变频调速空调系统的压缩机节省电能的潜力.doc

PAGE  PAGE 9 变频调速空调系统的压缩机节省电能的潜力 摘要：压缩机的变速控制器的能力，提高和强化了其运行和负荷的匹配能力。节能与热舒适性在空调行业的已经被大力提倡。空调系统本来是以一个很定的速度运行的，现在加装一转换器和PID控制器。该系统被安装到热的环境空间，再加上数据采集系统，以监察能源消耗和房间内的温度。测量每天采取2小时的数据，以5分钟为一个时间间隔开/断，这样就达到看了转换和变速的条件。结果表明，房间的热舒适性和节能的目的，可通过为控制器选择一个合适的控制温度来完成。在设定温度为22_c 时，此时PID控制器系统的节能估计达到25.3 ％ 。 命名：D:导数 e:控制误差 I:积分 i:运行点指数 Kp：比例增益 Kd:导数增益 Ki：积分增益 n：当前运行点指数 P: 比例 ts:时间采样 u:控制变量 TemReff:参考温度 大多数空调系统的国家位于热带 ，压缩机以一个很定的速度运行，因为这些国家的昼夜温差变化比较小，一年期间一般是在5–10_C。室内的温度通过应用简单的开或者关闭空气处理系统来保持恒定。 在许多情况下，没有适当的控制系统是用于节约能源的。这些系统的大部分选择应用，主要看基于对资本设备的费用和使用控制系统，以节约电能，是不是最重要的。很多情况下，需要精确控制温度的环境也有，例如在制造业中的电子元件的生产，在空气处理机组里通过冷却和除湿的空气是通过加热和冷却，以达到规定的条件。目前，有一种广泛的关注，善于应用建筑物的能源，因为燃料的价格在过去的五年里已翻了一番。建筑物的节约能源及舒适性是目前的一个热门的话题，人们普遍对此感兴趣。有一种好的方法通过试验和调查，现在建议推广。那就是通过在空气处理器上应用解调处理器和变频器以达到房间舒适性的要求和节约能源的目的。这就涉及到发展各种类型的控制器，以便应用到空气处理系统或是压缩系统。在众多的空气调节系统控的加热的和通风制方法的应用中，比例积分微分（ PID ）的算法是非常普遍。举例来说，内斯勒和斯托克 （ 1984 ）报了比例和积分常数的组合的变化行为，以提供回应，同时还要求对变频空调系统进行良好的控制。在这方面的研究导致了三路旁通阀控制器的大量应用，用和结果的有效期为阀门控制器的应用。何（ 1993年）使用检索技术的优化制订和评估软件包自校正三个长远的DDC控制器。应用仿真模型可以对一个实际的空气处理系统进行研究。这就发现了PID控制器的转换系统的运行行为。一个基于系统辨识的模型的新的控制器被开发和测试。这种情况下输入和驱动变量被纳入系统的辨识模型。这个模型根据过去的记录可以预测新系统的地位，并提出优化控制行动。计算机模拟证明这种基于控制器，至少在三个主要方面优于传统的PID控制器：适应系统的变化，反馈比率和节约能源。研究结果并没有通过变速压缩机的测试，很有可能只是适用于AHU控制器的机制。 劳合社（ 1982年）提交了一份分析变频器在变速电机压缩机的应用。他比较了两种类型用于对汽车的波形——六步和脉宽调制（密码）和一个纯粹的正弦形式，当压缩机的输出功以一个大的正弦波形式大幅度波动时，压缩机能保持高的效率运行。而输出功率不同超过了广泛为正弦波波形。他的研究表明，不同的供电频率，是调节电动机输出的一个很好的方法很。 额日哲（ 1988年）阐述了一个潜在的VSC控制系统，以供冷和供热的方式为系统提供更好的负载匹配的能力。他提到，有很好的方法可以加强空调模式和加热模式的运行。就是让空调系统运行在低于60赫兹，这样就可以增加其运行效率。对于加热模式来说，运行时高于60赫兹可以很大程度上增加系统的运行效率。 克拉科夫等人（ 1995年）调查了比例积分微分（ PID ）控制器在空气调节器上的AHU和压缩机的使用。他表明，这种方法适合实现压缩机和蒸发器风扇速度。因此这种优化的组成部分，使得制冷系统的能力等于系统负载的优化的组成部分。调查还表明，空间温度和湿度不能通过分别控制蒸发器风扇转速和压缩机速度来进行有效的控制。不过，这项研究并没有包括空调机组能源和性能的分析。 Koury等人（ 2001 ）对蒸汽压缩制冷的稳态和瞬态变化进行了模拟数值研究，仿真结果表明，该控制的制冷能力，通过改变压缩机的转速，从而导致增加过热的程度，也对系统的运行效率产生不利的影响。 本文报告的结果，研究工作的目的是量化空调系统运行在装有换向器和控制器以改变压缩机的负荷匹配性能和空调的舒适性的表现，重点是应用PID控制器时能源的消耗和对PID控制增益因子的测定的影响对能源优化有决定先的作用。调查包括三个部分。第一部分是在不同速度的压缩机转速下确定房