空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制邏輯和常用控制系統(tǒng)

1、空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制邏輯和常用控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)對于很多設(shè)備來講就相當(dāng)于一個大腦，指揮著設(shè)備系 統(tǒng)各個部件的協(xié)作運行。因此，今天我們就來講一講空調(diào)控制系統(tǒng)的 邏輯和幾大類常用控制系統(tǒng)?？照{(diào)控制系統(tǒng)的邏輯制冷空調(diào)系統(tǒng)的控制簡單來說，就是通過人機界面將我們希望機組每 一個部件如何動作，通過軟件語言編寫，再通過硬件來實現(xiàn)出來。1、控制系統(tǒng)和信號的分類自動控制系統(tǒng)按照原理，一般可以分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。 制冷空調(diào)系統(tǒng)一般采用閉環(huán)控制，也叫反饋控制系統(tǒng)，利用輸出量同 目標(biāo)值的偏差對系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以獲得比較好的修正和穩(wěn)定的控制O 定時檢測輸出量的實際值，將輸出量的實際值與目標(biāo)值進(jìn)行比較得出 偏差，

2、用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差，使得輸出量維持目 標(biāo)值?？刂葡到y(tǒng)的基本要求有三個方面，穩(wěn)定性，快速性，準(zhǔn)確性；當(dāng)前 的制冷空調(diào)系統(tǒng)中使用的控制板以單片機和P L C為主，標(biāo)準(zhǔn)化的小型 批量設(shè)備一般采用單片機居多，工程項目類設(shè)備和非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品以 PLC居多。制冷空調(diào)控制系統(tǒng)的信號包括輸入側(cè)和輸出側(cè)，簡單的可以分為數(shù)字 信號和模擬信號。比如一般我們常說的各種保護(hù)開關(guān)接入控制板，給 出的輸入信號就是數(shù)字信號，定速壓縮機和定速風(fēng)扇電機的控制線路 接入控制板，輸出信號就是數(shù)字信號，溫度傳感器和壓力傳感器等轉(zhuǎn) 成為電壓電流電阻信息接入控制板，這個輸入信號就是模擬信號，對 外部輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號，比如010

3、V, 420mA等信號用來驅(qū)動電子 膨脹閥的信號就屬于模擬信號，制冷空調(diào)系統(tǒng)的控制板就是定時獲得 輸入信號，通過邏輯計算，決定輸出量大小，然后通過輸出來改變系 統(tǒng)每一個零部件的狀態(tài)。2、制冷空調(diào)系統(tǒng)的常用控制方法1）開關(guān)型控制開關(guān)控制的方法廣泛應(yīng)用在大量的家用制冷空調(diào)設(shè)備和中小型的簡 單制冷設(shè)備中。比如使用單臺定速壓縮機的單個蒸發(fā)器的制冷系統(tǒng)，根據(jù)該蒸發(fā)器對 應(yīng)的使用側(cè)溫度信號來計算負(fù)荷，控制壓縮機的起停，當(dāng)溫度達(dá)到目 標(biāo)值+2以上，并連續(xù)維持一定的時間，壓縮機開機，當(dāng)溫度降低到 目標(biāo)值-2以下，并連續(xù)維持一定的時間，則壓縮機停機。這種控制方法的優(yōu)點是簡單可靠，一般不會有產(chǎn)生系統(tǒng)風(fēng)險的可能，

4、缺點是受控變量波動較大，不能達(dá)到精確控制，滿足不了舒適度的要 求，甚至為了避免壓縮機的頻繁起停和信號的偶然跳躍誤差，需要加 入計時器，強制壓縮機在達(dá)到負(fù)荷要求之后，繼續(xù)過度輸出。比如上圖所示，并聯(lián)定速壓縮機的控制方案中，理論上負(fù)荷50%以上 啟動2臺壓縮機，50%以下，僅1臺壓縮機啟動，實際上為了避免壓 縮機的頻繁起停，在邏輯上可能需要定義負(fù)荷達(dá)到65%以上才加載另 外1臺壓縮機，負(fù)荷降低到35%以下才減載其中1臺壓縮機。2) PID控制P控制就是比例控制，是一種類似開環(huán)控制的方法，單純由輸入信 號的變量大小按照比例來決定輸出信號的大小，例如將房間溫度的 目標(biāo)區(qū)域從最小值到最大值定義成0%10

