汽車空調(diào)系統(tǒng)的變頻控制
謝敬田
（南京工業(yè)大學(xué)能源學(xué)院，江蘇南京21181 6）
摘要：溫度是車廂內(nèi)舒適程度的最主要影響因素之一，為了更快速有效地調(diào)控汽車車廂內(nèi)溫度，排除新風(fēng)量、風(fēng)速、空氣濕度等其他控制因素，選擇實(shí)際溫度與沒(méi)定溫度的差量及其變化率作為模糊控制器的輸人參數(shù)，對(duì)可變冷媒流量( vrv)空調(diào)的頻率進(jìn)行控制，并利用s．mulink對(duì)控制過(guò)程進(jìn)行仿真。
關(guān)鍵詞：變頻空調(diào)；模糊控制；仿真
中圖分類號(hào)：tm 921. 51文獻(xiàn)標(biāo)志碼ia文章編號(hào)：i673-6540(2010)07-0054-04
0 引 言
隨著模糊控制理論及模糊控制系統(tǒng)的發(fā)展，顯示出模糊控制在控制領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，模糊控制已咸為智能控制的重要組成部分。在工業(yè)過(guò)程控制中，許多控制領(lǐng)域所涉及的設(shè)計(jì)算法和控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不要求非常精確的受控對(duì)象數(shù)學(xué)模型，可以應(yīng)用模糊控制對(duì)其過(guò)程進(jìn)行控制�？刂葡到y(tǒng)模型圖形仿真環(huán)境( simulink)工具平臺(tái)的出現(xiàn)，使得控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真變得相當(dāng)容易和直觀。
目前，國(guó)內(nèi)的空調(diào)客車已成為汽車客運(yùn)的主力，旅客在旅途中享受空調(diào)冷氣的同時(shí)也對(duì)汽車的空調(diào)系統(tǒng)提出了許多抱怨，比如該冷的時(shí)候冷得很慢，已經(jīng)很冷時(shí)風(fēng)還很大，車內(nèi)旅客較多時(shí)空氣很悶等。這些問(wèn)題的存在影響了旅客的舒適度，不利于空調(diào)汽車檔次的進(jìn)一步提高。將模糊控制工具箱和simulink仿真環(huán)境利用到基于溫度控制的汽車可變冷媒流量(vrv)變頻空調(diào)的控制系統(tǒng)，可以對(duì)汽車車廂內(nèi)溫度根據(jù)環(huán)境的變化隨時(shí)進(jìn)行****控制，因而使乘客能在舒適的環(huán)境中乘車。
1 汽車車廂內(nèi)溫度變化特點(diǎn)
客運(yùn)汽車一般是跨地域性長(zhǎng)途運(yùn)行，人員流動(dòng)性大，隨著區(qū)域、外界氣溫、汽車運(yùn)行速度及太陽(yáng)輻射強(qiáng)度變化的影響，車內(nèi)負(fù)荷隨之頻繁變化，同時(shí)汽車在起動(dòng)、停車時(shí)溫差也會(huì)發(fā)生急劇變化。因此，汽車空調(diào)的自動(dòng)調(diào)節(jié)是汽車空調(diào)設(shè)計(jì)與制造中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。提高自動(dòng)控制水平．應(yīng)盡快將模糊控制及神經(jīng)元控制技術(shù)引入到客室內(nèi)參數(shù)的控制，安裝靈敏性較高的溫度傳感器，同時(shí)采用變頻調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量和制冷量的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，提高車內(nèi)舒適度并減少能耗。汽車空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)如表l所示。
本文以夏季車內(nèi)溫度參數(shù)為控制參數(shù)。
2 vrv率調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
2.1 vrv空調(diào)系統(tǒng)的定義及控制原理
vrv空調(diào)系統(tǒng)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中，通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時(shí)滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。vrv空調(diào)系統(tǒng)需采用變頻壓縮機(jī)、多極壓縮機(jī)、卸載壓縮機(jī)或多臺(tái)壓縮機(jī)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)容量控制。在制冷系統(tǒng)中需設(shè)置電子膨脹閥或其他輔助同路，以調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi)機(jī)的制冷劑流量。通過(guò)控制室內(nèi)外換熱器的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或傳熱面積，調(diào)節(jié)換熱器的能力。在變頻調(diào)和電子膨脹閥技術(shù)逐漸成熟之后，vrv空凋系統(tǒng)普遍采用變頻壓縮機(jī)和電子膨脹閥。
2.2 vrv空調(diào)系統(tǒng)適用于汽車空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)
(1) vrv卒調(diào)系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的大小，在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行，減少了壓縮機(jī)因頻繁起停造成的不可逆損失，能效比隨頻率的降低而升高。由于壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作在低頻區(qū)域，故系統(tǒng)的季節(jié)能效比( seer)相對(duì)于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)有較大提高。
(2)采用壓縮機(jī)低頻起動(dòng)，降低了起動(dòng)電流，電氣設(shè)備節(jié)能效果顯著，同時(shí)避免了對(duì)其他用電設(shè)備和汽車自身電網(wǎng)的沖擊。
(3)冷媒自由分配技術(shù)和智能系統(tǒng)采用先進(jìn)的變頻控制技術(shù)、智能化控制技，使系統(tǒng)能感應(yīng)車廂冷熱負(fù)荷變化而精確調(diào)溫，提高_(dá)『舒適水平。
(4)采用一次冷媒系統(tǒng)，與傳統(tǒng)二次冷媒的中央空調(diào)相比，提高r能源利用率；同時(shí)無(wú)需龐大的配管工作，節(jié)省了材料和安裝空間。
(5) vrv空調(diào)系統(tǒng)具有能調(diào)節(jié)容量的特性，在系統(tǒng)初開(kāi)機(jī)時(shí)室溫與設(shè)定溫度相差很大，利用壓縮機(jī)高頻運(yùn)行的方式，使室溫快速到達(dá)設(shè)定值，縮短室內(nèi)不舒適的時(shí)間。
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