啟停式小型熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制研究.pdf

1、小型熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)廣泛用于小型建筑的供熱和供冷。該系統(tǒng)熱泵多采用開關(guān)控制，控制效果差，而且機(jī)組啟停頻繁易導(dǎo)致壓縮機(jī)的磨損和老化。本文以啟停式小型熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)其優(yōu)化控制進(jìn)行研究。
　　本文針對(duì)啟停式熱泵空調(diào)系統(tǒng)提出了一種室內(nèi)溫度的簡(jiǎn)化雙線性控制，該控制算法適用于送風(fēng)溫度波動(dòng)幅度較大且較為頻繁的室內(nèi)溫度控制。搭建了模擬與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，模擬驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證均表明，該簡(jiǎn)化雙線性控制能夠有效地提高室

2、內(nèi)溫度控制的魯棒性，比傳統(tǒng)的PI控制具有更強(qiáng)的抗干擾能力和更精確的溫度設(shè)定值追蹤能力。
　　本文進(jìn)一步提出了將雙線性控制技術(shù)與溫度設(shè)定值重設(shè)技術(shù)相結(jié)合的控制方法以減少熱泵機(jī)組的啟停頻率。當(dāng)熱泵機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，采用較小的室內(nèi)溫度設(shè)定值；當(dāng)機(jī)組停機(jī)時(shí)，采用較大的室內(nèi)溫度設(shè)定值。在整個(gè)控制過程中，采用雙線型控制對(duì)室內(nèi)溫度設(shè)定值進(jìn)行追蹤。模擬結(jié)果表明該組合控制方式能夠有效的減少熱泵機(jī)組的啟停頻次，同時(shí)確保室內(nèi)的熱舒適性。本文同時(shí)研究了該組合控

3、制方式在相變墻體房間中的控制效果。通過相變墻體提高室內(nèi)的蓄熱/蓄冷能力，進(jìn)而加強(qiáng)室內(nèi)溫度設(shè)定值重設(shè)技術(shù)的作用效果。研究結(jié)果表明，相變墻體不僅能夠有效地減小室內(nèi)溫度的波動(dòng)范圍，提高室內(nèi)溫度的控制精度，還能夠明顯地減少熱泵機(jī)組的啟停頻率，對(duì)該組合控制方法的控制性能具有顯著地加強(qiáng)效果。
　　針對(duì)低負(fù)荷條件下室內(nèi)溫度失控的問題，本文提出了設(shè)置緩沖水箱空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水回水溫度設(shè)定值在線優(yōu)化方法。該優(yōu)化方法很好地利用了風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)之間的能量

4、傳遞和守恒關(guān)系，根據(jù)房間實(shí)時(shí)負(fù)荷，在線優(yōu)化冷凍水回水溫度設(shè)定值，同時(shí)充分利用水箱減少熱泵機(jī)組的啟停頻率。模擬研究表明，該方法在低負(fù)荷條件下能顯著地提高室內(nèi)溫度控制的魯棒性和精確度，同時(shí)緩沖水箱能有效地確保熱泵機(jī)組的啟停頻次。
　　本文最后提出了以減少啟停式小型熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)總運(yùn)行能耗為目標(biāo)的節(jié)能優(yōu)化控制方法。該方法以用戶設(shè)定的熱泵機(jī)組允許的每小時(shí)最大啟停次數(shù)和冷凍水回水溫度允許的變化范圍作為約束條件，對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)定值進(jìn)行在線優(yōu)