变频空调系统控制
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空调系统变频调节器工作原理空调系统中的变频调节器是整个空调系统中的一个重要组成部分。
它通过调节压缩机的转速来控制冷凝器和蒸发器之间的制冷剂的流量,以实现空调系统的温度调节和能耗的优化。
下面将详细介绍空调系统变频调节器的工作原理。
1. 变频调节器的基本原理变频调节器基于电机的频率变化来调节压缩机的转速。
传统的空调系统使用固定频率的电机驱动压缩机,而变频调节器则使用可调频率的电机。
通过改变电机的频率,变频调节器可以实现对压缩机转速的精确控制。
2. 变频调节器的工作过程空调系统中的变频调节器根据空调系统内部的温度变化和外部的环境条件实时调整压缩机的转速,从而实现对制冷剂流量的精确控制。
具体的工作过程可以分为以下几个步骤:(1) 传感器检测变频调节器通过与空调系统内部的传感器连接,实时监测空调系统内部的温度和湿度变化。
传感器将检测到的数据传送给变频调节器,供其进行处理和决策。
(2) 数据处理和决策变频调节器根据传感器传来的数据进行数据处理和决策,判断当前空调系统的工作状态和所需的制冷剂流量。
根据预设的温度设定值和环境条件,变频调节器会计算出合适的转速控制信号。
(3) 控制信号输出根据数据处理的结果,变频调节器会输出相应的控制信号给压缩机的驱动器。
这些控制信号会调节驱动器的输出频率,从而实现对压缩机转速的变化。
转速的变化会导致制冷剂流量的调节,进而影响空调系统的制冷效果。
(4) 反馈控制变频调节器还会根据驱动器的反馈信号来调整控制信号的输出,以实现闭环控制。
反馈信号可以提供有关压缩机转速和实际制冷效果的信息,变频调节器可以根据这些信息对控制信号进行修正和优化。
3. 变频调节器的优势与传统的空调系统相比,采用变频调节器具有以下几个优势:(1) 节能效果显著:变频调节器可以根据实际需求调节压缩机的转速,避免了传统空调系统中频繁启停造成的能耗浪费。
(2) 温度控制更精确:通过精确控制制冷剂的流量,变频调节器可以实现对空调系统的温度控制更加精确,提高了使用者的舒适度。
变频空调工作原理一、引言变频空调是一种先进的空调技术,通过调节压缩机的转速来实现室内温度的控制。
本文将详细介绍变频空调的工作原理。
二、变频空调的组成部分1. 压缩机:变频空调采用变频压缩机,它可以根据室内温度的变化来调节转速,从而达到节能的效果。
2. 冷凝器:冷凝器用于将室内空气中的热量传递给室外环境,使室内温度降低。
3. 蒸发器:蒸发器用于将室内空气中的热量吸收,使室内温度升高。
4. 膨胀阀:膨胀阀用于控制制冷剂的流量,调节室内温度。
5. 控制系统:变频空调配备了先进的控制系统,可以根据室内温度的变化来调节压缩机的转速。
三、变频空调的工作原理1. 制冷模式:(1) 当室内温度高于设定温度时,控制系统会发送信号给变频压缩机,要求其启动。
(2) 变频压缩机启动后,根据室内温度的变化,控制系统会不断调节压缩机的转速,使其保持在一个合适的范围内。
(3) 制冷剂从蒸发器中吸收室内热量,然后经过压缩机提高压力,进入冷凝器,将热量传递给室外环境。
(4) 经过冷凝器后,制冷剂变成高压高温的气体,然后通过膨胀阀降压,变成低温低压的液体,再次进入蒸发器,循环往复。
2. 制热模式:(1) 当室内温度低于设定温度时,控制系统会发送信号给变频压缩机,要求其启动。
(2) 变频压缩机启动后,根据室内温度的变化,控制系统会不断调节压缩机的转速,使其保持在一个合适的范围内。
(3) 制冷剂从蒸发器中吸收室内热量,然后经过压缩机提高压力,进入冷凝器,将热量传递给室内环境。
(4) 经过冷凝器后,制冷剂变成高压高温的气体,然后通过膨胀阀降压,变成低温低压的液体,再次进入蒸发器,循环往复。
四、变频空调的优势1. 节能高效:变频空调可以根据室内温度的变化自动调节压缩机的转速,避免了频繁启停,大大节省了能源。
2. 精确控温:由于变频空调可以精确调节压缩机的转速,室内温度可以更加稳定,提供更舒适的环境。
3. 运行稳定:变频空调在运行过程中转速变化平稳,噪音较小,使用寿命更长。
变频器在空调控制中的应用变频器是一种用于调节电机转速的设备,广泛应用于各种领域,其中之一就是空调控制。
空调控制中使用变频器可以带来许多优势,比如节能、减少噪音等,本文将对变频器在空调控制中的应用进行详细探讨。