5、0%,目標(biāo)值-2°C時，機組輸 出0%,目標(biāo)值+2°C時，機組輸出100%,目標(biāo)值時，機組輸出50%, 以此類推。P控制一般在制冷空調(diào)系統(tǒng)中很少單獨使用，因為隨著機 組的逐漸磨損和效率衰減，P控制所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差會越來越大。I控制就是積分控制，為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在計算公式中引入積分項， 輸出信號與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系，積分項對誤差取決于時 間的積分，隨著時間的增加，積分項也會增大對輸出信號的影響，直 到誤差趨向0。D控制就是微分控制，與積分控制對輸出信號的影響相反，D控制是 受控溫度減少波動，盡快穩(wěn)定下來的一種控制方式，與目標(biāo)值無關(guān)， 微分項提前預(yù)判受控溫度的變化方

6、向，防止過大的波動出現(xiàn)，比如冷 庫降溫過程，如果出現(xiàn)負(fù)荷較小，降溫非常快速，即使沒有達(dá)到目標(biāo) 庫溫，微分項為了防止庫溫波動，會提前預(yù)判，提前減載壓縮機輸 出。PI或者PID組合控制經(jīng)常使用在制冷空調(diào)行業(yè)，作為變頻壓縮機或 者電子膨脹閥的控制方案，通過P比例計算決定了基本的輸出信號大 小，比如電子膨脹閥的初始開度，變頻壓縮機的初始上載頻率等， 然后通過I控制使受控溫度逐步快速的趨向目標(biāo)值。D控制項使受控 溫度穩(wěn)定在目標(biāo)溫度上。一般我們會通過改變PID項各自的權(quán)重，來 達(dá)成不同的調(diào)節(jié)效果，或者根據(jù)系統(tǒng)的特點來適用不同的方案，比 如通過加大P參數(shù)實現(xiàn)快速達(dá)到目標(biāo)，但是波動較大，或者反過來， 慢慢達(dá)到

7、目標(biāo)值，但是波動較小。PID控制參數(shù)權(quán)重大小，也就是參數(shù)整定的方法很多，在制冷空調(diào)行 業(yè)一般都是通過實驗，依賴經(jīng)驗，反復(fù)疊加驗證來獲得，首先僅加入 比例控制參數(shù)，直到系統(tǒng)的受控溫度出現(xiàn)臨界震蕩，記下P參數(shù)大小 和震蕩周期，用來計算I和D參數(shù)，再通過實驗進(jìn)行驗證和小幅修 正。3、制冷空調(diào)系統(tǒng)部件的正常起停功能控制邏輯制冷空調(diào)系統(tǒng)一般都包括的四個部件，壓縮機，冷凝器，蒸發(fā)器和 節(jié)流結(jié)構(gòu)，稍微特殊一點的系統(tǒng)還包括噴液冷卻，抽真空循環(huán)以及 熱氣旁通等功能，這些功能的啟動和停止先后順序如下圖所示：般收到開機命令之后，蒸發(fā)側(cè)會優(yōu)先啟動，尤其采用水系統(tǒng)的話，啟 動的提前時間會更長一些，將蒸發(fā)側(cè)的吸收熱量的系

8、統(tǒng)提前準(zhǔn)備完善, 防止壓縮機啟動后，短時間內(nèi)造成回液的風(fēng)險。冷凝器側(cè)的換熱一 般會根據(jù)冷凝壓力進(jìn)行控制，一般的小型系統(tǒng)會和壓縮機同步起停， 但是對于中大型系統(tǒng)，尤其變負(fù)荷系統(tǒng)，需要稍微滯后于壓縮機， 防止壓縮機啟動后的短時間內(nèi)造成系統(tǒng)低壓過低。節(jié)流機構(gòu)如果是電子膨脹閥的話，需要提前進(jìn)行初始化過程，提前的 時間需要參考具體閥門全程開和關(guān)需要的時間，比如丹佛斯的ETS400 電子膨脹閥，滿步數(shù)是3810步，設(shè)定開關(guān)的速率是300步/秒，邏輯 執(zhí)行初始化是執(zhí)行關(guān)閥110%,全程共需要約14秒，控制邏輯上，需 要在壓縮機啟動之前預(yù)留27秒，14秒用來初始化，13秒預(yù)留將閥開 到初始開度。幾大常用空調(diào)控

