周伟东[1]2003年在《小型冷库特性仿真研究》文中提出本文运用“制冷系统热动力学”理论，以“动态”、“分布参数”和“参数间定量耦合”的观点，用“微元”的方法，对型号D045—35／110GFD蒸发器、型号LCU-32FJ冷凝机组和型号TEX2-2.3热力膨胀阀等主要部件组成的小型冷库的结构特点和运行性能进行了理论和实验研究。本文主要内容如下： 首先，建立了制冷装置各主要部件的数学模型。压缩机采用集中参数模型；换热器采用动态分布参数的分相模型；热力膨胀阀采用集中参数动态模型；通过对冷库维护结构的特点分析，采用边界条件简化处理的方法，建立相应的动态参数数学模型。 其次，在上述研究的基础上，分析小型冷库制冷系统和强迫对流空气冷却系统各部件参数的耦合关系，并采用适合动态仿真的计算方法，对小型冷库仿真模型进行计算，计算结果和实验结果吻合较好。 最后，为了进一步了解小型冷库两个组成系统间的匹配特性，用PHOENICS数值计算专用软件对冷库内叁维流场和温度场分布特性作了计算，并在计算中考虑浮升力的影响，计算结果与特征点的实验结果基本一致。然后再将蒸发器置于不同位置进行计算，对计算结果进行比较分析，结果表明冷库内蒸发器位置的不同对流场和温度场影响较大。 上述理论和实验研究，为小型冷库动态仿真和优化提供了一定的理论基础。
徐斌, 胡振武, 黄蕾, 杨铁皂, 王志远[2]2005年在《小型冷库制冷系统稳态仿真》文中认为对小型冷库制冷系统进行了稳态仿真。建立了压缩机稳态仿真模型,重点考虑了压缩机输运环节的计算。建立了热力膨胀阀模型,重点建立了流量与阀前后压差及制冷剂进出口干度的关系。实验表明,模型精度达到工程实用要求;结合实验和仿真分析,对小型冷库的运行和设计提出了建设性意见。
王靖[3]2016年在《小型冷库温湿度控制系统的设计》文中研究说明结合实际,谈谈小型冷库温湿度控制系统的设计。
王瑞龙[4]2013年在《制冷系统模糊控制器的开发与研究》文中提出制冷系统控制已经从简单的单回路闭环控制发展到多参数联合控制的智能控制阶段,但制冷系统智能控制的研究和应用仍处于初级阶段,面临着很多问题要解决。首先是目前应用于智能控制的数学模型缺乏一定的通用性和规范性,并且在模型的处理方面复杂性和准确性的矛盾还没有解决。其次在控制算法方面,能够进行被控参数在线自适应调整的模糊控制的研究比较少,一些控制算法的稳定性和收敛性也有待于理论和实践证明。因此,研究冷库制冷系统的多参数自适应模糊控制对制冷控制领域的完善有重要的理论和实际意义。本文的研究对象为小型低温库智能控制试验台,试验台制冷系统的压缩机为变频压缩机,蒸发器风机为变频风机。因此提出以压缩机频率和冷风机频率为输入参数,以库内空气温度和蒸发器出口过热度为输出参数的两输入两输出自适应模糊控制,以基本模糊控制规则和李雅普洛夫稳定性理论为基础设计自适应稳定模糊控制器,并将控制器应用于现有的冷库制冷系统中进行稳定性、鲁棒性、是否超调等控制效果的研究。研究的主要结果如下:1.根据热力学知识、动量连续方程、能量连续方程和质量连续方程建立了控制用数学模型。制冷系统的各部件模型均采用集中参数模型,模型为动态方程和非线性稳态方程组成的非线性5阶方程组,并确定了系统的状态变量、输入变量和输出变量,最后完成了对冷库制冷系统的完整数学描述。2.在分析影响制冷系统的参数和各参数耦合性的基础上,提出了压缩机和冷风机联合控制调节库温和过热度的控制策略。并依次由简易到复杂,设计了制冷系统的基本模糊控制器、变论域模糊控制器和自适应稳定模糊控制器(监督控制器、论域伸缩因子自适应律和参数自适应律),在设计过程中利用李雅普洛夫稳定性理论证明了所设计控制器的稳定性和收敛性。3.以小型冷库智能控制试验台为被控对象,对所设计控制器进行了实验研究。结果表明在变控制目标的控制过程中,控制器对库温和过热度的控制效果良好,表现出了跟踪性能好、控制精度高、几乎无超调和鲁棒性强等优点。在变负荷的控制过程中,控制器对库温的控制效果良好,但是过热度的控制效果并不好,系统受到扰动后过热度需要很长的时间才能恢复稳定值,并且有明显的超调。
