VRV变频多联空调系统室内机的仿真与控制研究

论文摘要

变制冷剂流量多联空调系统（简称VRV）,由于其舒适、节能、美观等优点,正越来越得到广泛的应用。但由于变制冷剂流量空调系统是非常复杂的系统,我国在自主开发该空调系统方面与国外有着明显的差距,并且目前市场上变制冷剂流量空调种类繁多,应用潜力各不相同,因此对该空调系统进行研究有着重要的意义和价值。本文通过仿真的方法对VRV空调系统的室内单元（电子膨胀阀+换热器）进行研究,分析VRV空调系统中室内机的性能指标和运行参数间的依变关系,并在一定过热度要求下的寻求先进的PID控制方法。主要内容如下:首先,本文利用R410A的专用状态方程,建立了较为详细的电子膨胀阀数学模型和蒸发器的数学模型,对蒸发器和电子膨胀阀的数学模型进行求解。并根据数学模型分析出夏季室内机进口风量和温度等参数对蒸发器特性参数的影响。本文根据电子膨胀阀和蒸发器的数学模型,以及过热度对蒸发器进口流量变化的传递函数的计算方法,分析传递函数式中各模型参数的影响因素。并结合电子膨胀阀与流量的关系计算出在某一稳定工况下对过热度控制的传递函数。最后根据计算出的传递函数,用积分分离式的先进PID对电子膨胀阀开度进行变流量控制,得出过热度的响应曲线,并与传统的PID控制方法进行比较。结果表明,先进的PID控制比常规的控制曲线更好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 VRV空调系统的基本原理
• 1.3 课题研究目的及意义
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 本课题研究的主要内容及要解决的关键问题
• 2 空气和制冷剂参数的计算
• 2.1 湿空气参数计算
• 2.1.1 湿空气的热力性质
• 2.1.2 湿空气的热物理性质
• 2.2 制冷剂R410A的参数计算
• 2.2.1 流体的状态方程
• 2.2.2 流体迁移性质的计算
• 2.3 混合工质干度的计算
• 2.4 小结
• 3 VRV多联变频空调系统及其室内机模型
• 3.1 大楼空调系统的介绍
• 3.1.1 选型和布局的介绍
• 3.1.2 控制系统的介绍
• 3.2 VRV多联变频系统室内机的数学模型
• 3.2.1 电子膨胀阀的数学模型
• 3.2.2 蒸发器的数学模型
• 3.2.3 有关参数的计算
• 3.3 数值计算及结果分析
• 3.3.1 数值计算流程
• 3.3.2 计算结果分析
• 3.4 小结
• 4 电子膨胀阀和蒸发器的联合特性分析
• 4.1 VRV空调系统控制策略研究分析
• 4.2 蒸发器的模型及参数的确定
• 4.3 模型参数的影响因素分析
• 4.3.1 时间常数T
• 4.3.2 增益K
• 4.4 小结
• 5 蒸发器过热度的PID控制
• 5.1 PID控制算法
• 5.1.1 PID的控制规律
• 5.1.2 积分分离的PID控制算法
• 5.2 MATLAB仿真
• 5.2.1 蒸发器模型的确定
• 5.2.2 常规PID与积分分离PID的仿真
• 5.2.3 仿真结果
• 5.3 小结
• 6 结论
• 6.1 主要结论
• 6.2 独立见解和创新点
• 6.3 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ 图表索引
• 附录Ⅱ 硕士研究生期间发表论文