9、制系統(tǒng)1、蒸發(fā)器除霜控制除霜控制的內(nèi)容判斷結(jié)霜情況，在適 當(dāng)?shù)臅r刻發(fā)出除箱指 令；執(zhí)行除霜操作（停機、 電加熱、電磁閥動作 等八判斷除霜效果，在適 當(dāng)?shù)臅r刻發(fā)出終止除 霜指令；執(zhí)行操作，使系統(tǒng)冋 到正常運行狀態(tài)。判斷除霜開始的方法定時溫度、溫差空氣側(cè)阻力判斷除霜結(jié)束的方法定時翅片溫度空氣側(cè)阻力溫度+定時除霜方式白然除霜：壓縮機停，風(fēng)機不停電加熱除霜：壓縮機停，風(fēng)機停，電加熱開液體沖霜：壓縮機停，風(fēng)機停，液體閥開-熱氣除雷：壓縮機排氣除新逆向循壞除霜2、溢流閥控制熱氣除霜壓力的應(yīng)用3、制冷系統(tǒng)回油控制基本的油分離的和回油控制4、并聯(lián)機組的回油控制多聯(lián)機的油分離和回油捽制5、冷熱水盤管的控制二通混

10、合閥（8）二通閥（b）三通混合閥產(chǎn)通分流閥供水何水（C）三通分誡閥對送的另通（使am供水就聊9何水解購）（.通混介閥肚憐*6、閥門的流量特性1/L.%不同流址特性的閥芯形狀1 一快開；2 宜線；3-MW線；4一等百分比理想流II待性1-快開：2直線:3拋物線；4-等百分比,5雙曲找,6修1E槍物線7、直線流量特性直線流量特性是扌旨調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對位移成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)，用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示：以行程的10%、50%以及80%三點為例，若位移變化量都是10%,則：在10%時，流雖相對變化值為：X 100% = 100%在50%時，流蜀相對變化值為：電評X 100%

11、= 20%在80煬時，流量相對變化值為：建尹 x 100% = 12.5%可見，直線特性的閥門在開度小時流量相對變化值大，靈敏度高，不 易控制，甚至發(fā)生振蕩，而在大開度時，流量相對變化值小，調(diào)節(jié)緩 慢，不夠及時。8、等百分比流量特性等百分比流量特性也稱為對數(shù)流量特性。它是指單位相對位移變化所 引起的相對流量變化與此點的相對流量成正比關(guān)系。即調(diào)節(jié)閥的放大 系數(shù)是變化的，它隨著相對流量的增大而增大。用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示為：為了和直線流量特性進(jìn)行比較，同樣以行程的10%. 50%和80%三點進(jìn) 行研究，當(dāng)行程變化10%時流量變化分別為1.91%. 7. 3%和20. 4%,而 它們流量相對變化值卻都為40%o等百分比流量特性在小開度時，調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)小，調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和; 在大開度時，放大系數(shù)大，調(diào)節(jié)靈敏有效。還可以看出，等百分比特 性在直線特性下方，因此，在同一位移時，直線閥通過的流量要比等 百分比大。9、盤管特性+閥的組合特性組合特性盡量接近線性10501001OU9050制開度/%閥門的合理選擇10、各種閥門的流量特性各種閥門的流童特性隔膜閥：快開閘閥：線性0形球閥：快開V形球閥：等百分比蝶閥：等百分比調(diào)節(jié)閥：閥芯曲面經(jīng)專門設(shè)計，可制成各種流量特性的調(diào)節(jié)閥，以滿足不同場合的需要。10