变频空调器的三种控制算法

变频空调器的三种控制算法

#16#专题研讨 2000年第30卷第6期

变频空调器的三种控制算法

清华大学 石文星µ 史斌华 彦启森

提要 叙述和分析了变频空调器的矩阵电子控制!系统)相关指令控制和模糊控制三种控制算法的数学模型 阐明了各种方法是如何通过调节压缩机的运转频率!室内外风机转速和电子膨胀阀开度实现房间舒适性和系统节能性控制的

关键词 变频空调器 制冷系统 控制 数学模型

Τηρεεχοντρολαλγοριτηµσφοραιρχονδιτιονερσ

ωιτηφρεθυενχψχοντρολ

ΒψΣηι ενξινγν,ΣηιΒινηυαανδΨανΘισεν

Αβστραχτ εσχριβεσανδαναλψσεστηεµατηεµατιχαλµοδελσφορτηεµατριξχοντρολ,σψστεµ2ρελατι εχοµµανδσχοντρολανδφυζζψχοντρολ.Εξπλαινστηεµεχηανισµοφτηεσεινρεγυλατινγτηερυννινγσπεεδοφτηεχοµπρεσσορανδινδοορανδουτδοορφανσ,ανδοπενινγοφτηεεξπανσιον αλ ε,τορεαλισεβοτηχοµφορτανδσψστεµενεργψεφφιχιενχψ.

Κεψωορδσ φρεθυενχψχοντρολαιρχονδιτιονερ,ρεφριγερατιονσψστεµ,χοντρολ,µατηεµατιχαλµοδελ

νΤσινγηυαΥνι ερσιτψ,Χηινα

使房间 微电脑!变频器!电子膨胀阀三大技术的导入 空调器的控制技术由启停控制时代发展到了电子控制时代 人工神经网络和模糊技术等现代控制理论的应用 又推动了房间空调器向智能控制时代迈进≈ 变频空调器的研制成功 标志着人工环境技术和节能技术已走向了新的时期 变频空调器是根据室内的冷 热 负荷要求 改变压缩机的运转频率调节制冷系统所需要的工质循环量 通过调节室内外风机转速!四通阀!室内机的风向调节板等可控部件 实现室内环境的舒适性和系统的节能控制 本文对近年来诞生的变频空调器的矩阵电子控制 系统)相关指令控制 模糊控制的数学模型进行了叙述和分析 以说明各种方法是如何实现室内环境舒适性和制冷系统节能性控制的

矩阵电子控制

等的适时控制

各调节量对制冷循环特性的影响

松冈采用室内外换热器的传热面积与传热系数的乘积

ΑΚ来表示换热器能力,用改变ΑΚ值的大小来模拟室内

外风机的转速变化 以设计工况的ΑΚ为基准,将运转工况下的ΑΚ无量纲化,改变室内外机的无量纲ΑΚ进行模拟计算,寻找室内机Α Κ !室外机Α Κ 对系统特性制冷量

Θ !制冷能效比ΧΟΠ 和制热量Θ !制热能效比ΧΟΠ 的影

通过分析,将影响关系线性化,得到如下的线性函响规律 数族:

室内机 Θ =α Α Κ +β

ΧΟΠ =α Α Κ +β

Θ =α Α Κ +β ΧΟΠ =α Α Κ +β

矩阵电子控制法由日本学者松冈博士于 年提出≈ 并于 年获得日本冷冻协会学术奖≈ 此法是在变频压缩机!电子膨胀阀诞生之后 为适应空调器的高能效比!快速启动!除霜!除湿运行等要求而提出的 它是将空调器制冷系统看作是一个线性多输入多输出系统 通过将系统的仿真结果整理成线性函数关系 并将其系数存入微电脑中 在实机运行中 通过简单的矩阵运算 即可得出运行工况下的调节量 以实现对空调器能力和制冷剂状态

室外机 Θ =α Α Κ +β

ΧΟΠ =α Α Κ +β

Θ =α Α Κ +β

男 在读博士研究生 讲师µ石文星 年 月生

北京市清华大学建筑技术科学系 ∞2 ¬ 收稿日期

变频空调器的三种控制算法

暖通空调Η &ΑΧ 专题研讨#17#

ΧΟΠ =α Α Κ +β

( )

用改变压缩机无量纲理论输气量 模拟变频压缩机

的频率变化( );改变回热器的无量纲回热面积

与传热系数之积Α Κ 模拟压缩机吸气过热度变化,并在不同的过冷度Σ 下进行了仿真研究,经整理均可得到形如式( )的线性方程组,其中方程组中的系数αι ,βι 均为常数 由此可知,影响Θ ,ΧΟΠ ,Θ ,ΧΟΠ 的因素有 个(即Α Κ ,Α Κ , ,Α Κ 和Σ )

它们存在下列关系:Θ =Θ (Α Κ ,Α Κ , ,Α Κ ,Σ )

( )

对式( )微分,得

ΘΘ =

99Α Κ Α9Θ 9Θ

Κ +9Α Κ Α Κ +9 +

9Θ 9Α Κ Α9Θ

Κ +9Σ Σ

=α Α Κ +α Α Κ +α +α Α Κ +α Σ

( )

同理, ΧΟΠ , Θ , ΧΟΠ 都有形如式( )的公式 用矩阵形式表示为:

≥ ÷

Θ

α

α α α α 其中≥

ΧΟΠ

α α α α α Θ

α α α α α ΧΟΠα

α

α

α

α

Α Κ Α Κ

÷ Α Κ Σ

为影响矩阵 ≥为被控对象矩阵 ÷为调节量矩阵 分

析影响矩阵 中元素的大小 发现αι αι ι 和α , 相对于其它元素要小得多 可以忽略 即可以不考虑过冷度Σ 和吸气过热指标Α Κ 对系统特性的影响 同时略去变化较小的性能指标ΧΟΠ 于是可将式

简化成

× ≠

Θ

Α Κ

其中× Θ

≠

Α Κ ΧΟΠ α

α α β β β α α α

β β β α

α

α

β

β

β

欲控制系统特性× 需要确定调节量≠ 只需求解线性方程组 即可

矩阵电子控制

利用上述思想 将矩阵电子控制方式应用于空调器中 通过改变室内外风机转速和压缩机频率可实现对所要求的被控量进行适时控制 通过模拟计算 不仅可以获得调节

量与 Θ ΧΟΠ Θ ΧΟΠ 的关系 还可获得与调节量

蒸发温度Τ !排气压力π 等系统特性的线性关系 将这种关系存入微电脑通过矩阵运算 就可方便地求出调节量 Α Κ Α Κ 进而求出室内外风机转速和压缩机的频率

参见图 图 空调器矩阵电子控制原理

≠容量控制

如在制冷模式下 以额定频率 如 运行为比较基准 将各时刻所需的制冷量Θ 存入微电脑中 通过矩阵运算可计算出各调节因素的变 …… 此处隐藏：5491字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……