Improving the Efficiency of the Heat Pump Control System of Carbon Dioxide Heat Pump with Several Evaporators and Gas Coolers

(1)

PROBLEMELE ENERGETICII REGIONALE 3 (32) 2016 TERMOENERGETIC

107

Improving the Efficiency of the Heat Pump Control System of Carbon

Di-oxide Heat Pump with Several Evaporators and Gas Coolers

Sit M.L., Juravliov A.A., Sit B.M., Timchenko D.

Institute of Power Engineering of the ASM, Chisinau, Republic of Moldova

Abstract.

The problem of coordination of the values of the refrigerant flow through the evaporators and

gas coolers of the heat pump for the simultaneous production of heat and cold is studied. The

compensation of the variations of the total flow through the evaporators is implemented using the

variation of the capacity of the compressor and a corresponding change in flow through the auxiliary

gas cooler of the heat pump. Control system of this gas cooler is constructed using the invariance

principle of the output value (outlet temperature of the heated agent) with respect to perturbations on

the control channel (the refrigerant flow through the gas cooler). Principle of dual-channel

compensation of the disturbance and advancing signal on input of control valve of the refrigerant

through the gas cooler is ensured. Due to proposed solution, the intensity of the disturbances on the

flow of refrigerant is reduced. Due to proposed technical solution power consumed by the heat pump

compressor drive under transients is decreased.

Keywords:

heat pumps, simultaneous production of heat and cold, control systems using the principle

of invariance.

ÎmЛunătăţirea eficienţei sistemului de dirijare a pompeТ Нe МălНură cu dioxid de carbon cu Мсteva vaporatizatoare şТ răМТtoare Нe Рaгe

ŞТt M.L., Juravleov . ., ŞТt B.M., TТmМenМo D.V.

InstТtutulăНОăEnОrРОtТМ ăalăAМaНОmТОТăНОăŞtТТnţОăaăMolНovОТ, CСТşТn u, Republica Moldova

Rezumat. SОă ОбamТnОaг ă problОmaă МoorНon rТТă valorТloră НОbТtuluТă НОă aРОntă ПrТРorТПТМă prТnă vaporТгatoarОă şТă

r МТtoarОlОă НОă РaгОă aă pompОТă НОă М lНur ă pОntruă РОnОrarОaă sТmultan ă aă М lНurТТăşТă ПrТРuluТ,ă ьnă МarОă МompОnsarОa varТaţТОТăНОbТtuluТătotalăprТnăvaporТгatoarОăsОărОalТгОaг ăprТnăsМСТmbarОaăăМapaМТt ţТТăМomprОsoruluТăşТăМuăvarТaţТaă prТnăr МТtorulăsuplТmОntarăНОă РaгО.ăSТstОmulăНОăНТrТУarОăaăr МТtoruluТăsuplТmОntarăНОă РaгОăОstОărОalТгat,ă ПolosТnНă prТnМТpТulăНОăТnvarТanţ ăaăsОmnaluluТăНОăТОşТrОă(tОmpОraturaălaăТОşТrОăaăaРОntuluТătОrmТМ)ă Пaț ăНО pОrturbaţТТlОăьnă Мanalulă НОă НТrТУarОă (НОbТtulă НОă aРОntă ПrТРoroПТМ).ă EstОă rОalТгată prТnМТpТulă НОă Нou ă МanalОă laă МompОnsarОaă pОrturbaţТТlor.ăDatorТt ăsoluţТОТăpropusОăsОărОНuМОăТntОnsТtatОaăpОrturbaţТТlorăasupraăНОbТtuluТăНОăaРОntăПrТРorТПТМăşТăă

semТМşorОaг ăputОrОaăМonsumat ăНОăМomprОsorulăpompОТăНОăМ lНur ăьnăМonНТţТТlОăprocesului tranzitoriu.

Cuvinte-cheie: pompОăНОăМ lНur ,ăОlaborarОaăМonМomТtОnt ăНОăМ lНur ăşТăНОăПrТР,ăsТstОmОăНОăНТrТУarОăМuăprТnМТpТu ТnvarТanţОТ.

я

я я

Ш . ., . ., Ш . ., . .

И ăЭ ă ă ă , К ,ă ă

А а и . ă ă ă ă ă ă ă ă

ă ă ă ă ă ă ă ă ,ă ă ă

ă ă ă ă ă ă ,ă ă ă

ă ,ă ă ă ă

ă ă . ă ă ă ( )

ă ă ă ă ă ă ă ă

( ă ă ă ă )ă ă ă ă ă ă ă

( ă ă ă ). ă ă ă ă ă

ă ă ă ă ă ă ă ă ă ă ă

ă .ă ă ă ă ă ă ă

ă ă ă ă ă ă ă - ă ă

ă . ă ă ă ă ă ,ă ă

ă ă ă ă ă .

Кл евые л ва: ă ,ă ă ă ă ,ă ă ,ă

.

(2)

108

1. И

ă

,

ă

-ă

ă

ă ă

ă

,ă ă

-ă

ă

ă ă

-ă

ă

,ă

ă

ă ă

-

ă

ă ă

ă

.ă ă

ă

ă ă

ă

ă ă

-ă

ă

.

ă

:

ă

,ă

ă

-ă

ă

ă ă

ă

,ă

ă

-ă

ă

ă ă

ă

-

-ă

ă ă

ă

ă ă

ă

,ă

ăăăăăăăă

-ă

ă

-ă -ă

ă

.ă

ă

ă ă

ă

ă ă

ă

.