一、变频器的工作原理在介绍变频器在空调控制中的应用之前,我们先来了解一下变频器的工作原理。
变频器通过改变电机的供电频率来控制电机的转速。
传统的空调控制方法是通过调节电机的供电电压来控制转速,而变频器则通过改变电机的供电频率,从而实现电机转速的调节。
通过控制变频器的输出频率和电压来实现对空调中的压缩机、风机等关键部件的控制。
二、变频器在空调中的节能效果1. 变频器能够根据空调负荷的变化调节电机的转速,实现精准的运行控制。
传统的空调系统通常采用定速运行,不管负荷大小,电机始终以满负荷运行,这会导致能源的浪费。
而变频器能够根据实际负荷情况进行自适应调节,使电机在达到要求的同时尽可能降低能耗,从而大大提高空调系统的能效。
2. 变频器通过控制电机的转速,实现空调系统的调速运行,从而改善系统的运行效果。
传统的空调系统在启动和停止过程中会产生较大的噪音和震动,而变频器通过平滑启停,消除了电机启动和停止时冲击过大的问题,使运行过程更加平稳,减少了噪音和震动。
三、变频器在空调中的控制精度1. 变频器可以实现对空调系统的精确控制。
传统空调系统一般是开关式控制,只能实现设定温度的上下波动范围,而变频器通过调整电机的转速可以实现更加精细的控制。
例如,当室内温度接近设定温度时,变频器可以自动降低电机的转速,以避免温度过低或过高。
2. 变频器通过精确控制空气流量和制冷量,使得空调系统的运行更加高效。
传统的空调系统通常采用固定的风口开度和制冷量,难以应对不同环境下的变化,效果较为有限。
而变频器可以根据实际需求进行动态调节,保持室内温度的稳定,并提高空调系统的运行效率。
四、变频器在空调维护中的作用1. 变频器具有智能故障检测和诊断功能,能够提前发现和预防系统故障。
变频器在空调系统中的应用技巧变频器在空调系统中的应用技巧一、变频器的基本原理与空调系统的适配性变频器是一种能够改变电机工作电源频率,进而控制电机转速的电力控制设备。
其基本原理是通过将固定频率的交流电转换为直流电,再逆变为频率可变的交流电供给电机。
在空调系统中,压缩机、风机等设备多由电机驱动,而这些设备的运行功率往往与空调的制冷制热效果以及能耗密切相关。
空调系统的负荷会随着环境温度、室内人员数量、使用时间等因素不断变化。
例如在夏季炎热的午后,室内外温差大,空调需要满负荷运行来制冷;而在清晨或傍晚,环境温度相对较低,空调负荷则明显减小。
传统定频空调系统在运行时,电机以固定转速运转,压缩机输出功率恒定。
这就导致在低负荷需求时,空调系统仍然以高功率运行,造成了大量的能源浪费,并且频繁的启停还会影响设备的使用寿命和室内温度的稳定性。
变频器的应用则很好地解决了这一问题。
通过根据空调系统实际负荷需求动态调整电机转速,能够实现精确的制冷制热控制。
当负荷较小时,降低电机转速,减少压缩机的输出功率,从而降低能耗;当负荷增大时,提高电机转速以满足制冷制热要求。
这种适配性使得空调系统能够更加高效、稳定地运行,提高了室内环境的舒适性,同时降低了运行成本。
二、变频器在空调系统各部件中的应用技巧(一)压缩机的变频控制压缩机是空调系统的核心部件,其能耗通常占空调总能耗的较大比例。
采用变频器对压缩机进行控制时,首先要根据空调的制冷制热能力以及使用场所的需求,合理选择变频器的容量。
如果变频器容量过小,可能无法满足压缩机在高负荷时的功率需求,导致运行不稳定甚至损坏设备;而容量过大则会造成成本增加和资源浪费。
在控制策略方面,一种常见的方法是采用温度反馈控制。
通过在空调的回风口和出风口设置温度传感器,实时监测室内温度与设定温度的差值。
当差值较大时,变频器提高输出频率,加快压缩机转速,增加制冷制热量;当差值较小时,降低输出频率,使压缩机以较低转速运行。
节能空调变频控制系统的研究【摘要】空调电能的消耗非常大,利用变频器控制系统,自动调节水泵的输出流量,达到节能目的提供了可靠的技术条件,能够有效的节省电能的消耗,这样可以取得经济和社会效益的最大化。
【关键词】节能空调变频控制1 前言空调系统随着人们生活水平的提高,但是空调电能的消耗非常大,约占建筑物总电能消耗的50%。
,实际上空调系统满负载时间很短,几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。
空调系统中冷冻主机的负荷却不能自动调节负载,造成了电能的无端浪费。
随着变频技术的日益成熟,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量,达到节能目的提供了可靠的技术条件。
