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        空調(diào)閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)

        2015-04-17 13:32:20郭莉鈺
        家電科技 2015年5期
        關(guān)鍵詞:換向閥制冷劑閉環(huán)

        郭莉鈺

        (吉林大學(xué)珠海學(xué)院 廣東珠海 519041)

        空調(diào)閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)

        郭莉鈺

        (吉林大學(xué)珠海學(xué)院 廣東珠海 519041)

        分析空調(diào)的控制原理,提出一種空調(diào)閉環(huán)自動(dòng)控制方式,指導(dǎo)安裝維修及正確使用。

        空氣調(diào)節(jié)器;空調(diào);閉環(huán)控制;控制系統(tǒng)

        1 引言

        由于溫室效應(yīng),全球溫度逐年上升,空調(diào)已走進(jìn)千家百戶,成為人們生活工作的必需品,市場(chǎng)不斷擴(kuò)大,特別是夏天銷售異?;鸨?,大部分人對(duì)于空調(diào)的了解可能只停留在如何使用上,而對(duì)其內(nèi)部工作原理并不是太了解,隨著空調(diào)的廣泛應(yīng)用,為加深人們對(duì)于空調(diào)的進(jìn)一步深化了解,指導(dǎo)正確使用及安裝維修,我們特別找出一款知名品牌的空調(diào),對(duì)其內(nèi)部的控制方式做深入的剖析,組合自動(dòng)控制理論,對(duì)其控制系統(tǒng)做一個(gè)全面的介紹,提出一種自動(dòng)控制邏輯供設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)使用。

        2 正文

        2.1 空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成

        空調(diào)系統(tǒng)包括內(nèi)風(fēng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、外風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、換向閥、控制器、電加熱管、毛細(xì)管(澎脹閥)、制冷劑、冷凝器、蒸發(fā)器等。

        2.2 制冷原理

        空調(diào)器通電后,制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時(shí)外風(fēng)機(jī)吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器,帶走制冷劑放出的熱量,使高壓制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)過(guò)膨脹閥噴入蒸發(fā)器,并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā),吸取周圍的熱量。同時(shí)內(nèi)風(fēng)機(jī)使空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器的翅片間進(jìn)行熱交換,并將放熱后變冷的空氣送向室內(nèi)。如此室內(nèi)空氣不斷循環(huán)流動(dòng),達(dá)到降低溫度的目的。(圖1)

        2.3 PID控制框圖

        自控系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2所示。

        基于對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的分析,我們的控制對(duì)象為環(huán)境溫度,變送器采用感溫包,感溫包內(nèi)部有熱敏電阻,隨著溫度的變化,阻值也發(fā)生變化,執(zhí)行器為壓縮機(jī)、內(nèi)外風(fēng)機(jī)、步進(jìn)電壓、換向閥、電加熱等功率器件。系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程采取衰減振蕩過(guò)程,使用定頻壓縮機(jī),采取繼續(xù)雙位控制,使環(huán)境溫度不斷在向設(shè)定溫度靠近。設(shè)計(jì)了如圖3所示空調(diào)閉環(huán)的控制系統(tǒng)。

        2.4 控制邏輯

        控制系統(tǒng)運(yùn)行模式包括:制冷、除濕、制熱、自動(dòng)、送風(fēng)。

        T環(huán):室內(nèi)溫度溫度;

        T設(shè):用戶設(shè)定溫度;

        T管:銅管內(nèi)部溫度。

        (1)制冷運(yùn)行的工作條件及過(guò)程

        a.當(dāng)T環(huán)≥T設(shè)+1℃時(shí),為制冷運(yùn)行,此時(shí)壓縮機(jī)、外風(fēng)機(jī)運(yùn)行、內(nèi)風(fēng)機(jī)按設(shè)定風(fēng)速運(yùn)行;

        b.當(dāng)T環(huán)≤T設(shè)-1℃時(shí),進(jìn)入停機(jī)狀態(tài),此時(shí)壓縮機(jī)停、外風(fēng)機(jī)延時(shí)15 秒停,內(nèi)風(fēng)機(jī)按設(shè)定風(fēng)速運(yùn)行;

        c.當(dāng)T設(shè)-1℃<T環(huán)<T設(shè)+1℃時(shí),保持前面運(yùn)行狀態(tài)。

        此模式下,換向閥不得電,溫度設(shè)定范圍為16~30℃。

        圖1 制冷原理

        防凍結(jié)保護(hù):當(dāng)壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)行了6分鐘后,且連續(xù)3分鐘檢測(cè)到T管≤0℃,則壓縮機(jī)停、外風(fēng)機(jī)延時(shí)15 秒停止運(yùn)行,內(nèi)風(fēng)機(jī)按設(shè)定風(fēng)速運(yùn)行,當(dāng)3分鐘延時(shí)后,且T管≥10℃時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)運(yùn)行。

        壓縮機(jī)保護(hù):上電以后,壓縮機(jī)無(wú)論在何種情況下,兩次啟動(dòng)的時(shí)間間隔不少于3分鐘,第一次加電時(shí),壓縮機(jī)無(wú)3分鐘延時(shí);壓縮機(jī)一旦啟動(dòng),在6分鐘內(nèi)不隨室溫變化而停機(jī)。

