变负荷工况下制冷系统多变量模糊控制方法研究

通过对制冷系统的非线性热力学耦合特性研究和控制方法分析,提出了基于多变量模糊控制方法的压缩机频率和电子膨胀阀开度协调控制方法,并在制冷系统变负荷工况下进行了试验.结果表明,该方法很好的适应了制冷系统变工况的控制要求,具有跟踪性能良好、控制精度高,并能显著的提高制冷系统的变负荷运行时的性能系数(COP).     

一种基于电子膨胀阀的冷库耦合控制系统的实验研究

为了研究对蒸发器出口过热度的精确控制,提出了一种过热度的PID控制与压缩机启停双位控制的耦合系统,研究了电子膨胀阀对过热度的控制效果的影响。首先,搭建了配有电子膨胀阀与热力膨胀阀的低温冷库试验台;其次,通过实验,分析了耦合系统中,过热度的控制精度与压缩机的实时吸气压力、蒸发器出口温度的关系;最后,通过热力膨胀阀与电子膨胀阀制冷系统的对比实验,得出基于电子膨胀阀的冷库耦合控制系统的优势。     

制冷系统的广义预测控制方法研究

制冷系统的蒸发器过热度的控制对于制冷系统稳定、高效运行具有重要作用。文中通过实验辨识了基于过热度和蒸发温度的制冷系统多输入多输出模型,并采用广义模型预测控制方法,针对制冷系统的变负荷运行工况下进行了实验研究。结果表明,该方法很好的适应了制冷系统变过热度、变蒸发温度的控制要求,相比常规的单输入单输出PID控制,跟踪性能良好、动态控制精度高,可以适应制冷系统负荷大范围变动的控制需求。     

变频空调制冷系统流量调节性能分析和实验研究

通过实验分析不同膨胀阀开度和压缩机频率下系统性能。过热度在‘0’点及前后情况下,制冷系统性能及回油状况随膨胀阀开度调节,会出现较大变化。且在过热度为‘0’时系统制冷量和能效比最高。同时对不同频率下系统性能参数变化规律尤其是换热器效率影响进行分析。给出膨胀阀开度和压缩机变转速联合调节在系统性能最优状态下调节策略。     

电子膨胀阀应用于低温陈列柜制冷系统的节能研究

与热力膨胀阀相比,电子膨胀阀应用于陈列柜制冷系统,可以更为精确地控制其柜温及过热度。为进一步减小低温陈列柜制冷系统能耗,文中提出通过改变电子膨胀阀脉冲信号的控制策略以达到节能的目的。通过试验证明:与热力膨胀阀相比,可节能25%;同时可减小系统过热度,提高低温陈列柜制冷系统温度特性。为电子膨胀阀在低温制冷陈列柜中的应用提供参考依据。     

直膨式太阳能热泵热水器过热度PI控制的实现

从自身特性和应用要求来看,热力膨胀阀作为直膨式太阳能热泵热水器的节流元件,调节品质不高.本文以电子膨胀阀作节流元件,采用太阳辐射强度的开环比例控制与集热板过热度的闭环反馈PI控制相结合的控制方案,通过实验研究的方法逐步制定控制策略,分三种不同情况采取特定参数控制集热板出口过热度.经实验验证,可以实现典型工况下过热度的准确、稳定控制.指出,合理改进电子膨胀阀开度的控制算法,并结合变频压缩机实现对制冷剂流量的串级控制,是实现系统全年优化运行进一步的研究方向.     

基于最小稳定过热度的制冷系统无模型控制研究

针对制冷系统非线性、大时滞和强耦合特性,建立精确的数学模型实现控制很难,无模型控制不需建立系统模型、适于复杂非线性系统。将无模型控制方法应用于制冷系统蒸发器最小稳定过热度控制。通过仿真与实验,与常规PID控制相比,验证了无模型控制能够减小蒸发温度与过热度之间的耦合作用,具备良好的快速性和抗干扰能力,适于制冷系统变负荷控制要求,具有较好的稳态性能和动态性能。     

低温冷冻系统神经元PID变容量控制试验研究

为进一步提高低温冷冻系统运行稳定性及能效比,采用神经元PID解耦方法联合控制压缩机及电子膨胀阀以实现系统高精度变容量控制,解决压缩机频率和过热度耦合性问题。通过对低温冷冻系统传统双位调节控制、PID控制及神经元PID控制进行对比试验研究及分析,其试验结果显示:采用神经元PID解耦控制算法的-18℃冷冻库降温时间相比传统双位调节控制与PID控制的冷冻库分别降低了15.5%与8.0%。相比单一PID控制,神经元PID控制的压缩机排气温度与压力均有所下降,冷库温度控制精度提高±0.℃,蒸发器过热度响应时间缩短50%以上,控制精度提高±0.1℃,且系统COP提高1.5%以上。     

制冷系统自适应模糊控制器的实验研究

以小型冷库智能控制试验台为被控对象,提出以压缩机频率和冷风机频率为输入参数,以库内空气温度和蒸发器出口过热度为输出参数的两输入两输出自适应模糊控制,以基本模糊控制规则和李雅普洛夫稳定性理论为基础设计自适应稳定模糊控制器,并将控制器应用于现有的冷库制冷系统中进行实验研究。结果表明,在变控制目标的控制过程中,控制器对库温和过热度的控制效果良好。在变负荷的控制过程中,控制器对库温的控制效果良好,但是过热度的控制效果并不好。     