张洪臣[5]2013年在《小型冷库制冷装置动态仿真技术在黄鳝片贮藏设备开发中的运用》文中研究表明随着人民生活水平的提高,对冰鲜产品的需求越来越大,运用仿真技术开发冰鲜设备以满足市场的需求,首先介绍冰温保鲜和冰温设备开发的依据,然后,使用modelica语言和ITI SimulationX 2.0软件运用小型冷库制冷装置动态仿真来开发黄鳝贮藏设备,并与试验设备试验结果进行对比,达到预期的目的。
汤毅[6]2013年在《计算流体力学（CFD）技术用于冷库气流优化的研究》文中研究表明冷库是用于低温储存农产品、药品、军事用品等以有效防止其变质的场所。从上世纪90年代起，随着市民生活水平的不断提高，对食品的需求质量都在不断提升，因此我国的冷库建设规模和数量也在不断被扩大，但是冷库中气流不合理的问题一直没有得到有效解决，这是由于传统试验无法检测到冷库中流场不均匀的区域，而在冷库中进行可视化研究需要的成本巨大且效果不理想。不合理的流场会造成冷库制冷成本的上升和货物冻藏质量的下降，因此是冷库运营时必须解决的一个问题。计算流体力学（Computational fluid dynamics，以下简称CFD）作为流体力学的一个分支用来研究不同流体的传热与传质特性，目前CFD由于其自身的优点使其运用领域不断拓宽。本研究的目的在于探索一种运用CFD技术数值计算不同规模的冷库中气流流场的精确方法，通过实际试验证实该方法的可靠性后利用这种方式模拟大中型冷库中风机不同出风形式、风机不同安装位置、货物在冷库中不同摆放形式等对冷库流场的影响，旨在为今后冷库的建设提供一定的理论支持和参考依据。本课题的主要内容和研究结论如下：（1）分别采用二维和叁维方式建立冷库模型并结合壁面函数修正与Boussineq假设模拟了一个4.5m（长）×3.3m（宽）×2.5m（高）的小型冷库气流流场组织，计算结果通过实际试验测试比对发现采用叁维技术相对二维数值模拟方法更接近试验数值，同时冷库模型采用非结构网格，由于非结构网格对复杂的模型适应性高因而比结构网格更适合于冷库的建模；冷库中气流与压力的解耦方式采用SIMPLE算法相比PISQ算法更适合于短时间的瞬态计算，具体表现为模拟值与试验值的误差更小；目标冷库模型网格最合适的尺寸为10；冷库内气流分布的方式为水平平面上对称性较好，竖直方向上中间流速小，上下较大；冷库气流流动形式总体上呈一个大回流的形式。（2）利用先前在小型冷库中验证的可靠的叁维建模方式结合气流流动的k方程研究该小型冷库采用不同回风形式的风机运行时对冷库气流的影响，得出的结论是：侧回风形式的风机较后回风形式的风机更节能，冷库降温运行的瞬态条件下温度较高区域出现在风机的回风区域和墙角。同时对一个容积为210m3（长10m×宽7m×高3m）的冷库进行了不同风机出风口形式的数值模拟研究，发现目标冷库内采用两台叁出风口比采用叁台两出风口方案的气流分布更均匀。（3）由于大型冷库中很难通过实验得到准确的流场分布，本文在计算了某大型商用冷库（长48m×宽46m×高6m）的制冷量后对冷风机进行了选型，使用CFD数值模拟了该冷库运行时的气流组织，并分别进行了风机不同吹风形式的对比。研究发现风机置于冷库中央，分别向两边吹风的方式由于气流相互干涉小而使流场较均匀；冷库中温度高的区域同样出现在墙侧拐角位置与回风区；冷库降温过程中温度场分布受到流场分布的影响在水平面上具有良好的对称性。（4）利用先前得到的大型冷库中较合理的风机吹风方式，参考《冷库设计规范》等标准模拟不同货物在冷库储存时，冷库内整体和不同货物区的流速分布，比较了货物间距分别采用10cm和15cm对冷库流场的影响，得出了10cm的货物间尺寸由于货物区占用空间小，货物摆放区的流速较小而相对15cm货物间距摆设形式更优；同时冷库高度方向接近风机主射流区域平面上的平均流速上升明显。目标冷库内风机采用3m/s的吹风速度因货物区域的气流满足规范要求故较有利于无包装货物的储存要求；采用5m/s的吹风速度时，由于货物区上层货物顶部气流超出规范要求，建议对该区域的货物采取一定的包装；而采用7m/s的吹风速度由于货物区流速过大而不利于目标冷库中的货物要求。