ă

[1-3],

ă

,ă

ă

-ă

ă

-.ă ă

[2,3]

ă

-ă

ă

.ă

-ă

ă

ă ,ă

ă ă

ă

-ă

ă

-.ă ă

ă Д4]

ă

-,ă

ă

ă ă

ă

ă ă

-ă -ă

,ă

ă ă

-ă

ă

.

-

,ă

ă

ă ă

ă

ăД

4],

ă

ă ă

ă

.ă ă

ă Д

4 ]ă

ă

ă ă ă ă

ă

,

ă (

)ă

ă

,ă

ă ă

.ă

ă

-

ă

ă ă

ă

ă ă

.ă

ă ă

ă

.

ă

ă ă

ă

,

ă

ă(

).

И а ь №1 И а ь №2 Га х а ь №1

Га х а ь №2

К

.1. ă ă ă

2. я

ă

,ă

ă

,

ă

.

1. ă

ă

ă(

ă

ă ă

),ă

ă

.

ă

,ă

ă

ă ă

ă

.

ă

ă (

ă

(3)

109

ă

.ă

ă

ă ă

ă

.

2. ă

ă

,ă

ă

.

3. я

ă

.ă Э ă

ă

,

ă

ă ă

ă

.

И

ă

ă ă

ă

.ă

ă

,ă

ă

.

4. я

ă

ă ă

ă

(

,ă

ă

).

ă

,ă

ă

,

ă

.1

[

1 ].

ă

.1.ă

T1in,T2in

ă

ă ă

ă

ă ă

ă

,ă

1out, 2out

T T 

ă

ă ă

,

G G1, 2

ă

,ă

EV

G 

ă

,ă

Wij

ă

,ă

ă

ă ă

ă

.

ă

ă (

.

2)

ă ă

ă

ă И –

ă

.ă

ă

KEV

(

.2)ă

ă ă

:

2 2 _.

2

G_GC h_GC

G_w G K_{ev EV}

dhw



 

(1)

11

W

22

W

1 in

T

21

W

12

W

31

W

32 W

41

W

42

1out

T

2out

T

2 in

T

1 G

2 G

.

1. ă

ă

_

2IN

G

C2 PO2

2OUT

T 2

K W

ОУ 42

W

32

W

2d

T

EV

G

-1

Kev

.2.ă

ă

hGC2, hw

ă

–

ă

ă ă

.

ă

,ă ă

ă

.

ă

ă ă

ă

.ă

ă

.

2 1–

(

ă

,

ă

)ă

ă

,ă

1

(4)

110 2

K

W



,

2–

ă

(

ă

,ă

ă

).

ă

,ă

ă

.ă

К

ă

-ă

ă

ă ă

ă

.

ă

.

2 1–

(

ă

,ă

ă

)

ă

,ă

Ñ1

,ă

–

ă

,ă

_WK₂

,

2–

ă

(

ă

,ă

ă

).

.

1. ă

ă

ă ă

ă

,ă

ă ă

ă

ă ă

ă

,ă

ă ă

ă

ă ă

ă

ă ă

ă

ă ă

ă

ă ă

ă

.

(References)

1. ВouаОnăВou,ăAТРuoăАu,ăSСuăGanРă“AnăoptТmală control strategy for Multi-Evaporator Vapor ComprОssТonă SвstОm”,ă 2010ă IntОrnatТonal Con-ference on Electric and Control Engineering.” 410-413,

http://ieeexplore.ieee.org/document/5631946/

Accessed 22.12.2016

2. Elliott M.S., Rasmussen B.P. “Model-Based Pre-dictive Control of a Multi-Evaporator Vapor

Compression Cooling Cycle”. 2008 American Control Conference. Seattle, June 11-13 2008. 1463-1468.

http://www.nt.ntnu.no/users/skoge/prost/proceedi ngs/acc08/data/papers/0909.pdf

3. RanТăAvТnasСă“Control and Optimization of Va-por Compression Cycles Using Recursive Least

SquarОsă EstТmatТon”.

http://hdl.handle.net/1969.1/ETD-TAMU-2012-08-11545

4. ŞТtăM.L..ăDТrТУarОaăr МТtoruluТăНОăРaгОăalăpompОТă НОă М lНur ă Нup ă МrТtОrТulă НОă mТnТmumă ală pierderilorde exergie. Problemele Energeticii Regionale, 2014, 25 (2), 47-56, ISSN 1859-0070,

http://journal.ie.asm.md/assets/files/01_02_25_20 14.pdf

5. Burdo O.G., Sit M.L., Zikov A.V., Reznychenco D.N., Juravleov A. A., Problemele Energeticii Regionale, 2016, 31 (2), 55-68, ISSN 1859-0070, http://journal.ie.asm.md/assets/files/07_02_

31_2016.pdf

я .

Ш – . . .,ă

. . .,ă - ă

ă«Э ă

ă ă ă

ă ».ă ă

ă :ă ă

,ă ă ă

- ă ă ă

- ,ăE-mail: mihail_sit@mail.ru

–

ă ă ,ă . . .ă

-ă «Э ă

-ă -ă ă ă

»ă ă ă .ă

ă ă :ă

-ă ă ,ă

ă .

E-mail:AZhur5249@mail.ru

Ш –

- ăИ ă

ă .ă ă ă

:ă ă ,ă

ă ă

ă ă ă

,ă ,ă

-ă .ăE-mail: boris@fld.rambler.ru.

–

ă ă – ă

И ă ă ă .ă

ă ă :ă

ă ă

ă ă ă

,ă ă