        (2)除濕運(yùn)行的工作條件及過(guò)程

        a.當(dāng)T環(huán)>T設(shè)+2℃時(shí),進(jìn)入制冷運(yùn)行,內(nèi)風(fēng)機(jī)風(fēng)速可調(diào);

        b.當(dāng)T設(shè)-2℃≤T環(huán)≤T設(shè)+2℃時(shí),進(jìn)入除濕運(yùn)行,此時(shí)內(nèi)風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行,壓縮機(jī)及外風(fēng)機(jī)開(kāi)6分鐘后,壓縮機(jī)停、外風(fēng)機(jī)延時(shí)15秒停,30秒后內(nèi)風(fēng)機(jī)停,3分半鐘后壓縮機(jī)、外風(fēng)機(jī)開(kāi),內(nèi)風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行,除濕過(guò)程按以上循環(huán)運(yùn)行。

        c.當(dāng)T環(huán)<T設(shè)-2℃時(shí),壓縮機(jī)、室外風(fēng)機(jī)及內(nèi)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。

        此模式下,換向閥不得電,溫度設(shè)定范圍為16~30℃。

        防凍結(jié)保護(hù):壓縮機(jī)運(yùn)行3分鐘,且連續(xù)3分鐘檢測(cè)到T管≤0℃時(shí),則壓縮機(jī)停、外風(fēng)機(jī)延時(shí)15 秒停,內(nèi)風(fēng)機(jī)按低風(fēng)速運(yùn)行,滿足制冷除濕時(shí),則內(nèi)風(fēng)機(jī)按設(shè)定風(fēng)速運(yùn)行;當(dāng)3分鐘延時(shí)后,且T管≥10℃時(shí),恢復(fù)原狀態(tài)運(yùn)行。

        (3)制熱運(yùn)行的工作條件及過(guò)程

        a.當(dāng)T環(huán)≤T設(shè)+2℃時(shí),進(jìn)入制熱運(yùn)行,此時(shí)換向閥、壓縮機(jī)、外風(fēng)機(jī)同時(shí)投入運(yùn)行,內(nèi)風(fēng)機(jī)按防冷風(fēng)條件運(yùn)行;

        圖2 自控系統(tǒng)構(gòu)成

        圖3 空調(diào)閉環(huán)控制系統(tǒng)

        b.當(dāng)T環(huán)≥T設(shè)+4℃時(shí),壓縮機(jī)停、外風(fēng)機(jī)延時(shí)15 秒停,換向閥仍一直得電,內(nèi)風(fēng)機(jī)按吹余熱條件運(yùn)行;

        c.當(dāng)T設(shè)+2℃<T環(huán)<T設(shè)+4℃時(shí),保持前面的運(yùn)行狀態(tài)。

        該模式下,溫度設(shè)定范圍為16~30℃;

        防高溫:制熱運(yùn)行時(shí),當(dāng)檢測(cè)到T管≥58℃時(shí),外風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行;(在外風(fēng)機(jī)停止的這時(shí)間里不檢測(cè)化霜溫度)。當(dāng)T管≤52℃時(shí),外風(fēng)機(jī)恢復(fù)運(yùn)行。

        吹余熱:當(dāng)制熱停機(jī)溫度達(dá)到后,壓縮機(jī)停,外風(fēng)機(jī)延時(shí)15秒停,內(nèi)風(fēng)機(jī)按設(shè)定風(fēng)速吹60s,吹余熱狀態(tài)時(shí)不檢測(cè)管溫溫度。

        (4)壓縮機(jī)保護(hù)同制冷模式

        消噪保護(hù):當(dāng)用“運(yùn)轉(zhuǎn)/停止”關(guān)機(jī)時(shí),換向閥延時(shí)兩分鐘關(guān);或模式轉(zhuǎn)換時(shí)延時(shí)兩分鐘。

        a.T環(huán)≥26℃時(shí),按制冷模式運(yùn)行,T設(shè)=25℃。

        b.當(dāng)T環(huán)≤22℃時(shí),當(dāng)為冷暖控制器時(shí)按制熱模式運(yùn)行,T設(shè)=20℃;當(dāng)為單冷控制器時(shí)按送風(fēng)模式運(yùn)行,T設(shè)=25℃。

        c.當(dāng)22℃<T環(huán)<26℃時(shí),保持原運(yùn)行狀態(tài);但若為第一次上電或遙控轉(zhuǎn)自動(dòng)模式,則按送風(fēng)模式運(yùn)行。

        (5)其他控制

        掃風(fēng)角度控制:

        上電復(fù)位,開(kāi)196°關(guān)72°;制冷不掃風(fēng),122°制冷掃風(fēng),85°~122°;制熱不掃風(fēng),95°;制熱掃風(fēng),72°~122°。

        蜂鳴器:控制器加電時(shí)或接收到遙控器發(fā)來(lái)的信號(hào)時(shí),蜂鳴器叫一聲。

        3 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析及空調(diào)原理的分析,提出一種基于閉環(huán)自動(dòng)控制的控制邏輯,有利于提高人們?cè)谑褂每照{(diào)及維修中的針對(duì)性,并增進(jìn)大家對(duì)于空調(diào)內(nèi)部控制的了解,指導(dǎo)空調(diào)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。

        [1] 杜存臣主編,林慧珠主審. 制冷與空調(diào)裝置自動(dòng)控制技術(shù). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.7

        Automatic control system of air conditioner loop

        GUO Liyu
        (Zhuhai college of Jilin university Zhuhai 519041)

        Analysis of the control principle of the air conditioner, proposed a closed loop automatic control mode of air conditioning, installation guide repair and correct use.

        Air conditioner; Air-conditioning; Closed loop control; Control system

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