摘要
一拖多变频空调系统由于各蒸发器状态参数间的相互影响,使得系统的控制特性相当复杂,也增加了对系统进行动态建模的难度。为此,本文以一拖三系统为例,采用集总参数法,建立起系统的动态热力学模型;同时提出了系统中变频压缩机和电子膨胀阀的控制策略,引入了吸气压力控制和以电子膨胀阀直接控制室温的思路;制定了带有调整因子的模糊控制方法;利用系统热力学模型对控制策略和方法进行仿真研究,仿真结果表明所提出的控制策略和方法是有效可行的,能取得满意的控制效果。
The interaction between different evaporators complicates greatly the control characteristics of the triple-evaporator air-conditioner, which makes it hard to control and mathematically model. Based on component models and a new methodology, herein a system’s transient thermodynamic model of the triple-evaporator air-conditioner was established. Control strategies featured with refrigerant suction pressure control, of the variable-speed compressor and electronic expansion valve were proposed. A fuzzy control method with modifying factor was used and the simulation research on the control strategies and method proposed here was carried out. The simulation results show that the control strategies and method are feasible and can achieve satisfying control results.总模型中蒸发器内制冷剂热力参数可采用空间平均化的方 dh?X,a ≈dh4 v,a 4,a
,a
法,空间平均化后的参数只随时间改变, 这些假定在 Chi 和 dt dt = f (dTdt ,T4 )
Didion[4]等人的研究成果中被较好的应用与验证。Vargas 和 在共同的压缩机入口处,来自各蒸发器的
Paris[3]等人的研究成果则认为:在建立动态模型时,质量方 分混合;假设在混合的过程中未出现能量损失
程可以稳态求解,因此压缩机制冷剂质流量可认为是各蒸发 冷剂的焓值由下式可得:
器的质流量之和,这样可省去质量方程的求解,在一定的精 h?T = (h?X mev, + h?X mev, + h?X mev,
,a a ,b b ,c c
度范围内并不严重影响最后的计算结果。此外,由于在一拖 (mev, + mev, + mev, )
a b c
三系统中三个蒸发器并联,故出口压力相同,可利用同一吸 同时由制冷剂状态方程,T?T = f (h?T,P?T ) 以及
气压力 PI 来代替;同时通过系统的运行特性仿真研究可以 则可得:
发现,三蒸发器内制冷剂沿程压力近似呈线性分布[9],故可 T?T
,sup = T?T ?T?T
,sat
由吸气压力和各蒸发器的蒸发压力反推各蒸发器的进口压 vsuc = v?T = f (P?T,T?T,sup)
力, 也即膨胀阀的阀后冷剂压力。由于三个蒸发器可采用相 如前所述,压缩机的制冷剂质流量可认为
同的模型,故以其中的蒸发器 a 做为例子来进行建模。 质流量之和,即可认为:
蒸发器 a 内的冷剂焓值随时间动态变化的过程可由以 mcom =mev, + mev, +mev,
a b c
下微分方程及关系式来表示: 而且通过吸气压力PI和蒸发压力P4, 则可由 a
dh4 ,a 胀阀后的制冷剂压力:
dt =[mev, (h?W, ?h?X ) ?Q4 ]?l 1
a a ,a ,a
4,a p?W, = f ( p?T, p4 )
h4 = x4h4 a ,a
,a v,a +(1? x4)h4l,a 通过得出膨胀阀后的制冷剂压力则可利
Q4 =U4 A4 (T5 ?T4 )
,a ,a ,a ,a ,a 的模型求出流经各蒸发器的制冷剂质流量;因
由制冷剂的状态方程和以上各式则可推导出:
出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
2004年第10期2123-2127,共5页
Journal of System Simulation
关键词
一拖三系统
动态热力学模型
控制
吸气压力
triple-evaporator air conditioner with inverter
transient thermodynamic model
control
suction pressure
