一种高温蒸气热泵动态建模方法及系统技术方案

本申请属于综合能源系统应用领域，提供一种高温蒸气热泵动态建模方法及系统，包括：确定高温蒸气热泵系统各组成部件，选取制冷剂，结合实际工业对于蒸气温度以及系统能耗的要求，确定高温蒸气热泵系统的初始参数，以作为系统动态建模的初始状态，利用移动边界法和集中参数法对蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器和闪蒸罐建立集中参数模型，利用经验公式对涡旋压缩机、螺杆压缩机、第一热力膨胀阀和第二热力膨胀阀建立稳态模型，在仿真平台上开发数学模型对应的仿真模块，进行仿真模拟。上述一种高温蒸气热泵动态建模方法及系统更准确的分析了系统的稳态性能以及更好地优化和控制高温蒸气热泵系统。温蒸气热泵系统。温蒸气热泵系统。

【技术实现步骤摘要】
一种高温蒸气热泵动态建模方法及系统


[0001]本申请属于综合能源系统
，具体涉及一种高温蒸气热泵动态建模方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着上世界经济的快速发展，能源消耗量逐渐增加，诸如臭氧层消耗、全球变暖、冰川融化和海平面上升等全球环境问题引起了全世界的关注，成为世界主要问题。面对化石能源危机和全球环境问题，致力于开发和利用可再生能源，如页岩油气、可燃冰、太阳能、风能、水电、地热能和生物质能等，可以有效减少对化石燃料的依赖并保护环境。同时，推广新的节能技术和减少工业生产中的能源消耗也是摆脱能源危机的重要手段。
[0003]热泵作为一种新型节能技术，可以从低温热源获取热量，将热量传递至高温热源。从供热温度上，热泵可以分为常温热泵和高温热泵，高温热泵是将工业企业排放、浪费中的中低温度的废水和废气中的热量通过高温热能热泵进行收集，转换成小于150℃的水或高温蒸汽，用于工业工艺或供暖使用，可直接替代传统燃煤锅炉。
[0004]目前高温热泵主要集中在60℃～80℃的温度区间，在实际应用中无法提供更高的制热输出温度，大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温蒸气热泵动态建模方法，其特征在于，包括：根据高温蒸气热泵系统的结构，确定高温蒸气热泵系统各组成部件，所述高温蒸气热泵系统的结构包括水源热泵模块、蒸气产生模块和用户方，其中，所述水源热泵模块的部件包括蒸发器、涡旋压缩机、第一冷凝器和第一热力膨胀阀，所述蒸气产生模块的部件包括闪蒸罐、螺杆压缩机、第二冷凝器、液体收集器和第二热力膨胀阀；根据所述高温蒸气热泵系统的结构，确定工质交互状态，选取所述高温蒸气热泵系统的制冷剂；结合实际工业对于蒸气温度以及系统能耗的要求，确定高温蒸气热泵系统的初始参数，以作为系统动态建模的初始状态；建立高温蒸气热泵系统中各个部件的数学模型，其中，利用移动边界法和集中参数法对所述蒸发器、所述第一冷凝器、所述第二冷凝器和所述闪蒸罐建立集中参数模型，利用经验公式对所述涡旋压缩机、所述螺杆压缩机、所述第一热力膨胀阀和所述第二热力膨胀阀建立稳态模型；根据高温蒸气热泵系统中各个部件的数学模型，在仿真平台上开发各个部件的数学模型对应的仿真模块，以及，根据高温蒸气热泵的系统结构，在仿真平台上利用仿真模块，进行仿真模拟。2.根据权利要求1所述的一种高温蒸气热泵动态建模方法，其特征在于，所述根据所述高温蒸气热泵系统的结构，确定工质交互状态，选取制冷剂，包括：筛选常用的热泵工质，建立工质理论循环计算模型，利用REFPROP，确定常用的热泵工质中具体工质的物性参数，计算具体工质的性能参数，所述性能参数包括冷凝压力、压缩比、排气温度、单位容积制热量和性能系数；比较常用的热泵工质的性能参数，选取所述高温蒸气热泵系统的制冷剂。3.根据权利要求2所述的一种高温蒸气热泵动态建模方法，其特征在于，所述高温蒸气热泵系统的制冷剂为五氟丙烷。4.根据权利要求1所述的一种高温蒸气热泵动态建模方法，其特征在于，所述蒸发器、第一冷凝器和第二冷凝器采用人字板式换热器，所述高温蒸气热泵系统的初始参数包括换热器的结构参数，所述换热器的结构参数包括板片间距、板片厚度、通道长度、当量直径、流程数、冷凝器板片数、蒸发器板片数、波纹倾斜角和单通道横截面积。5.根据权利要求4所述的一种高温蒸气热泵动态建模方法，其特征在于，所述高温蒸气热泵系统的初始参数还包括换热器的管道参数，所述换热器的管道参数包括管道长度、换热面积、换热器截面积、换热管道提及和换热管道当量直径。6.根据权利要求1所述的一种高温蒸气热泵动态建模方法，其特征在于，根据制冷剂工质相态变化，将蒸发器分为两相区域和过热区域，将冷凝器分为过冷区域、两相区域和过热区域。7.根据权利要求1所述的一种高温蒸气热泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁俊宇，袁兴宇，杨洋，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：