2 节能空调中变频控制系统变频控制系统通过变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等构成温差闭环自动控制,根据负载轻重自动调整冷冻主机中水泵的运行频率实现高效节能方法。
2.1 中央空调系统简介空调系统的工作过程是一个不断进行能量转换以及热交换的过程。
其理想运行状态是:在冷冻水循环系统中,在冷冻泵的作用下冷冻水流经冷冻主机,在蒸发器进行热交换,被吸热降温后(7℃)被送到终端盘管风机或空调风机,经表冷器吸收空调室内空气的热量升温后(12℃),再由冷冻泵送到主机蒸发器形成闭合循环。
在冷却水循环系统中,在冷却泵的作用下冷却水流经冷冻机,在冷凝器吸热升温后(37℃)被送到冷却塔,经风扇散热后(32℃)再由冷却泵送到主机,形成循环。
在中央空调系统设计中,冷冻泵、冷却泵的装机容量是取系统最大负荷再增加10%—20%余量作为设计安全系数。
据统计,在传统的中央空调系统中,冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的12%—24%,而在冷冻主机低负荷运行时,冷却水、冷冻水循环用电就达30%—40%。
2.2 变频控制系统的原理2.2.1 变频器的控制方式变频器控制系统根据冷冻水泵和冷却水泵负载变化随之调整水泵电机的转速,在满足中央空调系统正常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵作出相应调节,以达到节能目的。
变频空调工作原理变频空调是一种能够根据室内外温度变化自动调节制冷或制热效果的空调系统。
它采用变频技术,通过调节压缩机的转速来控制制冷剂的流量,从而调节空调的制冷或制热能力。
下面将详细介绍变频空调的工作原理。
1. 压缩机变频空调中的关键部件是压缩机,它负责将制冷剂进行压缩和循环,实现制冷或制热效果。
传统的固定频率空调中,压缩机只有两种状态,即开启和关闭。
而变频空调中的压缩机可以根据需要调节转速,从而实现不同的制冷或制热效果。
2. 变频器变频空调中的变频器是控制压缩机转速的关键设备。
变频器通过改变电压和频率,控制压缩机的转速。
当室内温度达到设定值时,变频器会降低压缩机的转速,减少制冷剂的流量,从而降低制冷效果。
相反,当室内温度低于设定值时,变频器会提高压缩机的转速,增加制冷剂的流量,实现更强的制冷效果。
3. 室内外温度传感器变频空调系统中,室内外温度传感器起到监测温度的作用。
室内温度传感器监测室内温度变化,室外温度传感器监测室外温度变化。
这些传感器将实时的温度数据传输给控制器,控制器根据这些数据来调节压缩机的转速,实现室内温度的自动调节。
4. 控制器变频空调中的控制器是整个系统的大脑,它接收室内外温度传感器的数据,并根据设定的温度要求来控制变频器和压缩机的工作。
控制器根据温度差异来调节压缩机的转速,从而实现室内温度的稳定控制。
5. 制冷剂循环变频空调中的制冷剂循环过程如下:首先,制冷剂通过蒸发器吸收室内热量,变为气态;然后,制冷剂经过压缩机的压缩,增加压力和温度;接着,制冷剂通过冷凝器散热,释放热量,变为液态;最后,制冷剂通过节流阀降压,重新进入蒸发器,完成一个循环。
通过以上工作原理,变频空调能够根据室内外温度的变化,精确地调节制冷或制热效果,提供更加舒适和节能的空调体验。
相比传统的固定频率空调,变频空调具有更高的能效比和更稳定的温度控制效果。
同时,变频空调还能够在室内温度达到设定值后自动调节运行状态,减少能耗和噪音。
变频空调工作原理空调是我们日常生活中常见的家电产品之一,而其中最常见的就是变频空调。
它具有节能、稳定性强等特点,因此受到了广大消费者的喜爱。
那么,变频空调是如何工作的呢?本文将详细介绍变频空调的工作原理。
一、变频空调的基本原理变频空调是通过控制压缩机的转速来调节制冷剂的量来实现温度调节的。
它的核心部件是变频压缩机,它能够根据室内外温度的变化以及用户设定的温度要求,自动调节转速,从而控制制冷剂的流量和温度。
这种方式可以提高制冷效果,同时节省能源。
二、变频压缩机的工作原理变频空调的核心是变频压缩机,它采用了先进的变频技术,能够通过改变电机的转速来实现室内空气的制冷或加热。
它具有以下几个基本工作原理:1. 变频控制变频压缩机内置电子变频器,可以通过改变电压和频率来控制电机转速。
