围护结构动态负荷传递函数模型合成的系统辨识法

为求得稳定、低价、高精度的围护结构动态负荷合成传递函数模型，提出了基于系统辨识理论的传递函数模型合成方法，通过对有限个传递函数叠加成的线性系统进行最小二乘法辨识，获得该系统的等价传递函数模型。对6个10阶以上的传递函数进行合成，得到5阶的合成传递函数，并采用阶跃扰量和正弦波扰量检验其稳定性和精度，效果良好。     

模型降阶法计算墙体Z传递函数

认为在计算多层墙体Z传递函数系数的方法中，基于经典控制理论的传统方法存在漏根问题，基于现代控制理论的状态空间法则需要计算矩阵指数而存在计算量和存储量问题。利用级数展开和基于Routh稳定性的模型降价法得到墙体S传递函数的稳定降价模型，并给出了由S传递函数向Z传递函数的直接转化方法，实例验算效果良好。     

跨临界二氧化碳压缩机热力性能仿真与分析

针对跨临界二氧化碳半封闭式往复式活塞压缩机建立了一个通用数学模型,既包括热力学模块,也包括机械模块。热力学模块主要描述气缸内部的气体压缩过程。机械模块包括运动学模型和曲轴连杆机构模型,考虑了轴承上的功耗损失。采用一台压缩机样机对模型进行了不同运行工况下的实验验证,结果显示压缩机流量和耗功的最大误差分别不超过5%和8%。通过仿真分析了变结构和变工况条件下的压缩机性能,结果表明:在不同的运行工况下,存在最佳缸径行程比;容积效率和等熵效率都随着转速的增加而下降;吸排气阀门内径存在最佳值;对于容积效率的影响,吸气阀间隙比排气阀间隙更大,活塞与汽缸间隙比活塞环与汽缸间隙更大。     

热泵干衣机仿真与优化

本文建立了热泵干衣机数学模型,包括稳态的热泵系统模型和动态的衣物干燥过程热质交换模型。利用模型仿真研究了各部件大小的匹配关系对单位能耗除湿量SMER和干燥时间的影响,并对重要的系统参数如循环风量、新风比例和制冷剂充注量进行了优化研究。将模型结果与实验结果进行了对比,干衣时间的误差小于3 min,耗电量的误差为-2.3%。结果表明,循环风量180 m~3/h、新风比例9%~10%时SMER最大;在冷凝温度限值之内,增加充注量有利于SMER的提高。研究结果可供热泵干衣机设计参考。     

某地铁列车空调制冷系统的仿真与优化

我国的地铁建设正处于高速发展期,但目前典型地铁列车空调制冷系统的能效比只有2.2～2.3,远低于同类工况下住宅空调制冷系统的能效水平。针对此问题,先建立了某地铁空调制冷系统模型,仿真与系统测试结果吻合良好。然后通过详细的仿真分析,改进蒸发器和冷凝器的制冷剂流路设计、采用小排量高能效比压缩机等方法,使得系统在冷量和成本基本不变的情况下能效比提升了21.7%。最后,研究了制冷剂R410A替代R407C的系统性能变化,系统能效比可进一步提升11.3%,达到3以上。该研究方法及结果对于设计高效节能的地铁列车空调制冷系统具有参考价值。     

基于仿真的制冷产品质量预测与优化

产品质量的预测与优化是产品设计的关键。提出了基于仿真的制冷产品质量预测与优化方法,将现实中存在的不确定因素和设计参数的波动以概率分布的形式输入制冷系统仿真模型,并结合随机模型方法实现了在设计阶段对产品质量进行预测。同时提出了一种获取产品质量损失函数的新方法,即采用中心复合试验设计与蒙特卡洛模拟结合,获得设计能力指数随部件容差变化的响应面模型,将该模型作为约束条件,以成本最低为目标,对部件容差进行优化后显著提高了产品的质量与经济性。     

地热热泵循环工质的开发及系统匹配

通过实验方法开发中高温地热热泵工质．该工况要求是：冷凝温度80～100℃，蒸发温度25～35℃，同时保持系统内最高压力不超过2500kPa。实验表明非共沸工质R123/R290(质量百分比50％／50％)和R123／R290／R600a(质量百分比40％／50％／10％)能满足上述条件，且系统的COP在3．0以上。     

贯流风机流场模拟与性能分析

利用计算流体力学(CFD)软件STAR-CD对贯流风机内部气体流动进行了数值模拟,研究了贯流风机的流动状态和结构参数变化对其产生的影响,分析了蜗舌间隙、进口角、蜗壳间隙、蜗舌位置角、出口角变化与贯流风机进、出口流速间的关系,从中寻找出结构参数变化对贯流风机流场影响的规律。同时,还将模拟计算结果与试验结果进行了比较,比较结果表明数值模拟的结果与试验结果基本吻合。     

用于海苔烘干的湿冷双效回收型高效热泵系统

海苔烘干的传统热风干燥设备直接使用煤、柴油、电等能源,能耗很高。基于机械除湿的蒸气压缩式热泵烘干系统更为高效节能,成功应用于众多烘干工艺,但其简单闭式形式并不适合海苔烘干的大风量需求。本文提出一种湿冷双效回收型高效热泵系统,引入混风实现排风中水蒸气湿效潜热的回收,引入过冷器利用回风经蒸发器降温除湿产生的冷效显热。利用该原理,进行基于仿真的可行域设计,并完成了样机搭建、模型验证及性能分析。结果表明：在回风温度/相对湿度为46 ℃/40%的典型烘干工况下,本系统的单位能耗除湿量（specific moisture extraction rate, SMER）达2.61 kg/kWh,在最优混风比0.77、最优过冷度25 ℃处取得。当回风在温度46 ℃±3 ℃及相对湿度40%±10%一定范围内扰动时,SMER仍能保持在1.88 kg/kWh以上。     

带约束条件的CO_2热泵热水系统高压控制方程

系统高压的优化与控制在提升跨临界CO_2系统效率方面至关重要。在CO_2热泵热水系统中,传统的高压控制方程中仅考虑了气体冷却器侧的出口温度而忽略实际应用中对出水温度的要求和温度夹点,导致系统性能大大降低。本文针对温度夹点和进出水温等约束的影响,建立了有约束的气冷器模型,并对系统高压进行了优化。采用实验设计以及统计学方法确定影响最优高压的主要因素,通过最小二乘法回归出最优高压控制方程。使用该高压控制方程的系统平均COP损失1.8%,最大COP损失8.7%,可以更好地满足实际应用。