制冷系统新型控制器的研制

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1、上海交通大学博士后士学位论文制冷系统新型控制器的研制姓名：陈文勇申请学位级别：博士后士专业：动力工程与工程热物理指导教师：陈芝久2002.6.1制冷系统新型控制器的研制摘要本项目研制的制冷系统的控制器，采用电子膨胀阀调节过热度，它可使中小型制冷装置蒸发器过热度由过去的热力膨胀阀控制，改变为电子膨胀阀的精确控制；整个装置由传统的热力温控器开关控制、上升为单片机控制。这对于降低产品能耗、保护环境，及提高制冷机自动化水平、促进行业的技术发展都有着重要意义。本课题从理论及实验两方面研究了蒸发器过热度的稳定性问题，对蒸发器最小稳定过热度产生的原因提出了新的

2、观点。／作者认为：蒸发器过热度与蒸发器传热温差有着密切的关系，过热度减小到一定值时，正是蒸发器传热温差减小到一定值的时候，它引起蒸发器管内局部核态沸腾的消失，传热恶化。总结了最小稳定过热度与蒸发温度的关系，并将其引入控制程序中，根据系统的不同工况自适应改变过热度的设定，实现系统在冷起动过程中过热度的平稳控制，在正常运行中过热度的稳定控制。＼／研究并获得了制冷系统控制用动态特性。测试了不同蒸发温度、不同过热度时，过热度对膨胀阀开度变化响应的时间常数、延迟时间、及过热度增益随蒸发温度、过热度的变化规律。为选择、调整控制算法提供了理论和实验依据。进行了

3、制冷系统及过热度PID控制和模糊控制算法研究。在控制算法的研究中发现，无论PID控制还是模糊控制，对不同对象、在不同工况下采用同一参数或控制规律，难以获得满意的控制效果。为此，在程序中根据系统运行的不同工况，调整控制策略、PID参数或控制规则，实现了过热度的自适应控制。r确定了高质廉价、便于工业界推广的制冷系统控制器样机。／设计开发了利用电子膨胀阀进行蒸发器过热度控制的硬件电路，包括：传感器放大电路、单片机扩展电路和执行机构驱动电路，等。编写了数据采集、步进电机驱动、串行口通讯、模糊控制算法、PID控制算法等程序。j

4、一研制了制冷用电子膨胀阀。目

5、前的电子膨胀阀产品全是为空调器设计。不适于制冷装置。首次开发了流量范围和流量曲线形式适于制冷系统控制用的电子膨胀阀。使控制效果有了很大改进。实验结果表明，本课题研究的控制器，可使过热度在冷启动过程中过渡快，波动小；正常运行时，达到更低的稳定控制，实现机组的节能运行。上海交通大学博士后研究工作报告关键词：制冷系统控制器电子膨胀阀过热度II制冷系统新型控制器的研制ABSTRACTTherefrigerationsystemcontroller,developedinthissubject，regulatessuperheatbyusingelectr

6、onicexpansionvalve．Itimprovesthesuperheatcontr01devicefromthermostaticexpansionvalvetoelectronicexpansionvalve，improvesthewholeequipmentcontrolformthermostattosinglechipThishasgreatsignificanceforenergysaving，protectingenvironment，improvingautomaticlevelofrefrigerator,promoti

7、ngthetechnologydevelopmentThestabilityofevaporatorsuperheatwasstudiedonaspectoftheoryandexperiment．AnewinterpretationontheoriginofminimumstablesuperheatwasputforwardTheauthorthinksthattheheattransfertemperaturegradienthascloserelationwithevaporatorsuperheat．Whenthesuperheatde

8、scendstoacertaindegree，theheattransfertemperaturegradientalsoreducestoacertaindegreeItleadstodisappearanceofnucleusboilinlocalevaporatortubeandthedeteriorationoftheheattransfer．Therelationshipbetweenminimumstablesuperheatandevaporationtemperaturewassummarized，andinducedtocont

9、rolprogram．Theobjectsuperheatwassetaccordingtotheperformanceconditio