Система автоматической стабилизации давления перед испарителями в многофункциональном тепловом насосе
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
186 1
Ultima descărcare din IBN:
2017-05-23 14:28
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
620.9:519.711+621.039 (1)
Economia energiei în general (301)
Cibernetică matematică (63)
Construcția de mașini în general. Tehnică nucleară. Electrotehnică. Tehnologie mecanică (894)
SM ISO690:2012
ШИТ, М.Л.; ЖУРАВЛЕВ, А.А.. Система автоматической стабилизации давления перед испарителями в многофункциональном тепловом насосе. In: Problemele Energeticii Regionale. 2017, nr. 1(33), pp. 93-100. ISSN 1857-0070.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF
BibTeX
DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 1(33) / 2017 / ISSN 1857-0070

Система автоматической стабилизации давления перед испарителями в многофункциональном тепловом насосе

CZU: 620.9:519.711+621.039
Pag. 93-100

Шит М.Л., Журавлев А.А.
 
Институт энергетики АНМ
 
Disponibil în IBN: 18 mai 2017


Rezumat

The aim of the article is to elaborate and to investigate the automatic control system of pressure in front of evaporators of the multifunctional heat pump, which has several condensers and several evaporators. The control system must reduce the value of pressure perturbations acting on evaporators and decrease the value of pressure pulsations before them. To solve this problem, a hydraulic scheme has been developed in which this parameter is stabilized by using fine and coarse adjustment valves in hydraulic circuits of condensers and compressors using a pressure control system for a static flow mixer. The system for control of the flow of the refrigerant consists of two groups of compressors with automatic control drives installed in the lines of each of the condensers. The pressure control system uses a model of control valve with proportional-integral – derivative (PID) controller in the direct line of the controller loop. This solution allowed simplifying the heat pump control system by eliminating the necessity of matching the pressure and flow control valves in each line and controlling the flow in the line over a wider range as well. A mathematical model of the static mixer of flows installed after the pressure control valves is obtained. The proposed pressure control system gives a possibility to reduce the amplitude of pulsations of pressure before the evaporators up to 14-16 times.

Scopul lucrării constă în dezvoltarea şi cercetarea prin simulare matematică a sistemului de reglare a presiunii în amonte a vaporizatoarelor pompei multifuncâionale de căldură cu mai multe evaporatoare şi condensatoare, care trebuie să reducă numărul de perturbații asupra sitsemului de dirijare cu evaporatoarele. Pentru a rezolva această problemă s-a elaborat schema în care stabilizarea acestui parametru se realizează prin utilizarea supapelor cu reglarea fină și grosieră în circuitele hidraulice ale condensatoarelor și compresoarelor prin reglarea presiunii în avalul amestecătorului static a fluxurilor. Sistemul de dirijare propus permite compensarea căderii de presiune a agentului frigorific în amonte la vaporizatoare, care se produce datorită amestecării agentului frigorific care curge din cele două canale după supapele de control corespunzătoare şi condensatoare pentru a reduce pulsaţia presiunii în amonte la evaporatoare. Această soluţie permite simplificarea sistemului de dirijare a pompei de căldură, datorită faptului, că nu este necesar să se asigure funcționarea simultană a supapelor de reglare a presiunii şi a debitului în fiecare linie. A apărut posibilitatea de a regla debitul în fiecare linie de curgere într-o gamă mai largă. S-a elaborat modelul matematic al amestecătorului static a fluxurilor după supapelor de reglare a presiunii, în care se reflectă: caracterul nestaţionar al acestui obiect, cauzat de funcţionarea compresorului în regim cu sarcina variabilă, pulsaţiile presiunii compresoarelor, variaţia densităţii refrigerantului în linii de agent frigorific. Se propune metodologia pentru realizarea unei instalaţii cu pompă multifuncţională de căldură, care constă în faptul, că se construiește graficul zilnic al sarcinei termice (de refrigerare) pentru fiecare proces tehnologic. După această sunt selectate două procese de prelucrare termică si doua procese de prelucrare cu frig, la utilizarea cărora în pompa de căldură se asigură valoarea maximală a coeficientului de performanţa (COP) și perioadă maximală a utilizării pompei de căldură în timpul zilei pentru a asigura minimizarea perioadei de recuperare a investiţiei.

Объектом исследования является многофункциональный тепловой насос с несколькими испарителями и конденсаторами для одновременного обеспечения технологических процессов теплом и холодом. Целью работы является разработка и исследование режимов работы системы автоматического управления давлением в гидравлических цепях конденсаторов и компрессоров методом математического моделирования. Разработана схема, обеспечивающая минимальные значения пульсаций давления перед испарителями. Стабилизация давления осуществляется путем использования регулирующих клапанов тонкой и грубой регулировки в гидравлических цепях конденсаторов и компрессоров с одновременным регулированием давления после статического смесителя потоков. Предложенная система управления позволяет скомпенсировать падение давления хладагента перед испарителями, возникающее из-за смешения хладагента, выходящего из двух каналов после регулирующих клапанов соответствующих газоохладителей и снизить пульсации давления перед испарителями. В системе регулирование расхода предусматривается использование компрессоров с регулируемыми приводами, установленных в линиях питания каждого из конденсаторов. Такое решение позволило упростить систему управления тепловым насосом за счет того, что отпала необходимость в согласовании регулирующих клапанов давления и расхода в каждой линии, и появилась возможность регулирования расхода в линии в более широком диапазоне. Разработана математическая модель статического смесителя потоков после регулирующих клапанов давления, в которой отражен нестационарный характер этого объекта, вызванный переменным режимом работы компрессоров, пульсациями давления после компрессоров, вариацией изменения плотности хладагента в линиях подачи хладагента от компрессоров. Предложена методология создания многофункционального теплового насоса на предприятиях, которая предполагает построение суточного графика изменения тепловой (холодильной) нагрузки каждого процесса обработки продукта теплом (холодом). Далее выбираются два процесса тепловой обработки и два процесса холодильной обработки, при тепловых режимах которых обеспечивается такое соответствие между тепловыми мощностями испарителей и конденсаторов теплового насоса, при котором может быть реализован максимальный СОР теплового насоса.

Cuvinte-cheie
тепловой насос, статический смеситель, регулирующий клапан,

математическая модель, моделирование, система управления, давление