论文部分内容阅读
随着变频技术和电子膨胀阀应用于制冷系统，极大改善了制冷系统的调节性能，随着频率调节范围的变宽，以及国家对于制冷系统运行工况能耗指标的提高，节能控制策略的研究受到重视。
本文首先从热力学角度对制冷系统最小能耗点进行了理论分析，通过分析证明了制冷系统最小能耗工况点的存在并得到其确定方法，并验证了最佳冷凝蒸发压差对于节能的意义。指出膨胀阀开度最大时，系统的冷凝蒸发压差最小，系统能耗最小。通过稳定性分析表明，该控制策略是稳定的。
仿真模型是实现该控制策略的手段。本文使用VC++6.0建立了典型制冷系统各部件的仿真模型和系统模型。采用 Haial等推荐的流型区分方法，根据R22在水平管内蒸发过程和冷凝过程的流型图，着重研究空冷翅片管换热器的换热性能参数和流型沿空间的变化以及多种参数对其影响规律，结果表明：在负荷一定的情况下，与室温影响和制冷剂流量调节相比，蒸发压力对蒸发器的综合换热系数的影响更大，蒸发压力也是蒸发器空气出口温度的主要调节手段；蒸发器和冷凝器内的流型分布受制冷剂流量和干度的直接影响，蒸发压力也在一定程度上影响蒸发器内的流型分布。
系统模型仿真结果与实验数据的对比验证了模型的可靠性，误差基本位于6％以内。应用模型和实验进一步对最佳压差控制策略进行了分析验证，验证了将蒸发器过热度和冷凝器过冷度均作为控制目标的必要性，进而从过冷度调节的角度出发，采用模型仿真方法分析说明了压缩机频率调节应当先于膨胀阀开度调节。通过实验对比，表明新的最佳压差控制策略实现了制冷空调系统在压缩机变转速调节基础上的进一步节能。在本文的仿真范围(室内环境温度294K～305K，室外环境温度294K～316K，室内机风量400～1600m3/h)内，全部系统仿真模型的计算可在2分钟内完成。
本文开发的模型可用于系统的优化控制，当系统各部件结构参数一定时，可以模拟计算出系统主要性能参数随室内外空气参数和风量的变化情况，并给出最佳的调节参数，最终实现系统的最优匹配，达到节能降耗的目的。