潘永平[7]2007年在《冷库制冷系统多变量自适应模糊控制研究》文中研究指明冷库制冷系统是多输入多输出(MIMO)、强耦合、时变、非线性的复杂系统，并且其制冷性能受运行工况、室内负荷等多种干扰因素的影响。因此，要对冷库制冷系统进行综合优化控制，取得理想的控制品质和节能效果，就有必要建立冷库制冷系统的控制仿真用数学模型，并对其多变量智能控制方法进行研究。由于制冷系统具有明显的非线性热力学耦合特性，因此其控制的难点在于如何消除各自由度之间的耦合程度。然而制冷系统复杂的质量和能量传递过程即使用非线性数学模型也很难精确描述，因此基于精确数学模型的控制方法都难以获得良好的控制效果。模糊控制方法不依赖于被控对象精确的数学模型，因此是一个良好的选择。本研究在系统分析制冷系统特性的基础上，提出了基于多变量稳定自适应模糊控制器的冷库制冷系统压缩机频率和电子膨胀阀开度联合调节协调控制方法。首先在分析制冷循环热力学原理的基础上建立了状态空间描述的制冷系统控制仿真用动态非线性数学模型。然后针对冷库制冷系统这一类MIMO非线性复杂系统，设计了基于变论域模糊控制原理和Lyapunov稳定性理论的多变量稳定自适应模糊控制器。这种自适应模糊控制器基于模糊推理规则自学习和自调整的控制算法，无需知道太多的专家控制规则，因此解决了制冷系统MIMO模糊推理规则难以获取的问题。在用变论域模糊控制器保证对理想控制器的高逼近精度条件下，基于一类MIMO非线性复杂系统设计了一种容易整定的监督控制器和模糊控制器参数自适应律，并在Lyapunov意义下证明了闭环控制系统的渐近稳定性和收敛性，保证系统的控制品质和节能效果。最后的仿真实验结果表明，本研究提出的多变量智能控制方法能够适应冷库制冷系统变负荷和变工况的控制要求，具有跟踪性能良好、控制精度高、几乎无超调和鲁棒性强的优点，因此具有良好的应用前景。
张洪臣, 任益夫, 李凤丽, 王彦[8]2010年在《船舶用小型冷库的动态仿真》文中研究表明目前国内制冷空调企业对计算机仿真技术日益重视,制冷系统仿真已经成为冷装置设计的重要手段。通过研究实际的单级蒸气压缩式制冷系统的各个组成部件建立的数学模型,对整个系统进行了仿真研究。研究的目标是使用R22的单级蒸气压缩式制冷系统的热力学性质和输运性质的数学
初勤亭[9]2008年在《冷库制冷系统模糊PID控制研究》文中进行了进一步梳理制冷系统的自动控制是实现冷库节能的最有效手段之一。冷库制冷系统采用自动控制不仅节能,还可以保证库温稳定,避免不必要的低温,并可使食品贮藏期间质量稳定,减缓食品表面水分的蒸发。此外,采用自动控制还可以使冷库制冷系统运行中的温度、压力等状态参数保持在要求的范围内,保证系统的安全和高效。本文以小型氟利昂冷库制冷系统为控制对象,设计了冷库的自动控制系统,介绍了控制系统的结构和硬件配置。研究了以进气压力为控制目标,通过滑阀调节制冷量;以蒸发器过热度为控制目标,通过调节膨胀阀开度,配合压缩机调节流量的控制策略。本文详细研究了膨胀阀开度调节系统。以蒸发器过热度为目标的电子膨胀阀的控制算法,应用较多的是PID(或PI)调节,常规PID控制不能根据系统的动态过程自动调整控制参数,控制精度不高。模糊控制鲁棒性好,无需知道被控对象的数学模型,且在快速性方面有着自己的优势,但模糊控制易受模糊规则有限等级的限制而引起稳态误差。本文分析了PID控制和模糊控制的优缺点,把它们相互结合,实现优势互补。借助PID参数的在线模糊自整定,实时修改PID参数,确保电子膨胀阀执行过程中始终处于优化状态。在设计了模糊参数自整定PID控制器的同时,提出了通过S7-300PLC实现控制算法的程序设计方法。通过MATLAB仿真及实验表明模糊PID能适应膨胀阀开度控制系统的要求,在响应速度、稳态精度等方面均优于传统PID控制,具有较好的鲁棒性。