相比传统空调使用的定频压缩机,变频压缩机具有更宽的运行频率范围,可以根据室内温度实时调整转速,实现精确控制。
2. 温度检测变频空调内置温度传感器,可以实时感知室内外的温度变化。
当室内温度高于设定值时,变频压缩机会启动,制冷剂开始流通,吸热部分的制冷剂负责吸收室内热量,冷凝部分的制冷剂负责将热量释放到室外,从而实现降温效果。
3. 转速调节根据温度检测结果,变频压缩机会自动调整转速。
当室内温度接近设定值时,变频压缩机会降低转速,控制制冷剂的流量,避免过冷导致的温度波动。
相反,当室内温度低于设定值时,变频压缩机会增加转速,增加制冷剂的流量,加热室内空气。
4. 节能效果相比传统空调的定频压缩机,变频压缩机能够根据室内外温度的变化和用户需求来自动调节转速,从而避免了频繁启动和停止,节省了大量的能源。
根据实际数据统计,变频空调相比传统空调可节能约30%。
综上所述,变频空调利用变频压缩机的工作原理,通过控制制冷剂的流量和温度来实现室内空气的制冷或加热。
它的节能效果明显,稳定性强,能够提供更加舒适的室内环境。
随着科技的不断发展,相信变频空调将会在未来得到更广泛的应用。
变频空调电气控制设计目录绪论31.1 实训背景来源与其探究意义31.2 空调器控制技术开展概况44671.3 用主要设计容7第 2 章方案论证92.1 空调器电控系统总设计方案92.2 空调器压缩机控制方案91112132.3 温度控制方案选择142.4 本章小结14第 3 章变频空调器电控系统设计163.1 电控系统总体结构163.2 室机组设计171718183.3 室外机组设计2020212223233.4 温度检测电路243.5 变频电路设计253.6 本章小结26第 4 章模糊控制器的设计274.1 模糊控制的根本原理274.2 变量模糊化274.3 模糊控制规那么确实定2930304.4 基于模糊推理的自调器PID控制器314.5 PID控制器参数自整定原那么324.6 模糊控制器的仿真334.7 本章小结34结论36致 37参考资料38绪论1.1 实训背景来源与其探究意义空调是空气调节器的简称,它的作用是通过空调器对室空气进展处理,使它的温度、湿度、气流速度和干净度到达所需的要求,为人们提供舒适生活条件和为生产工艺提供一定的环境条件效劳。
空调器一般有冷风型空调器、电热冷风型空调器、热泵型空调器几种。
冷风型空调器只能用于降温调节;电热冷风型空调器一般是在原冷风型空调器上进展局部改进,增加电热局部而成;热泵型冷热两用空调是目前普遍采用的空调器。
制冷循环中,低温低压的液态制冷剂在蒸发器处吸收热量而汽化,经压缩机压缩成为高压、高温气体,在冷凝器散热冷凝成液态制冷剂,然后又经毛细管(或膨胀阀)降压节流成为低压、低温状态,如此反复循环,就可将室的热量排到室外,并通过室的风扇将冷却后的空气均匀地分布到室。
制热时,制冷剂的循环与此相反。
温度控制技术是热泵型冷热两用空调中最主要的控制技术,一个完整的温度控制系统主要包括三局部:温度传感器、温度控制器和温度调节器。
传统空调器的温度控制是通过温度传感器感受室温度变化来控制压缩机的运行和停止的,风扇那么在设定的速度下工作,这会造成受控环境温度变化较大,使人们在使用空调时仍不断感受到冷热的变化。
详解空调变频原理、对比及变频控制功能变频空调基本知识变频主要是变频器调速。
变频器的功能是将频率固定的交流电(三相的或单相的)变换成频率连续可调的三相交流电源。
变频器的输入端接到频率固定的三相交流电源,输出端输出的是频率在一定范围内连续可调的三相交流电,对空调压缩机的运转速度进行调节,再接到电动机上。
空调变频控制器制冷系统简图常规空调的制冷能力随着室外温度的上升而下降,而房间热负荷随室外温度上升而上升,这样,在室外温度较高,本需要空调向房间输出更大冷量时,常规空调往往制冷量不足,影响舒适性;而在室外温度较低时,本需要空调向房间输出较小冷量,常规空调往往制冷量过盛,白白浪费电力。
而变频空调通过压缩机转速的变化,可以实现制冷量随室外温度的上升而上升,下降而下降,这样就实现了制冷量与房间热负荷的自动匹配,改善了舒适性,也节省了电力。
温度调节方法以制冷状态为例,图3表示的为常规空调的温度调节方法,其中T为室内温度,Ts为设定温度,达到设定温度压机停,室内温度高于设定温度一定程度时,压缩机重新开启。
