[发明专利]用于直接膨胀式变风量空调系统的能力控制方法

摘要

本发明公开了用于直接膨胀式变风量空调系统的能力控制方法，该方法通过调节系统中压缩机转速和电子膨胀阀开度，实现对系统输出冷量的精细调节。该能力控制方法由压缩机转速的数值计算算法及“死区”组成。数值计算算法利用实时测量的系统运行参数，依据系统能力需与系统冷负荷相平衡的原则，直接数值运算出当前所需的压缩机转速；设置的“死区”可有效地对压缩机转速控制回路和电子膨胀阀开度控制回路进行解耦。另一方面，“死区”的引入可抑制由测量噪声和不确定性所引起的外部扰动。本发明能够有效解决具有大的非线性和连续变工况运转的直接膨胀式变风量空调系统的能力控制难题。

主权项

1.一种用于直接膨胀式变风量空调系统的能力控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1) 利用压力无关型变风量末端具有内置的空气流量传感器获取当前流经该末端的真实空气流量的数字信号，计算通过各个变风量末端的空气流量的总和,即，经过直接膨胀式冷却盘管的空气流量；实时测量进入直接膨胀式冷却盘管的空气干、湿球温度，根据空气状态方程估算进风的焓值；通过状态方程计算离开直接膨胀式空调盘管的空气的焓值；然后，根据如下公式计算直接膨胀式冷却盘管的制冷量：(2)实时测量压缩机吸入管的过热制冷剂的温度和压力，计算压缩机吸口的过热制冷剂的焓值，且该焓值等于离开直接膨胀式冷却盘管的制冷剂的焓值；实时测量的冷凝压力计算离开储液器的制冷剂的焓值且该焓值等于进入直接膨胀蒸发器的制冷剂焓值；直接膨胀式制冷设备的单位输出冷量则根据如下公式进行计算：(3) 为了维持离开直接膨胀式冷却盘管的空气温度在其设定值，根据直接膨胀冷却盘管风侧和制冷剂侧能量平衡的原则，直接膨胀式冷却盘管的输出冷量等于风侧所需的冷量，则所需要的经过直接膨胀式冷却盘管的制冷剂流量，即变频压缩机的制冷剂流量，根据如下公式计算：(4)根据在压缩机吸入口所测量的温度和压力利用制冷剂的状态方程计算进入压缩机的过热制冷剂的比容；根据压缩机的几何参数进行计算容积式的压缩机的行程容积；压缩机的容积系数可以根据厂家提供的参数获取，所需要的压缩机转速可以根据如下公式计算：（5）引入一个“死区”作为系统能力控制方法的一部分，用于调节压缩机的转速，实现压缩机转速控制和电子膨胀阀开度控制两个回路之间的解耦；“死区”算法的执行如下：这里，是“死区”，如将设定为5%，即在前后两次采样的时间间隔内，如果所计算出的压缩机的转速变化不大于5%时，则不对压缩机转速进行调节，压缩机转速保持在上一次采样时间点的转速；是实际压缩机转速，是计算出的当前压缩机转速；是上一个采样时间点压缩机的转速，是控制采样时间；为计算绝对值的函数，即当计算结果为负值时，取其绝对值；确定压缩机所需的转速后，驱动压缩机的变频器的频率则通过如下公式获取：这里，s是转子的滑移系数，PL是转子的电极数量，是压缩机转速。