周晓青[10]2008年在《分布式制冷控制系统节能优化控制问题的研究》文中研究说明目前,我国经济增长迅速,能源问题越来越受到重视。在开发寻找新能源的同时,提高能源利用率已成为当前需要解决的热点问题。制冷行业是能源消耗较大的行业,在整个冷链中,超市食品冷藏制冷系统是其中重要的一环,因为大型超市承担了大部分食品冷链的终端零售任务。因此,如何对超市制冷系统进行优化设计,以在保证食品质量的前提下降低能耗,成为了重要的研究课题。本文主要研究了运用先进控制手段提高大型超市制冷系统运行中的节能问题。本文首先分析了某大型超市冷柜制冷系统的结构,从系统控制的角度,综合考虑控制参数及干扰参数,如蒸发压力、冷凝压力、过热度及过冷度等对制冷系统运行工况点的影响。在用数学模型描述系统各部件,如压缩机、冷凝器和蒸发器的基础上,建立反映各部件的总体性能和相互间的传递关系的系统静、动态模型和控制模型。根据制冷系统的运行特点,提出了超市制冷系统节能优化控制方案。在大型超市制冷系统中,回路中的被控参数的合理选取(如冷凝压力与蒸发压力)与能量的损耗有着直接的关系。因此,设计运用自适应模型预测优化控制,根据系统运行工况的变化在线调整静态工作点,优化控制回路的设定值,构成了控制系统外环的静态工作点优化层;内环是面向子系统的动态优化层,针对并联超市制冷系统运行中吸气压力波动较大而影响系统能耗的问题,提出了运用MPC控制方法抑制并联系统同步现象,通过解除子系统的同步控制,提高压缩机效率,节约能源。并联超市制冷控制的难点是系统的输入量都是离散值,如压缩机启停,温度控制器阀门的开关。因此,超市制冷系统是一个混合系统,为了达到更好的控制效果,本文尝试用混合逻辑动态模型来表示这个混合系统,探讨了基于混合逻辑动态模型的并联超市制冷系统的MPC控制。最后,为了表明优化控制方案的节能潜力,在MATLAB的SIMULINK环境中搭建了制冷系统数字仿真平台。把传统制冷系统定常工作点控制分别与最优冷凝压力控制比较;把传统吸气压力的死区PI控制与吸气压力模型预测控制比较。结果表明,工作点优化控制能使冷凝压力很好的跟随环境温度,使冷凝压力接近实际的最优冷凝压力,与常冷凝压力控制相比降低了能耗;而吸气压力模型预测控制与传统控制比较表明,模型预测控制使并联陈列柜中使吸气压力波动减小,压缩机电机运行效率提高,节约了能源,达到了较好的优化效果。
参考文献：
[1]. 小型冷库特性仿真研究[D]. 周伟东. 大连海事大学. 2003
[2]. 小型冷库制冷系统稳态仿真[J]. 徐斌, 胡振武, 黄蕾, 杨铁皂, 王志远. 制冷与空调. 2005
[3]. 小型冷库温湿度控制系统的设计[J]. 王靖. 黑龙江科技信息. 2016
[4]. 制冷系统模糊控制器的开发与研究[D]. 王瑞龙. 天津商业大学. 2013
[5]. 小型冷库制冷装置动态仿真技术在黄鳝片贮藏设备开发中的运用[J]. 张洪臣. 河北渔业. 2013
[6]. 计算流体力学（CFD）技术用于冷库气流优化的研究[D]. 汤毅. 上海海洋大学. 2013
[7]. 冷库制冷系统多变量自适应模糊控制研究[D]. 潘永平. 广东工业大学. 2007
[8]. 船舶用小型冷库的动态仿真[J]. 张洪臣, 任益夫, 李凤丽, 王彦. 河北渔业. 2010
[9]. 冷库制冷系统模糊PID控制研究[D]. 初勤亭. 浙江工业大学. 2008
[10]. 分布式制冷控制系统节能优化控制问题的研究[D]. 周晓青. 东华大学. 2008
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