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低温冷水机系统中电子膨胀阀的应用与改进!

低温冷水机中,电子膨胀阀在与压缩机、冷凝器、蒸发器的配合中起着控制系统工作效率的关键作用,其工作状态将决定系统的实际制冷能力和控制精度。但是通常的冷水机多数是以电子膨胀阀或者热力膨胀阀作为系统的节流机构,主要控制的是压缩机入口的过热度。但由于此种设计配置中的定位,是电子膨胀阀不能完全发挥对系统精度的控制效用。在系统工作过程中控制可以实现系统冷量的优化输出控制,但是往往在温度接近设备目标时,不能完全发挥出控制系统制冷量输出,保证系统精度的状况。虽然在采用PID控制等方式时精度有所提升,但是总体而言,精度仍有很大的提升空间。

1、电子膨胀阀的配置与设计

低温冷水机系统中电子膨胀阀一般作为通用的节流机构,控制压缩机过热度,其通常配置在冷凝器出口蒸发器入口之间,根据压缩机入口的过热度,实时分析判断调整的开口大小,实现对过热度的比较优化控制,达到系统冷量的优化输出。但在精确控制时,由于受到过热度的限制,往往不能发挥最佳的制冷输出控制能力,系统温度控制精度较差。

本文在研究低温冷水机的基础上,提出将电子膨胀阀作为旁通阀,连接压缩机出口到冷凝器出口,并配置一个热力膨胀阀用于控制自主调节过热度,从而可以实现,在温度接近设定目标时,可以用控制器发出控制信号,控制电子膨胀阀以一定的开度直接释放压缩机出口的过热蒸汽,降低系统的制冷输出,可以实现温度的平稳达到设定点,且精度很高。

2、电子膨胀阀的控制设计

电子膨胀阀作为旁通阀,则其需要一个特有的控制策略,在温差较大时需要关闭,以满足系统制冷量不受干扰,实现系统高效工作,在温度与设定温度的偏差达到一定范围内后需要控制阀具有一定开度,并且随着温差的进一步减少,开度需要不断变大,使温度可以平稳的达到设定值,而不会有超调或系统进出水口温差较大的现象。

本文使用PID控制策略控制阀的开度,并且为了克服PID控制中的积分过冲现象,本文引入了模糊PID控制的理念,在不同的温差的温差变化率时,控制器自主改变PID的参数,是系统可以根据实时状态自己控制电子膨胀阀的开度,调整过热蒸汽的输入量。

3、实验数据分析

根据上述的系统配置及控制设计建立低温冷水机系统,如图4为低温冷水机控制效果,控制精度可以达到±0.1摄氏度。从实际效果而言比较理想的达到预定效果,使低温冷水机的控制精度进一步提升。

满液螺杆风冷冷水机5.jpg


点击次数:  更新时间:2017-09-08 14:57:37
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