[发明专利]一种基于带预冷器的跨临界CO2

权利要求书

1.一种基于带预冷器的跨临界CO₂热泵系统的水路两通阀控制方法，其特征在于，基于一种基于带预冷器的跨临界CO₂热泵系统；所述一种基于带预冷器的跨临界CO₂热泵系统，包括循环水路系统、CO₂热泵系统和预冷器系统；循环水路系统包括系统进水口(1)、三通分水阀(2)、水路两通调节阀(4)、三通汇水阀(5)和系统出水口(6)；CO₂热泵系统包括CO₂压缩机(11)、CO₂气体冷却器(12)、电子膨胀阀(13)、除霜电磁阀(14)和CO₂蒸发器(15)；预冷器系统包括预冷系统压缩机(21)、预冷系统冷凝器(22)、热力膨胀阀(23)和预冷系统蒸发器(24)；循环水路系统中，系统进水口(1)与三通分水阀(2)的入口相连，系统进水经过三通分水阀(2)一分为二：第一路三通分水阀出口与预冷系统冷凝器(22)的第一入口相连，之后连接至三通汇水阀(5)的第一路进口；第二路三通分水阀出口与预冷系统蒸发器(24)的第一入口相连，之后连接至CO₂系统的CO₂气体冷却器(12)的第一入口，之后连接至水路两通调节阀(4)，之后连接至三通汇水阀(5)的第二路进口；三通汇水阀(5)的出口与系统出水口(6)相连；预冷器系统中预冷系统压缩机(21)出口连接预冷系统冷凝器(22)的第二进口，预冷系统冷凝器(22)的第二出口连接热力膨胀阀(23)进口，热力膨胀阀(23)出口连接预冷系统蒸发器(24)的第二进口，预冷系统蒸发器(24)的第二出口连接预冷系统压缩机(21)的进口，以此组成循环回路；CO₂热泵系统中CO₂压缩机(11)的出口与CO₂气体冷却器(12)的第二进口相连，CO₂气体冷却器(12)的第二出口与电子膨胀阀(13)进口相连，电子膨胀阀(13)出口与CO₂蒸发器(15)进口相连，CO₂蒸发器(15)的出口连接至CO₂压缩机(11)的进口；同时CO₂气体冷却器(12)出口的制冷剂管道还通过一个除霜电磁阀(14)与CO₂蒸发器(15)入口相短接；

所述水路两通阀控制方法包括：

正常制热过程中时，水路旁通阀(3)关闭，水路两通调节阀(4)打开，系统进水经过三通分水阀(2)分为两个部分：第一部分系统进水经过预冷系统冷凝器(22)后被加热，并流经三通汇水阀(5)至系统出水口(6)；第二部分系统进水首先经过预冷系统蒸发器(24)冷却之后，进入CO₂热泵系统的CO₂气体冷却器(12)内被再次加热至，并经过三通汇水阀(4)与第一路循环水汇合后供给至系统出水口(6)；

正常供热时水路两通调节阀(4)通过自适应模糊PID控制器进行开度自动调节；自适应模糊PID控制器以CO₂气体冷却器(12)的进出口水温差值ΔT和温度差值的变化率dΔT/dt作为输入，利用模糊控制规则对PID数进行在线修改，以满足PID参数自整定的要求；PID参数模糊自整定寻找PID的参数kP、kI、kD和ΔT、dΔT/dt之间的模糊关系；

正常供热时，水路两通调节阀(4)的开度d(t_k)通过下式进行计算：

其中k为运算次数；ΔT为CO₂气体冷却器出口水和制冷剂的温差，C1-C3为权重系数；k_P、k_I、k_D为PID参数。