基于电子膨胀阀的冷库耦合控制系统的实验研究

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标签:PID控制(219)压缩机(167)耦合(49)

  为了研究对蒸发器出口过热度的精确控制,提出了一种过热度的 PID 控制与压缩机启停双位控制的耦合系统,研究了电子膨胀阀对过热度的控制效果的影响。首先,搭建了配有电子膨胀阀与热力膨胀阀的低温冷库试验台; 其次,通过实验,分析了耦合系统中,过热度的控制精度与压缩机的实时吸气压力、蒸发器出口温度的关系; 最后,通过热力膨胀阀与电子膨胀阀制冷系统的对比实验,得出基于电子膨胀阀的冷库耦合控制系统的优势。

  过热度( Degree of Superheat) 是指制冷循环中相同蒸发压力下制冷剂的过热温度与饱和温度之差。蒸发器过热度越大,过热区就越长,两相区就相应的变短,然而两相区的换热系数是过热区的换热系数的 4 ~ 5 倍[1,2]。因此,为了提高换热系数,需要提高两相区的长度,降低过热度可提高两相区的长度。由于存在两方面的矛盾: 过热度太大,压缩机耗功量增加,制冷系统性能降低; 过热度太小,会造成压缩机的“液击”现象。这就需要精确控制蒸发器出口的制冷剂的过热度。

  虽然变频压缩机与电子膨胀阀配合使用可以较好地调节制冷剂过热度及流量。而由于成本的原因,一些老式冷库仍然广泛使用基于定频压缩机和热力膨胀阀的双位控制方式。为了较好地控制双位控制系统中的过热度,双位控制的参数性能对过热度控制效果的影响值得研究。本文将定频压缩机与电子膨胀阀配合使用,通过定频压缩机启停控制与电子膨胀阀 PID 控制,形成一种耦合系统,来对蒸发器出口的过热度进行精确控制。通过实验数据,分析了耦合系统对过热度控制效果的影响,并对比分析了在双位控制系统中,电子膨胀阀与热力膨胀阀的控制效果。

基于电子膨胀阀的冷库耦合控制系统的实验研究

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