以高溫?zé)岜么鎮(zhèn)鹘y(tǒng)工藝產(chǎn)生蒸汽，具有經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，符合我國(guó)低碳發(fā)展目標(biāo)。本項(xiàng)目對(duì)已開(kāi)發(fā)的170kW級(jí)R245fa高溫?zé)岜脵C(jī)組進(jìn)行測(cè)試分析，確定機(jī)組在熱源溫度50-70℃下均可實(shí)現(xiàn)100℃以上供熱，分析了系統(tǒng)的優(yōu)越性和應(yīng)用前景。本項(xiàng)目針對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的閃蒸循環(huán)式蒸汽系統(tǒng)能效低和熱泵系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，提出蒸汽直出冷凝換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和高溫?zé)岜孟到y(tǒng)動(dòng)態(tài)控制優(yōu)化方案，經(jīng)仿真驗(yàn)證顯著改善了熱泵蒸汽系統(tǒng)性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。

項(xiàng)目的總體目標(biāo)是對(duì)已開(kāi)發(fā)的高溫?zé)岜脵C(jī)組進(jìn)行部件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)蒸汽直出并實(shí)現(xiàn)控制方面的優(yōu)化，完成實(shí)驗(yàn)測(cè)試與性能分析：

1）設(shè)計(jì)蒸汽直出的兩相冷凝器結(jié)構(gòu)，建立冷凝器傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型，對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析優(yōu)化；

2）設(shè)計(jì)該高溫?zé)岜脵C(jī)組的動(dòng)態(tài)控制策略，實(shí)現(xiàn)針對(duì)負(fù)荷追蹤和能效提升的雙目標(biāo)優(yōu)化；

3）建立高溫?zé)岜脭?shù)學(xué)模型，搭建機(jī)組Simulink仿真平臺(tái)和蒸汽直出冷凝換熱器CFD模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估；

4）與企業(yè)合作完成熱泵機(jī)組的90℃以上穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能測(cè)試并驗(yàn)證具體應(yīng)用場(chǎng)景下的可行性。

項(xiàng)目對(duì)高溫?zé)岜脵C(jī)組進(jìn)行測(cè)試分析得出數(shù)據(jù)，機(jī)組 COP可達(dá)5.86，?效率可達(dá)54.25%，能效表現(xiàn)佳；機(jī)組相比燃煤鍋爐，年運(yùn)行成本減少22%，產(chǎn)生24%的碳減排效益，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)了蒸汽直出冷凝換熱器，對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模及CFD仿真分析，利用工業(yè)生產(chǎn)中的余熱，使用高溫?zé)岜脵C(jī)組實(shí)現(xiàn)直接蒸汽供應(yīng)，提高蒸汽生產(chǎn)能效、減少成本。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了基于PI雙環(huán)控制和經(jīng)濟(jì)模型預(yù)測(cè)控制（EMPC）的動(dòng)態(tài)控制優(yōu)化策略。經(jīng)仿真驗(yàn)證，后者通過(guò)目標(biāo)追蹤和能效提升的雙目標(biāo)控制將COP從未受控制時(shí)的3.68提升至4。兩種控制策略在熱泵機(jī)組上實(shí)體部署，能有效改善穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，提高長(zhǎng)期運(yùn)行效率。