图4为变频空调的温度调节方法,室温每降低一定程度,运转频率就降低一档,相反,室温每升高一定程度,运转频率就升高一档,即室温越高,运转频率越大,以便空调快速制冷,室温越接近设定温度,运转频率就越小,提供的制冷量也越小,以维持室温在设定温度附近,温度波动小。
变频器与空调系统的匹配基础知识压缩机压缩机按其工作方式的不同,可以分为一般分为旋转式,往复式和涡旋式压缩机。
不同的压缩机工作原理都是一样的,即利用内部机容积的改变来实现制冷剂气体的压缩过程。
而旋转式压缩机也成转子式,具有无吸气阀,吸气管直通压缩室,向上排气等一系列特点,所以具有气流阻力小,机械损失少,吸过热低等优点,所以在空调器上得到广泛应用。
变频压缩机一般都是单转子、双转子或涡旋压缩机。
制冷剂常用制冷剂:R22 :二氟一氯甲烷R407C:R32/125/134a(23/25/52)R410A:R32/R125(50/50)ODP:一千克化合物释放到大气中损耗臭氧层的程度,规定CFC-11的ODP值为1GWP:全球变暖潜能值,规定的GWP值为1R410A与R22空调器匹配参数的不同:额定制冷匹配R22R410A 吸气温度℃10~1216~18排气温度℃8575吸气绝对压力Kg/cm25~68~10排气绝对压力Kg/cm218~2026~29额定制热匹配R22R410A 吸气温度℃1~25~6排气温度℃8070吸气绝对压力Kg/cm24~57~9排气绝对压力Kg/cm219~2127~30由于R410A系统压力高容易造成系统冷媒泄漏,因此在配试时如果发生可能是以下几处泄漏:(可查询南社百科相关课件)1.室内外机连接管连接处泄漏2.室外机截止阀阀心泄漏3.低压旁通阀阀心泄漏4.室外机毛细管震动磨漏5.系统管路和换热器连焊接点处假焊泄漏6.室外压缩机U形管泄漏7.管路凹瘪泄漏8.四通换向阀泄漏9.压缩机泄漏变频空调系统组成:·控制系统与感测装置·室内热交换器及风扇电机·室外热交换器及风扇电机·电源与变频器·变频压缩机(含驱动马达)·制冷剂回路与回路控制装置名词解释:制冷制热量。
变频空调的控制算法优化研究空调是现代生活中必不可少的电器之一,特别是在炎热的夏季,空调成为了人们最直接的凉爽方式。
其中,变频空调以其智能控制、节能环保等多种优点成为了消费者的首选。
而变频空调的稳定运行和高效节能正是得益于其中的控制算法的优化。
本篇文章将探讨变频空调控制算法的优化研究。
一、变频空调控制算法概述变频空调的主要控制算法包括PID控制算法、神经网络控制算法和模糊控制算法。
PID控制算法是一种传统的控制算法,其利用目标值与当前值之差的比例、积分和微分的组合来控制系统输出。
神经网络控制算法是仿照人类神经系统构建的一个优化模型,学习过程中不断通过误差反馈来慢慢调整各个参数极限值。
模糊控制算法则是利用模糊逻辑来控制系统的输出信号。
这些控制算法各有优劣,不同的算法在不同的应用环境中有着不同的适用性。
二、Pid控制算法在变频空调中的应用Pid控制算法是最传统的控制算法,其用于变频空调的控制也有着不同的优化方式。
其中最常见的是增量式PID控制算法。
这种算法是在运行时只需计算当前误差与上一次误差之差,从而减少计算量。
在变频空调中,增量式PID控制算法可针对空调设备极限值进行优化,从而实现最优空调设备输出。
三、神经网络控制算法在变频空调中的应用神经网络控制算法依靠训练的学习过程从而自适应于特定问题。
在变频空调中,神经网络控制算法往往需要运用预测模型,通过学习训练以得出特定环境下的最优控制方案。
四、模糊控制算法在变频空调中的应用模糊控制算法对于复杂性高、存在较多影响因素的系统更有效。
在变频空调中,模糊控制算法可对室内外多个环境参数据以判断最优空调模式。
比如,对温度、湿度、室内外气体等信息进行模糊分类可帮助优化空调设备的输出效率。
五、结语变频空调的控制算法优化对于空调设备的节能效率和稳定运行来说至关重要。
不同的控制算法可根据不同的应用场合来进行选择和优化,以达到最优的运行效果。
当然,未来随着人工智能、物联网等新技术的发展,空调行业将会有更大的改革和创新。
变频空调工作原理标题:变频空调工作原理引言概述:变频空调是一种节能高效的空调系统,其工作原理是通过调节压缩机的转速来达到室内温度的控制。
本文将详细介绍变频空调的工作原理,包括压缩机的变频调节、室内外机的通信、温度传感器的反馈、冷媒循环系统的运作以及控制系统的作用。
一、压缩机的变频调节1.1 变频驱动器的作用变频空调中的压缩机通过变频驱动器来实现转速的调节。
