传统空气源热泵系统利用室外换热器从空气中吸热或向空气放热，传热效果较差，所以传统空气源热泵系统在夏季用于供冷时在相同工况下其性能系数比水冷式冷水机组低,而水冷式冷水机组在冬季尤其是当室外空气温度低于0℃时不能正常运行。虽然传统空气源热泵系统在冬季能工作，但运行时常常因为室外换热器表面结霜而制热效果差，甚至无法正常运行，这就极大地制约了空气源热泵的推广使用。本项目提出了一种新的无霜型空气源热泵系统，该系统夏季以水冷模式运行，能充分发挥水冷冷水机组的优势，而冬季又能利用原系统从环境中吸取热量，作空气源热泵使用，且能避免系统结霜，可连续运行。 无霜型空气源热泵系统由三个子系统组成：压缩制冷（热泵）子系统、溶液吸热子系统、溶液再生子系统。和传统空气源热泵系统相比，新系统增加了溶液系统。因此，首先必须研究溶液与空气之间的气液相平衡关系。 本项目根据色谱直接测定的方法，设计并搭建了一套高精度测试盐溶液与空气气液相平衡数据的实验系统，并对相关数据进行了测定。 溶液系统中最关键的部件为再生器，因此，首先需掌握冬季工况下再生器的热质传递规律，详细研究了冬季工况下再生器的性能。利用搭建的冬季工况下溶液再生器性能实验台，实验研究了冬季工况下以LiCl溶液为介质时入口空气温度、流量、含湿量以及溶液温度、流量、浓度对溶液再生器性能的影响，分析了以上各入口参数对再生量和全热效率的影响。根据实验数据，回归出了冬季工况下再生量和全热效率的计算关联式。 建立了再生过程的热质传递模型，并把这些数学模型离散化进行了数值求解。为了使再生器内热质传递分析和计算简化和通用化，根据实验数据，得到了再生器在冬季工况下的无量纲形式的热质传递准则关系式，该关系式可用于冬季工况下再生器的设计与优化等。 建立了无霜型空气源热泵系统热力计算的数学模型，分别分析了各主要参数对系统性能的影响，并搭建了无霜型空气源热泵系统性能实验台，实验研究了环境空气温度、冷凝温度、蒸发器内溶液流量、溶液塔入口的溶液浓度、再生器入口溶液流量、溶液塔内的风量、空气湿度变化对系统性能的影响。结果显示：本课题提出的无霜型空气源热泵系统在冬季传统空气源热泵容易结霜的温区范围内可实现制热且无需除霜，可连续运行。 2100433B

水冷冷水机组空调系统夏季制冷效率高，但冬季不能制热；空气源热泵系统虽然冬季能制热，但由于空气与制冷剂之间传热效果差导致制热效率低，且冬季易结霜，导致制热效率进一步下降。为了解决上述技术难题，习惯上采用强化传热或（和）采用先进除霜方式，但都没有从本质上解决问题。本项目突破上述传统思路束缚，提出一种无霜型空气源热泵系统，它由三个子系统组成：压缩制冷（热泵）子系统、溶液吸热子系统、溶液再生子系统。新系统不仅能实现夏季高效制冷，而且能实现冬季制热且无需除霜。本项目主要研究构成该系统的三个子系统之间的能量耦合关系，揭示系统内部能量流、质量流之间的作用机理，寻找各能量流、质量流之间以及各子系统之间最优匹配的调控措施，进而找到系统内部关键热力学参数的确定方法；同时，开展实验研究，验证理论成果。本项目旨在为无霜型空气源热泵系统建立一套理论研究方法，为实际工程设计提供基础数据。

本项目面向浙江省两化融合领域对重大装备与高端装备配套需求，围绕智能液压核心控制关键基础件智能液压阀，开展相关基础科学问题研究。针对智能型液压阀存在的阀内集成传感器信息不丰富、阀口液阻控制决策形式不灵活、安全与可维护性差等问题，对集成式多传感器精确测量与补偿，阀口液阻解耦及其自适应控制规律，安全设计评估及故障诊断预测方法进行研究。研究工作为我国智能液压阀的研制奠定了理论基础。围绕增强液压阀核心状态参数检测能力，实现了液压阀阀口压力集成测量功能；提出了一种基于AdaBoost神经网络的流量软测量模型，实现了误差小于2%的流量精确计算。围绕传统结构液压阀，提出了先导阀死区在线检测与补偿控制方法，以及基于先导阀流量特性补偿的液压阀控制算法，使阀芯位置跟踪误差从4.91%降至1.87%，阀芯稳态控制精度从0.2%提高到0.08%，产品静动态性能指标达到国际先进水平。围绕阀口液阻解耦控制形式，设计了阀口结构解耦型先导式液压阀，解决了先导阀死区硬补偿问题，相较于传统结构液压阀整阀频率响应提高了约50%；提出了基于电流预配比策略的先导阀芯联动控制方法，使得新型结构液压阀稳态控制精度提高到0.12%，消除了动态跟踪时的换向滞后与过零位滞后现象。围绕阀口液阻数字离散控制形式，研制了微型高频响液压阀，其尺寸（Ф12mm）、全行程开启响应时间（1.15ms），全行程关闭响应时间（0.8ms）、额定流量（0.65L/min）达到了国际领先水平。在此基础上，研制了基于惠斯通液压全桥的离散式先导式液压阀原理样机及其实验台，以及基于多阀组联合脉宽调制的全阀口离散型智能阀样机及其实验台。围绕液压阀安全设计评估及故障诊断预测方法，提出了一种改进型无迹卡尔曼滤波器故障检测模型，提高了算法的跟踪性和故障敏感性；提出一种结合故障偏差位和比例方向阀运行状态位的故障代码，解决了液压阀故障表现会随运行状态改变所导致的故障特征不唯一的问题；提出了综合考虑工况和时间序列因素的故障特征提取方法，使得故障的定位率达到95.5%。 2100433B

智能液压阀是智能液压基础件中最核心的控制元件，决定了基础制造装备的智能化水平。针对电液控制阀智能化方面存在的主要问题，对集成式多传感器精确测量与补偿、阀口阻尼解耦及其自适应控制规律、安全设计评估及故障诊断预测方法进行研究。1）揭示液压阀阀口流场分布与压力流量等参数的映射关系，提出压力近端测量方法和无位移传感型流量软测量方法，拓宽液压阀感知自身工作状态的能力。2）揭示液压阀多阀口解耦下压力流量独立控制与负载特性匹配规律，提出进出口液阻独立型先导控制技术和低压力冲击的离散液阻变压驱动模式及时序控制策略，为实现功能可编程电液控制阀的液阻灵活控制奠定基础。3）揭示油膜特性与阀芯卡滞磨损的相互作用机理，建立基于油膜厚度测量的阀芯卡死故障诊断和阀芯磨损预估策略，提高液压元件的安全性和智能维护水平，拓展电液控制元件在智能装备上的应用，为智能型电液控制阀的设计与应用提供理论基础。