恒定熱濕負荷下溫濕度控制精度實驗分析

控制環(huán)境溫濕度控制精度實驗對于恒溫恒濕空調(diào)機的實驗是必不可少的，也是檢驗所設(shè)計的變頻恒溫恒濕空調(diào)機的溫、濕度控制精度能否達到所設(shè)計要求的有效檢驗手段。本文的精度實驗主要分為兩部分：一是室內(nèi)控制環(huán)境熱濕負荷恒定，二是室內(nèi)控制環(huán)境具有階躍干擾的熱濕負荷。

試驗是將室內(nèi)機放置在室內(nèi)環(huán)境室(室內(nèi)的環(huán)境由實驗樣機來控制)，室外機放置在室外環(huán)境室(室外的環(huán)境由實驗室來控制)。室內(nèi)恒定的熱濕負荷是由特制的電極加濕器(加濕能力為4 kg／h)以及電加熱器(加熱能力為6kW)提供。

圖4—6分別給出了室外環(huán)境溫度控制在35℃，室內(nèi)環(huán)境溫度維持在22℃，相對濕度控制在55％，室內(nèi)溫度、相對濕度、壓縮機的運轉(zhuǎn)頻率、電子膨脹閥開度、過熱度、熱回收換熱器的狀態(tài)、電加熱器的狀態(tài)以及電極加濕器的狀態(tài)隨運行時間的變化情況。圖中需要說明的是，1表示熱回收換熱器和電加熱器處于開啟狀態(tài)，0表示熱回收換熱器、電加熱器以及電極加濕器處于關(guān)閉狀態(tài)。

由圖4可知，壓縮機頻率的變化與室內(nèi)溫度的變化趨勢基本相同，從啟動到開始穩(wěn)定運行的20rnin期間，由于溫度設(shè)定值與實測值之間的偏差造成壓縮機的運轉(zhuǎn)頻率和室內(nèi)溫度存在著一定的波動。但是，壓縮機頻率的波動和溫度變化的同步性比較好，這說明了本文設(shè)計的分階段電子膨脹閥一變頻壓縮機同步自適應(yīng)PID控制方法對于緩解溫度調(diào)節(jié)的延遲十分有效。

從室內(nèi)溫度的波動幅度來看，通過短暫的溫度波動，當(dāng)運行20 min后，室內(nèi)溫度和壓縮機的頻率逐漸趨于穩(wěn)定，室內(nèi)溫度的波動幅度在0.3，0.5℃，也就是說室內(nèi)溫度的控制精度可達到±0.3一士0.5℃。從圖中還可看出，由于初始的室內(nèi)溫度相對于設(shè)定溫度較低，故系統(tǒng)的熱回收換熱器和電加熱器在運行初始階段全部開啟，同時實驗樣機的出力相對于室內(nèi)的負荷較大，因此為了控制整個環(huán)境的溫度控制精度，需要熱回收換熱器和電加熱器來平衡過制冷量。同時也可看出，熱回收換熱器能夠替代部分或全部的電加熱器，進而實現(xiàn)對出風(fēng)溫度的加熱，很好地平衡了系統(tǒng)多余的制冷量。

由5圖可以看出，壓縮機頻率的變化與室內(nèi)相對濕度的變化的同步性較好，也進一步說明了本文設(shè)計的控制方法對于緩解溫、濕度調(diào)節(jié)的延遲和超調(diào)現(xiàn)象十分有效。從室內(nèi)相對濕度的波動幅度來看，在不穩(wěn)定階段，波動幅度為5％；運行20 min后，室內(nèi)相對濕度和壓縮機的頻率逐漸趨于穩(wěn)定，室內(nèi)相對濕度的波動幅度在3％以內(nèi)，也就是說室內(nèi)相對濕度的控制精度可達到3％。

從圖中還可看出，電極加濕器在運行的大部分時間內(nèi)都處于關(guān)閉狀態(tài)，這主要是由于控制環(huán)境的初始相對濕度較高，同時系統(tǒng)在控制溫、濕度時，實測相對濕度與設(shè)定值之間的偏差大部分時間都在允許電極加濕器處于關(guān)閉的偏差值內(nèi)。由圖6可知，在整個運行過程中，壓縮機頻率的變化與電子膨脹閥開度的變化趨勢一致，幾乎不存在延遲現(xiàn)象。從而也證明了本文所設(shè)計的分階段電子膨脹閥一變頻壓縮機同步自適應(yīng)PID控制方案是準確的，能夠很好地解決系統(tǒng)控制的延遲現(xiàn)象。與此同時，系統(tǒng)的過熱度在整個實驗過程中波動很小，這說明電子膨脹閥對系統(tǒng)過熱度的控制比較，具有很好的調(diào)節(jié)能力。http://www.upheartbreakhill.com