傳統空氣源熱泵系統利用室外換熱器從空氣中吸熱或向空氣放熱，傳熱效果較差，所以傳統空氣源熱泵系統在夏季用于供冷時在相同工況下其性能系數比水冷式冷水機組低,而水冷式冷水機組在冬季尤其是當室外空氣溫度低于0℃時不能正常運行。雖然傳統空氣源熱泵系統在冬季能工作，但運行時常常因為室外換熱器表面結霜而制熱效果差，甚至無法正常運行，這就極大地制約了空氣源熱泵的推廣使用。本項目提出了一種新的無霜型空氣源熱泵系統，該系統夏季以水冷模式運行，能充分發揮水冷冷水機組的優勢，而冬季又能利用原系統從環境中吸取熱量，作空氣源熱泵使用，且能避免系統結霜，可連續運行。 無霜型空氣源熱泵系統由三個子系統組成：壓縮制冷（熱泵）子系統、溶液吸熱子系統、溶液再生子系統。和傳統空氣源熱泵系統相比，新系統增加了溶液系統。因此，首先必須研究溶液與空氣之間的氣液相平衡關系。 本項目根據色譜直接測定的方法，設計并搭建了一套高精度測試鹽溶液與空氣氣液相平衡數據的實驗系統，并對相關數據進行了測定。 溶液系統中最關鍵的部件為再生器，因此，首先需掌握冬季工況下再生器的熱質傳遞規律，詳細研究了冬季工況下再生器的性能。利用搭建的冬季工況下溶液再生器性能實驗臺，實驗研究了冬季工況下以LiCl溶液為介質時入口空氣溫度、流量、含濕量以及溶液溫度、流量、濃度對溶液再生器性能的影響，分析了以上各入口參數對再生量和全熱效率的影響。根據實驗數據，回歸出了冬季工況下再生量和全熱效率的計算關聯式。 建立了再生過程的熱質傳遞模型，并把這些數學模型離散化進行了數值求解。為了使再生器內熱質傳遞分析和計算簡化和通用化，根據實驗數據，得到了再生器在冬季工況下的無量綱形式的熱質傳遞準則關系式，該關系式可用于冬季工況下再生器的設計與優化等。 建立了無霜型空氣源熱泵系統熱力計算的數學模型，分別分析了各主要參數對系統性能的影響，并搭建了無霜型空氣源熱泵系統性能實驗臺，實驗研究了環境空氣溫度、冷凝溫度、蒸發器內溶液流量、溶液塔入口的溶液濃度、再生器入口溶液流量、溶液塔內的風量、空氣濕度變化對系統性能的影響。結果顯示：本課題提出的無霜型空氣源熱泵系統在冬季傳統空氣源熱泵容易結霜的溫區范圍內可實現制熱且無需除霜，可連續運行。 2100433B

水冷冷水機組空調系統夏季制冷效率高，但冬季不能制熱；空氣源熱泵系統雖然冬季能制熱，但由于空氣與制冷劑之間傳熱效果差導致制熱效率低，且冬季易結霜，導致制熱效率進一步下降。為了解決上述技術難題，習慣上采用強化傳熱或（和）采用先進除霜方式，但都沒有從本質上解決問題。本項目突破上述傳統思路束縛，提出一種無霜型空氣源熱泵系統，它由三個子系統組成：壓縮制冷（熱泵）子系統、溶液吸熱子系統、溶液再生子系統。新系統不僅能實現夏季高效制冷，而且能實現冬季制熱且無需除霜。本項目主要研究構成該系統的三個子系統之間的能量耦合關系，揭示系統內部能量流、質量流之間的作用機理，尋找各能量流、質量流之間以及各子系統之間最優匹配的調控措施，進而找到系統內部關鍵熱力學參數的確定方法；同時，開展實驗研究，驗證理論成果。本項目旨在為無霜型空氣源熱泵系統建立一套理論研究方法，為實際工程設計提供基礎數據。

本項目面向浙江省兩化融合領域對重大裝備與高端裝備配套需求，圍繞智能液壓核心控制關鍵基礎件智能液壓閥，開展相關基礎科學問題研究。針對智能型液壓閥存在的閥內集成傳感器信息不豐富、閥口液阻控制決策形式不靈活、安全與可維護性差等問題，對集成式多傳感器精確測量與補償，閥口液阻解耦及其自適應控制規律，安全設計評估及故障診斷預測方法進行研究。研究工作為我國智能液壓閥的研制奠定了理論基礎。圍繞增強液壓閥核心狀態參數檢測能力，實現了液壓閥閥口壓力集成測量功能；提出了一種基于AdaBoost神經網絡的流量軟測量模型，實現了誤差小于2%的流量精確計算。圍繞傳統結構液壓閥，提出了先導閥死區在線檢測與補償控制方法，以及基于先導閥流量特性補償的液壓閥控制算法，使閥芯位置跟蹤誤差從4.91%降至1.87%，閥芯穩態控制精度從0.2%提高到0.08%，產品靜動態性能指標達到國際先進水平。圍繞閥口液阻解耦控制形式，設計了閥口結構解耦型先導式液壓閥，解決了先導閥死區硬補償問題，相較于傳統結構液壓閥整閥頻率響應提高了約50%；提出了基于電流預配比策略的先導閥芯聯動控制方法，使得新型結構液壓閥穩態控制精度提高到0.12%，消除了動態跟蹤時的換向滯后與過零位滯后現象。圍繞閥口液阻數字離散控制形式，研制了微型高頻響液壓閥，其尺寸（Ф12mm）、全行程開啟響應時間（1.15ms），全行程關閉響應時間（0.8ms）、額定流量（0.65L/min）達到了國際領先水平。在此基礎上，研制了基于惠斯通液壓全橋的離散式先導式液壓閥原理樣機及其實驗臺，以及基于多閥組聯合脈寬調制的全閥口離散型智能閥樣機及其實驗臺。圍繞液壓閥安全設計評估及故障診斷預測方法，提出了一種改進型無跡卡爾曼濾波器故障檢測模型，提高了算法的跟蹤性和故障敏感性；提出一種結合故障偏差位和比例方向閥運行狀態位的故障代碼，解決了液壓閥故障表現會隨運行狀態改變所導致的故障特征不唯一的問題；提出了綜合考慮工況和時間序列因素的故障特征提取方法，使得故障的定位率達到95.5%。 2100433B

智能液壓閥是智能液壓基礎件中最核心的控制元件，決定了基礎制造裝備的智能化水平。針對電液控制閥智能化方面存在的主要問題，對集成式多傳感器精確測量與補償、閥口阻尼解耦及其自適應控制規律、安全設計評估及故障診斷預測方法進行研究。1）揭示液壓閥閥口流場分布與壓力流量等參數的映射關系，提出壓力近端測量方法和無位移傳感型流量軟測量方法，拓寬液壓閥感知自身工作狀態的能力。2）揭示液壓閥多閥口解耦下壓力流量獨立控制與負載特性匹配規律，提出進出口液阻獨立型先導控制技術和低壓力沖擊的離散液阻變壓驅動模式及時序控制策略，為實現功能可編程電液控制閥的液阻靈活控制奠定基礎。3）揭示油膜特性與閥芯卡滯磨損的相互作用機理，建立基于油膜厚度測量的閥芯卡死故障診斷和閥芯磨損預估策略，提高液壓元件的安全性和智能維護水平，拓展電液控制元件在智能裝備上的應用，為智能型電液控制閥的設計與應用提供理論基礎。