暖通空调制冷系统建模与控制现状分析.pdf

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1、经验交流暖通空调制冷系统建模与控制现状分析蒋玉冰渊天津市建筑设计院,天津300074冤摘要院本文详细阐述了暖通空调制冷系统的建模情况和优化控制袁并针对暖通空调系统运行效率的影响因素进行分析遥笔者结合制冷系统的工作原理袁总结了制冷系统建模和控制现状袁针对各项控制策略进行探讨袁提出了制冷系统控制技术的发展趋势遥关键词院暖通空调曰制冷系统曰控制现状曰发展趋势中图分类号院TB657.2文献标识码院A文章编号院1674要3024渊2015冤01要134要01引言现阶段袁从单个元件角度而言袁侧重于蒸发器过热度的电

2、子膨胀阀控制算法以及侧重于制冷量的压缩控制算法中袁均应用近年来袁由于我国制冷设备能耗所占比重较大袁制约了我国PID控制遥电力能源的可持续发展遥已有的制冷设备将效率点设置于额定容由于PID控制器参数整定的基础在于简单不变的模型袁而运量输出上袁然而袁制冷设备的运行状态往往比额定容量低袁导致热行工况尧负荷变化等因素都会对蒸发器过热度系统的数学模型造效率远远低于额定负荷的运行效率袁造成大量能源的耗费遥在这成影响袁因此采用PID算法对蒸发器过热度进行控制难以达到满一严峻形势下袁深入对暖通空调制冷系统建模与控制现

3、状及发展意效果遥并且袁许多学者采用PID算法对制热泵系统电子膨胀阀趋势进行探讨势在必行袁具有十分重要的作用和意义遥的运行情况进行控制袁发现要实现蒸发器过热度控制袁就要求在1概述电子膨胀阀运行过程中对PID参数进行调整遥若在控制电子膨胀阀过程中袁采用PID自适应控制袁则可发1.1单体部件建模的含义现PID自适应控制的静态品质与动态品质均表现良好遥并且袁针暖通空调中的蒸汽压缩系统又分为蒸发器尧冷凝器尧膨胀阀尧对制冷系统的起动及吸气回液问题而设计的修正控制算法袁也能压缩机四大要点袁其中袁压缩机作为系统制冷的

4、要素袁为制冷剂流动保证制冷机即使在复杂多变的运行环境下袁电子膨胀阀仍旧可以提供动力袁直接关系到制冷器流量袁主要包括螺杆式尧回旋式尧活塞适当调节蒸发器供液量袁确保制冷剂运行的经济可靠遥式尧离心式四大类遥压缩机模型的建立是为了得出制冷剂质量与压2.2多输入/多输出缩机转速之间的关系遥为了确保计算精度达到相关标准袁进而实现随着科学技术的发展与成熟袁在研究制冷系统的最优化控制制冷系统的优化袁应简化建模袁强化建模的通用性袁通过大量实验参中袁采用高级控制策略成为了研究热点遥根据性能指标的要求袁调数袁回归成为经验公

5、式来获取压缩机的点效率和容积效率遥节蒸发器过热度与制冷量需要综合考虑膨胀阀开度尧压缩机转冷凝器和蒸发器中制冷剂的储存量是制冷系统中的重要组速尧冷凝水泵转速等遥成部分袁其采用模型的精确度是系统建模的关键条件袁直接影响利用传统的单输入/单输出对具有多个控制部件的空调系统到系统建模的准确性遥制冷剂以气液与单相两相态存在袁根据目进行控制袁效果并不理想遥采用多输入/多输出对数学模型进行控的或要求的不同袁可构建动态集中参数模型尧稳态分布参数模型尧制袁可利用LQG协调膨胀阀开度与压缩机转速袁这种方法较单输稳定集中参

6、数模型尧动态分布参数模型遥集中参数所用时间较长袁入/单输出而言袁更具优势遥由于系统工作点移动范围较大时袁系统收敛速率较低袁分布参数模型精确度较高袁但是袁各模型的建立都会表现出强非线性袁因此控制系统采用了一滚增益调节器袁能较源于热力学的连续方程尧能量守恒方程尧动量守恒方程遥好地适应这种变化遥此外袁在相关研究领域中袁出现了一种基于模1.2单体部件建模的发展型的反馈线性化环节对系统动态模型中非线性部分进行补偿的为了简化热交换器中两项流的表达式袁应充分利用热器两项方法袁该方法的出现袁能较好地实现系统的稳定性遥

7、区的变边界方程建立模型遥简单来说袁即以集中参数法为主袁从两项区的小细节着手探讨袁无须使用动态方程形式遥3暖通空调制冷系统建模与控制领域的发展趋势部分模型主要利用动量方程构建袁以空气热泵系统模型为现有暖通空调系统的设计重点侧重于自动化水平的应用与主袁其采用了移动边界集中参数方程袁构建了所有单体元件袁包括提高袁主要采用传统PID回路控制袁8片单机CPU核心处理遥随着电动机轴动态数学模型和热交换器风扇等遥智能技术的迅猛发展袁暖通空调的设计必将侧重于高级控制袁实1.3系统整体建模现在变负荷尧多工况环境下袁最优

8、控制被控对象的目的袁从而实现单体模型构建完成后袁应将各部分模型拟合起来袁组成一个所有环节的最佳控制遥完整的系统遥可采用物理顺序构建法和解线性方程组渊牛顿-拉弗现阶段袁中央空调控制系统有着不同的控制协议袁其技术标森法尧龙格-库塔法冤遥采用软件编程工具袁具有较强的编程能力和准与开发环境较多袁但显然LONWORK和BACNET已经成为楼算法设计水平袁却缺乏稳定性袁计算过程不明确袁难以解决计算过宇自动化标准之一遥并且袁随着企业信息化程度的不断提高袁设备程中的各项