变频驱动器能根据室内温度的变化,自动调整压缩机的转速,从而达到节能的目的。
它通过改变电压频率来控制压缩机的转速,使其能够根据需求进行高速或者低速运转。
1.2 变频驱动器的工作原理变频驱动器通过将电源的直流电转换为交流电,并通过PWM技术(脉宽调制)来控制输出电压的频率和幅值。
它能够根据室内温度传感器的反馈信号,实时调整输出频率和电压,从而控制压缩机的转速。
1.3 变频调节的优势相比传统的定频空调,变频空调的压缩机能够根据实际需求进行调节,避免了频繁的启停,降低了能耗。
同时,变频调节还能够实现室内温度的精确控制,提供更加舒适的室内环境。
二、室内外机的通信2.1 通信方式变频空调的室内机和室外机之间通过通信路线进行数据传输和控制指令的交互。
通常采用的通信方式有有线通信和无线通信两种。
有线通信通过串口或者网线连接,无线通信则利用无线信号进行传输。
2.2 通信协议室内外机之间的通信需要遵循特定的通信协议,常见的有Modbus、BACnet和LonWorks等。
这些通信协议定义了通信的规范和数据格式,确保室内外机之间能够正常地进行数据传输和指令交互。
2.3 通信的作用室内外机的通信是变频空调系统中的关键环节,它能够实现室内温度的实时监测和控制指令的传递。
通过室内外机的通信,室外机可以根据室内温度的变化,实时调整压缩机的转速,从而实现室内温度的精确控制。
三、温度传感器的反馈3.1 温度传感器的类型变频空调系统中常用的温度传感器有NTC热敏电阻和PTC热敏电阻两种。
变频空调的工作原理变频空调是一种高效、节能的空调系统,其工作原理主要涉及压缩机、室外风扇机组、室内风机机组和控制系统等组成部分。
下面将详细介绍变频空调的工作原理。
1.压缩机变频空调的核心组件是压缩机,其主要功能是将低温低压的制冷剂吸入,经压缩提高温度和压力,然后将高温高压的制冷剂排出。
传统空调系统使用的是固定频率压缩机,而变频空调使用的是变频压缩机,其转速可以根据冷负荷需求调节。
2.室外风扇机组室外风扇机组包括风扇和电机,其主要功能是将室外的空气通过电机和风扇进行传递,供给压缩机和冷凝器进行散热降温。
它起到排热的作用,确保制冷系统的正常运行。
3.室内风机机组室内风机机组包括风扇和电机,其主要功能是将室内的空气通过电机和风扇进行传递,使空气经过蒸发器进行制冷。
同时,它还有排湿和增加室内空气流通的作用。
4.蒸发器蒸发器是变频空调系统中的一个关键部分,其主要功能是使制冷剂从液态变为气态,吸热并降低室内温度。
当空调系统正常工作时,制冷剂通过蒸发器,由高温高压改变为低温低压的气体,吸收室内的热量,使室内温度下降。
同时,蒸发器还可以起到降湿的作用。
5.冷凝器冷凝器是变频空调系统中另一个重要组件,其主要功能是将制冷剂从气态变为液态,排出吸收的热量。
当制冷剂通过冷凝器时,室外风扇机组会将室外空气进行散热,使制冷剂冷却并凝结为液体。
冷凝器是一个换热器,它能将热量传递给室外空气,使制冷剂温度降低。
6.控制系统变频空调的工作原理就是通过不断调节压缩机的转速,实现室内温度和设定温度的匹配,从而节省能源和提高舒适度。
传统空调系统只有两种工作状态:开机和关机,而变频空调可以根据实际需求进行调节,实现能量的高效转换。
相比传统空调,变频空调能够根据室内温度变化,实时调节制冷量,提供舒适的室内温度,并显著降低能耗。
• 题目:空调机组变频风机控制策略与节能分析•暖通空调系统是楼宇自动化控制的重要内容之一。
有资料显示,暖通空调系统的能耗约占建筑物能源总消耗量的70%,中央空调机组在该比重中又占相当大的份额。
因此节能运行就显得格外重要。
根据我项目部施工的中南海工程中,空调机房一般都为集中送风,同时会议室、办公楼及各房间对空调送风质量要求也很高。
由于办公楼有多个房间,各房间对温度的要求不一样,因此空调控制系统采用了变风量空调控制系统,也就是通过控制进入各房间的风量,来达到控制各房间温度的目的。
整个空调系统对风量的需求并不是一尘不染的,而是随着房间的温度变化,随着气候的变化随时在调整整个系统的送风量。
如果不能对风量及时进行调整,就可能出现某些时候送风量过大,大于房间末端对风量的需求,从而产生哨声,影响办公环境,同时对能源也是一种浪费,这就需要空调系统的送风量与房间末端所需求的风量相匹配,用改变送风机转速来改变送风量,使送风量能随着空调负荷变化而变化,达到节能效果。
变频器的节能功能实质上是它通过对电机转速的控制来尽量减少电机不必要消耗,而工艺却必须消耗的那部分能量。
