荷的大小和制冷机50％～100％负荷率的要求，分配每台制冷机的实际负荷。其次，结合制冷机制冷效果与外部参数的关系，对比各调节法的优缺点，选择了热源流量调节法作为单台制冷机能量调节的基本方法。最后，针对制冷机系统的大滞后、非线性以及时变的特点，将模糊PID控制算法与Smith预估的思想相结合，运用到控制器的设计当中，并借助MATLAB/Simulink软件完成了相关测试。仿真结果表明，本文设计的基于改进结构的Smith预估器模糊PID控制算法在制冷机的自动控制中具有较好的动态特性和控制品质。 综上所述，本文通过仿真研究了双效溴化锂制冷机的性能，提出了针对蒸汽型双效溴化锂制冷机能量调节的控制策略，对于分布式联供系统的推广与溴化锂制冷机的应用具有重要的指导意义。
双效溴化锂制冷机;分布式联供系统;动态特性;制冷系数
山东大学
硕士
检测技术与自动化装置
刘海
2016
中文
TB651
81
2016-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）