高溫?zé)岜孟到y(tǒng)性能及性能預(yù)測(cè)研究
發(fā)布時(shí)間：2018-04-22 11:31
本文選題：余熱利用 + 高溫?zé)岜?/strong> ； 參考：《天津大學(xué)》2014年博士論文
【摘要】：由于高溫?zé)岜眉夹g(shù)較高的溫度提升能力，使其在能源危機(jī)和環(huán)境污染問題日益突出及節(jié)能減排的大環(huán)境下，具有更大的市場(chǎng)潛力和廣闊的應(yīng)用前景。針對(duì)熱泵技術(shù)高溫化的迫切需求，本文開發(fā)了破壞臭氧層潛能值為0，溫室效應(yīng)潛能值較小的新型高溫非共沸混合工質(zhì)BY-4，通過理論研究和試驗(yàn)分析相結(jié)合的方式，研究其循環(huán)性能，并通過建立支持向量機(jī)模型研究高溫?zé)岜眯阅茴A(yù)測(cè)的可行性和有效性，為促進(jìn)高溫?zé)岜眉夹g(shù)進(jìn)一步的研究和推廣，建立自動(dòng)化的測(cè)試系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)際工程應(yīng)用的分析和探討。 BY-4和其它常見的7種高溫工質(zhì)（HFC236ea、HFC236fa、HFC245ca、HFC245fa、HCFC123、HCFC124、CFC114）的理論循環(huán)性能分析結(jié)果表明，BY-4具有較好的環(huán)境性能且臨界溫度適中（150.2℃），在變冷凝溫度（冷凝溫度為90-110℃，蒸發(fā)溫度為60℃）和變蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)溫度50-70℃，冷凝溫度100℃）兩種高溫工況下，BY-4的綜合性能最優(yōu)，當(dāng)冷凝溫度達(dá)到110℃，其冷凝壓力在2.0MPa以下，壓縮比為3左右，COP為6.1，性能優(yōu)越，有深入研究的潛力。 為保證熱泵機(jī)組在高溫工況下運(yùn)行的可靠性，對(duì)其核心部件壓縮機(jī)（SY300A4渦旋壓縮機(jī)）進(jìn)行壽命和電性能測(cè)試試驗(yàn)，試驗(yàn)共有三種模式M1（排氣壓力28bar，進(jìn)口壓力1.95bar，排氣溫度155℃）、M2（排氣壓力35.2bar，進(jìn)口壓力7.1bar，排氣溫度130℃）、M3（排氣壓力13.6bar，進(jìn)口壓力0.78bar，排氣溫度90℃），每種模式運(yùn)行168小時(shí)，結(jié)果表明壓縮機(jī)壽命試驗(yàn)性能良好且電性能正常合格。 通過試驗(yàn)檢測(cè)驗(yàn)證了BY-4在高溫工況下的良好熱力循環(huán)性能，高溫?zé)岜迷囼?yàn)過程中，冷凝器側(cè)出水溫度變化范圍為75-110℃，蒸發(fā)器側(cè)的進(jìn)水溫度變化范圍為50-70℃，蒸發(fā)器側(cè)和冷凝器側(cè)的進(jìn)出水溫差設(shè)定為5℃，測(cè)試結(jié)果顯示當(dāng)蒸發(fā)和冷凝側(cè)的能質(zhì)差異為30℃時(shí)，熱泵COP高于3.5；當(dāng)二者的能質(zhì)差異為40℃時(shí)，COP維持在3左右。特別當(dāng)蒸發(fā)器側(cè)的進(jìn)口水溫為70℃時(shí)，熱泵的最高制熱溫度達(dá)到110℃，其排氣壓力僅為1.73MPa，性能系數(shù)COP高達(dá)3.61，排氣溫度卻僅為111.8℃，壓縮比合理，利于機(jī)組安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。 針對(duì)高溫?zé)岜眯阅塬@得方式的單一性，基于支持向量機(jī)（SVM）進(jìn)行高溫?zé)岜眯阅茴A(yù)測(cè)，并與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行對(duì)比分析。本文共進(jìn)行一種高溫工質(zhì)MF1和兩種高溫工質(zhì)MF1和MF2兩種工況的性能模擬預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，兩種工況下，支持向量回歸機(jī)模型的預(yù)測(cè)精度要明顯高于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)于制熱量和輸入功率的預(yù)測(cè)，簡(jiǎn)單的線性SVM的預(yù)測(cè)結(jié)果是最好的，對(duì)于COP的預(yù)測(cè)，，非線性的RBF核SVM的模型的性能最為優(yōu)秀，預(yù)測(cè)結(jié)果是可行且有效的。這成果將對(duì)高溫工質(zhì)的篩選和高溫?zé)岜玫膬?yōu)化提供指導(dǎo)。 基于原有高溫?zé)岜煤偷蜏匕l(fā)電技術(shù)的研究成果，設(shè)計(jì)和建立了國(guó)內(nèi)首座低溫發(fā)電/高溫?zé)岜脵C(jī)組聯(lián)合測(cè)試平臺(tái)，為高溫?zé)岜煤偷蜏匕l(fā)電技術(shù)的研究提供良好的試驗(yàn)平臺(tái)，并為兩種技術(shù)的產(chǎn)品化和商業(yè)化提供技術(shù)支持。
[Abstract]:Because of the high temperature lifting ability of high temperature heat pump technology, it has more market potential and broad application prospect in the environment of energy crisis, environmental pollution problem and energy saving and emission reduction. In order to meet the urgent need of heat pump technology, a new high temperature non-azeotropic mixture, BY-4, with ozone layer potential of 0 and Greenhouse Effect low potential, was developed in this paper, which was combined with theoretical research and experimental analysis. In order to promote the further research and popularization of high temperature heat pump technology, an automatic test system is established to study the feasibility and effectiveness of performance prediction of high temperature heat pump by establishing support vector machine model. The practical engineering application is analyzed and discussed. The theoretical cycling performance analysis of BY-4 and other seven common high temperature refrigerants HFC236eaHFC 245FAA (HFC245FAA HFC 245FAA HCFC123HCFC124CFC114) shows that the BY-4 has better environmental performance and moderate critical temperature of 150.2 鈩
本文編號(hào)：1786994
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