传统的控制风量是利用风门挡板的开启度来调节风量,在这种情况下电机是以恒定速度运行的,输出的功率也是恒定的,但是在风门不是全开的情况下,总是有能量消耗在风门挡板上,而采用变频器时,风门全开,靠的是降低电机的转速来调节风量的,这种情况下,电动机是靠减小输出功率来实现减小风量的,节省的电能就是原系统中消耗在挡板上的那部分能量。
在这个过程中,转矩是减小的,电压、电流也相应减小。
对于空调区域的基本要求就是向被控的区域送入适量的经过处理的空气,来达到消除室内热湿负荷的目的。
处理过的空气送入的热量或冷量P可以通过式(4)来确定:P= C × p ×Q ×(Tn—Ts) (4) 式中:C为空气的比热容,kJ/(kg·oC);p 为空气密度,kg/m ;Q 为送风量,m /s;Tn为室内温度,oC ;Ts为送风温度,℃;P为吸收(或放入)室内的热量,kW由上式可以看出,如果想维持室内温度Tn不变,当送风温度Ts不变时,改变送风量Q,即可满足不同的P值要求;如果同时改变送风温度Ts,增大送风温差(Tn—Ts),还可进一步减少送风量Q,从而更大程度的降低能耗。
变频空调系统中的控制
1 概述
变频系统以其节能和舒适的特性优势已成为空调市场上的主流且随着其技术的深入,一
拖二、一拖多系统也大量出现使变频产品更加成熟和全面。
变频技术的关键是变频压缩机和电子膨胀阀的应用。这两点技术有一个最重要的共同点是,它
们都是电信号控制的,这样它们的控制就可以和计算机联系起来,利用计算机我们则可根据制冷系
统的内在规律和特定的要求来编制程序控制系统的动作,实现智能控制和实时控制。
在变频空调系统中,要实现最优控制,调节的目标有两点,一个就是通过制冷量和负荷量的匹
配,维持室温的设定值,另一个是维持蒸发器出口过热度最佳。其中变频压缩机和电子膨胀阀的控
制目标不完全相同,调节压缩机是根据房间负荷改变转速,从而改变制冷剂流量和制冷量。电子膨
胀阀的调节对象主要是蒸发器,要维持其出口过热度的最佳值,就是既要避免压缩机的湿压缩,又
要充分利用其蒸发面积对于多联空调系统电子膨胀阀又可以用于各区域的流量调节。
对制冷系统的调节,离不开对制冷系统调节特性的了解。制冷系统是一个多输入,多输出的调
节系统,而且各输入输出参数的耦合性强,各调节对象都是非线性的。给制冷系统的调节带来一定
的困难。
2 一拖一控制方法
本文采用集总参数的仿真计算方法,在考虑房间对象的情况下,研究一拖一家用空调器制冷运
行工况下的控制性能,同时对模糊控制进行计算。
其模糊控制器为双输入(温度偏差和偏差变化率)和单输出(频率)的控制器,采用查控制表法。
控制表是根据经验和理论知识来总结模糊控制规则和量化因子,使用强度转移法进行模糊推理,并
使用重心法进行反模糊化推理,量化因子通过模拟计算进行寻优得到。并将其与PI(Kp=8Ki=10)
控制进行了比较。
2.1 定负荷运行
如下图1,2表示定负荷降温运行的模拟计算结果室内负荷为2400W,运行四小时,图1表示降
温曲线,图2表示压缩机的运转频率。可以看出采用模糊控制室内温度效果较好,其波动在±0.2度
之内计算结果表明4小时内平均COP可达3.40降低了能耗这是因为在达到设定温度后
压缩机在低频下运行而不是通常那样以开停来控制温度。
2.2 变负荷运行
图34表示在开机100分钟后,房间负荷由1800w变为2400w,设定温度(27度)不变的工况,
计算时间为4小时。
2.3 变设定温度
图56表示在开机100分钟后,设定温度由27度变为26度,房间负荷(2400w)不变的工况,计
算时间为4小时。
可以看出无论是变负荷运行还是变设定温度运行模糊控制都优于PI控制室内温度波动仍
可控制在±0.2度。
为了验证仿真程序的正确性,对定负荷降温工况进行了模糊控制实验,图7中的实线是实测的
降温曲线,虚线是仿真计算结果,可以看出仿真程序具有较好的可靠性。
3 一拖二系统控制方法
一拖二空调器只有一个室外装置(即一个压缩机和一个冷凝器),两个室内侧装置(两个蒸发
器),电子膨胀阀不但控制单蒸发器的过热度,而且同时完成液量的分配,由于两个室内侧装置安装
于两个不同房间,负荷和设定温度各不相同,因而给控制带来许多困难。
文献[1]论述了一种控制一拖二的方法。它通过实验测得制冷工况中,在一定压缩机转速下,一
拖二空调器的每一室内侧所需的制冷剂流量的曲线关系如图8。可以看出,在某一频率下,当两个
