Heat pump gas cooler control using criterion of minimum of exergy losses
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
353 0
SM ISO690:2012
ŞIT, Mihail; ŞIT, Boris; BURCIU, Vitalie; IOIŞER, Anatolii. Heat pump gas cooler control using criterion of minimum of exergy losses. In: Problemele Energeticii Regionale. 2014, nr. 2(25), pp. 47-56. ISSN 1857-0070.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF
BibTeX
DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 2(25) / 2014 / ISSN 1857-0070

Heat pump gas cooler control using criterion of minimum of exergy losses

Pag. 47-56

Şit Mihail, Şit Boris, Burciu Vitalie, Ioişer Anatolii
 
Institutul de Energetica al AŞM
 
Disponibil în IBN: 25 februarie 2015


Rezumat

This paper focuses on the development of the criterion of optimality of transients of the control system, based on the minimum of exergy losses in the gas cooler of carbon dioxide heat pump. It is noted that the exergy quality criterion has a clear physical meaning, as compared with the integral quadratic criterion in which the choice of the coefficients in the integrand is not justified. Mathematic model of heat exchanger is obtained using the method of solving differential equations, without going to the irrational transfer functions. The model is reduced to transfer functions of the first and second order with the delay. The continuous temperature control system of heat pump gas cooler is considered. It is shown, that one of the versions of the control system for the minimization of the proposed criterion can be a combined control system using both the principle of the negative feedback and the principle of the invariance related to a number of disturbances affecting the processes of heat transfer in the heat exchanger.

Se propune de a utiliza ca criteriu de optimizare a proceselor tranzitorii în sistemul de dirijare valoarea minimală a pierderilor exergiei în procesul tranzitoriu. Aceasta se prezintă de către funcţia de sub integrală a relaţiei integrale pătrate a criteriului de calitate a procesului tranzitoriu din sistemul de răcire cu gaze a pompei de căldură cu dioxid de carbon. S-a demonstrat, că pentru minimizarea în baza criteriului propus, ca variantă de realizare a sistemului de dirijare poate servi sistemul combinat de dirijare, care include concomitent principiul reacţiei inverse negative şi principiul de invariantă a reacţiei pentru unele perturbaţii, care au un impact asupra proceselor de schimb de căldură în schimbătorul de căldură. Se menţionează, că criteriul exergetic al calităţii posedă un sens evident fizic în comparaţie cu criteriul integral pătratic, deoarece în ultimul criteriu selectarea valorilor coeficienţilor din expresia de sub semnul integralei nu este argumentată. Prin utilizarea metodei de obţinere a soluţiilor sistemului de ecuaţii cu derivate parţiale şi fără a utiliza procedura de trecere la funcţii de transfer iraţionale, s-a obţinut modelul matematic al sistemului de răcire cu gaze a pompei termice cu dioxid de carbon pentru ciclul supercritic de funcţionare. Modelul este prezentat de funcţii de transfer de primul şi al doilea ordin cu întârziere.

Предложено использовать минимум потерь эксергии в качестве подынтегрального выраже- ния интегрального квадратического критерия качества переходного процесса системы управления газо- охладителем теплового насоса на диоксиде углерода. Показано, что для минимизации предложенного критерия одним из вариантов системы управления может быть комбинированная система управления, использующая как принцип отрицательной обратной связи, так и принцип инвариантности по отноше- нию к некоторым возмущениям, действующим на процессы теплопередачи в теплообменнике. Отмечено, что эксергетический критерий качества имеет ясный физический смысл, по сравнению с интегральным квадратическим критерием, где часто выбор коэффициентов в подынтегральном выражении не обосно- ван. С использованием метода решения системы дифференциальных уравнений в частных производных, без перехода к иррациональным передаточным функциям, получена модель газоохладителя тепловогонасоса на диоксиде углерода, работающего в сверхкритическом цикле. Модель приведена к передаточ- ным функциям первого и второго порядка с запаздыванием.

Cuvinte-cheie
heat pump, carbon dioxide, gas cooler, exergy,

Control system, heat exchanger