基于Simulink的压缩式制冷系统动态特性分析

利用移动边界法建立了蒸发器和冷凝器的动态数学模型,并建立了压缩机和电子膨胀阀的稳态数学模型,根据各部件间耦合关系在Simulink平台上建立了压缩式制冷循环的动态仿真模型。研究了在压缩机转速、膨胀阀开度发生变化时制冷系统的动态响应,并研究了在室内负荷发生变化,即冷冻水温度或流量发生变化时制冷系统的动态响应,得到了制冷系统高低压两侧的压力以及蒸发过热度对这些扰动参数的动态响应。结果表明,当冷冻水温度阶跃升高1℃或冷冻水流量阶跃增加20%时,蒸发压力及冷凝压力都是先升高,然后经过微弱的降低后达到新的稳态。     

Experimental study on performance optimization of air source heat pump using DOE method

ASHP system is extensively applied to maintain indoor thermal environment but contributes to high building energy consumption. Better energy efficiency is possible through cooling performance improvements. This study investigates, using full-scale experiments, the cooling performance of ASHP. In the series of experiments, we vary the major influencing factors—evaporator inlet air temperature, air velocity, and compressor frequency and measured their impacts on response variables that include cooling capacity, compressor power, and the COP. The design of experiment (DOE) approach is used to plan and analyze the experiments. The results show that cooling capacity of ASHP system significantly increases with the rising evaporator inlet air temperature, air velocity, and compressor frequency. However, because of increasing fan and compressor power with rising air velocity and compressor frequency, COP dramatically decrease. Finally, the study of develop a simple predictive model for assessing the COP of ASHP. Comparing with the predicted and experimental results shows an agreement within 10% deviation, which indicates the suitability of the prediction model. Therefore, a predictive model can help system operators to set the optimal design parameters for achieving optimal COP performance of ASHP system.     

变频空调器制冷剂最佳充灌量试验研究

建立了变频空调器制冷剂最佳充灌量的数学模型,并通过实验验证了模型的可靠型。分析了在不同频率下,制冷剂充灌量对变频空调器制冷量、功率、EER、过热度、压缩机排气温度、吸气温度的影响及原因。提出了变频空调器制冷系统最佳充灌量的确定原则,以高频时蒸发器出口刚好达到饱和状态,此时蒸发器的过热度为零。     

Performance of a Single-Family Heat Pump at Different Working Conditions Using Small Quantity of Propane as Refrigerant

The performance of a domestic heat pump that uses a low quantity of propane as refrigerant has been experimentally investigated. The heat pump consists of two minichannel aluminium heat exchangers, a scroll compressor, and an electronic expansion valve. It was charged with the minimum amount of refrigerant propane required for the stable operation of the heat pump without permitting refrigerant vapor into the expansion valve at incoming heat source fluid temperature to the evaporator of +10°C. The inlet temperature of the heat source fluid passing through the evaporator was varied from +10°C to ?10°C while holding the condensing temperature constant at 35°C, 40°C, 50°C, and 60°C, respectively. The minimum refrigerant charges required at above-tested condensing temperatures were found to decrease when the condensing temperature increased and were recorded as 230 g, 224 g, 215 g, and 205 g, respectively. The results confirm that a heat pump with 5 kW capacity can be designed with less than 200 g charge of refrigerant propane in the system. Due to the high solubility of propane in compressor lubrication oil, the amount of refrigerant which may escape rapidly in case of accident or leakage is less than 150 g.     

变频压缩机空调系统的理论分析及实验研究

变频空调器是由变频压缩机驱动的空调系统,压缩机通过变频调节其转速使压缩机单位时间内的排气量变化,从而达到调节制冷量的目的。本文提出了变频空调器制冷系统的原理和设计方法,具体给出了制冷量和压缩机频率的关系方程,并从理论和实验两方面对变频空调器制冷系统进行了分析,得到了频率曲线图,为变频空调器制冷系统的设计提供了依据。     

电子膨胀阀对电动汽车空调系统的调节特性研究

电子膨胀阀是电动汽车空调系统的主要调控部件, 探究其调节特性对于制定系统控制策略具有重要意义. 本文搭建了以 R134a 为制冷剂的电动汽车空调系统实验台, 研究了电子膨胀阀调节过程中, 空调系统内制冷剂流量和压力的动态变化规律, 分析了不同压缩机转速下, 阀开度对系统制冷量、 空调箱出风温度、 压缩机功耗和系统COP 等性能参数的影响. 结果表明: 阀前制冷剂相态是影响电子膨胀阀调节时系统压力变化强弱的重要因素.在阀前制冷剂为过冷液态时, 调节阀开度对系统压力影响更大, 并且在阀前制冷剂具有较大过冷度( 大于10 ℃ )时, 下调阀开度会导致短时间的过节流造成系统压力大幅波动; 系统中制冷剂循环流量与阀开度呈线性变化趋势,不受阀前制冷剂相态的影响. 在实验工况下,100% 阀开度对应的制冷剂循环流量为97.2 ~115 .5 kg/h, 阀开度每下调10% , 系统中制冷剂循环流量下降6 % ~9 % .     

变频控制直接膨胀式太阳能热泵的数值模拟

文中通过对变频控制直接膨胀式太阳能热泵的数值模拟,指出PV/T- SAHP系统实现变频控制从而解决太阳能热泵集热器面积与压缩机的容量不匹配的关键问题是找到系统集热/蒸发器的MSS线.为变工况下太阳能热泵系统的研究提供参考.