室内侧膨胀阀同时开到最大时,系统的制冷剂循环量具有最大值。这是因为此时,系统负荷大,蒸发
面积大,因而系统的蒸发压力较高,加之此时系统制冷剂管路压降小,压缩机在同一频率下运转,具
有较高的吸气压力,从而制冷剂循环量较大,在图8中,表现为抛物线的流量特性而一定的流量又
代表完成了一定的负荷 则可得图9所示一定转速下两室的负荷的抛物线关系。所以两室负荷之
间的关系可用式(1)表示。
b=-la2-ma+n…………(1)
其中lmn是系数当两室的蒸发器完全相同时流量(负荷)特性曲线应是关于坐标轴对
称的此时认为m=0。ab是根据房间的实测温度与设定温度的差值得到的房间负荷系数,如表1。
根据图9实测的结果我们可以取其中的两个测点来确定系数ln,文献[1]中取的是曲线和
坐标轴的交点即一单机全关,由压缩机单独驱动另一单机的情况。这样,一定压缩机频率下负荷
的对应关系完全可由两蒸发器与压缩机的特性确定。则得n=f×F(F是压缩机频率f是比例系
数)l=[M2/(f×F)](M是与两坐标轴截距的比值当两蒸发器相同,负荷特性曲线关于坐标轴对
称时,M=1)。
在如图9的曲线的基础上,文献提出这样一种控制方法,根据每一房间的温度情况确定负荷系
数,再由两室负荷系数的对应关系根据图9来确定压缩机所需的运行频率。文献作者对这种控制方
法进行了实验研究,证明控制效果良好。
图1
图2
图3
图4
图5
图6
表1
Δt℃ 0-0.5 1+0.5 2+0.5 3+0.5 4+0.5 5+0.5 6+0.5 7+0.5
负荷系数
(a,h)
0 3 4 5 6 7 8 9
4 一拖多系统
多联系统只有一台室外侧装置(一个压缩机,一个冷凝器),具有三台以上的室内侧装
置,各房间的负荷和设定温度也不尽相同,对于这种空调系统,如采用一拖二系统的控制
思想就显得控制方法复杂,难以实现。这种情况下可通过压缩机的吸气压力来反应房间的
总负荷,控制吸气压力,也就控制了制冷量。制冷系统调节制冷量和负荷平衡要经过两个
过程一个是管内制冷剂的蒸发:Q=G×q(G为制冷剂质流量q为单位流量的吸热量
一定转速条件下,G和蒸发压力成正比)另一个是管外侧换热方
程:Q=α×F×(tair-ttube),( α是换热系数,F是蒸发器面积,tair是室内空气平均温
度 ttube是管壁平均温度,和蒸发压力对应)在管外侧分档调速贯流风机转速一定的情
况下,换热系数α就一定了,则一定工况下的换热情况就完全取决于蒸发温度了。由以上
的分析可以看到,蒸发压力是负荷的完成的重要的中间量,控制了压力也就是控制了制冷
量。而蒸发压力又是可以由压缩机运转频率的改变来加以控制的。
文献[2]对变频空调系统的蒸发器进行了分布参数的仿真计算,如图(10,11,12)是蒸
发器过热度控制在3k,回风状态不变(干球温度27℃湿球温度19.5℃)时,压缩机转速
和制冷量、蒸发温度、蒸发压力的对应关系。可知在一定的工况下,随着压缩机运转频率
的提高,系统吸气压力下降,制冷量增大。
图7
图8
图9
图10
图11
图12
图13
另如图13是在室外温度为33-34℃左右进行实验,分别改变压缩机转速
(30-60rev/s)和室温(26-32℃)而得到的蒸发压力变化曲线。
以上的仿真和实验结果说明一定工况和过热度的限定下,压缩机转速和蒸发压力及
制冷量成一定的对应关系,蒸发压力是可控的;蒸发压力在一定转速下随室温的增高而增
高,一定室温下随压缩机转速的增加而降低;转速和蒸发压力的对应是一个非线性关系。
文献[3]介绍了一拖多系统中,用压缩机的吸气压力作为压缩机运转频率调节信号的
控制方法,并且获得了很好的调节性能,室内温度可控制在±0.5度以内。其控制流程图
如图14,正象我们前面指出的那样,空调制冷系统是一个非线性的时变系统,该控制方法
的关键是在不同工况下确定好PID这三个调节参数。
图14
5 结论
本文通过仿真计算与实验研究了三种变频空调器用的控制方法,仿真结果说明模
糊控制具有室温波动小,更节能的优点,特别是模糊控制对设定温度和负荷房间对象的变
化具有较强的鲁棒性。实验结果与仿真计算较为一致。
参考文献
1,DEVELOPMENT OF A MUTI-SYSTEM AIR CONDITIONER FOR RESIDENTIAL USEK.WaKahara
ASHRAE Transactions 1991
2,变频空调蒸发器变流量特性的理论研究 流体机械 1997.2
3,大金VRV空调系统(技术说明书)
(编辑 韩彬)