一种制冷压缩机吸气压力的制造技术

本发明专利技术涉及制冷系统技术领域，旨在提供一种制冷压缩机吸气压力的

【技术实现步骤摘要】
一种制冷压缩机吸气压力的FID智能变频控制方法


[0001]本专利技术属于制冷系统
，尤其是一种制冷系统中压缩机吸气压力的智能控制方法，具体地说是一种制冷压缩机吸气压力的
FID
智能变频控制方法
。

技术介绍

[0002]制冷系统是我国能源消费的大户，其用电量已占全国用电总量的
15
％以上，如
2021
年全国制冷系统用电量已超过
12000
亿千瓦时
。
因此，减小制冷系统的能耗，可以节约能源
、
降低企业运行成本
。
[0003]制冷压缩机是制冷系统的核心和心脏，其能耗一般占整个制冷系统能耗的
50
％以上，因此，降低制冷压缩机的工作能耗将带来制冷系统能耗的显著降低
。
在制冷系统中，制冷压缩机将制冷剂从低压的气态转变为高压的液态，并使制冷剂在制冷系统中不断循环流动
。
同时，为了提高制冷效率，需要将制冷压缩机的吸气压力控制在某个理想的设定值上
。
因此，如何精确控制吸气压力保持在理想的设定值上，这对制冷系统至关重要，这是因为：若吸气压力大于理想的设定值，则制冷剂的蒸发温度提高，导致制冷剂发挥不了制冷效果；若吸气压力小于理想的设定值，由于排气压力
、
吸气压力的比值增大，这会带来制冷压缩机能耗的增加
。
[0004]目前多采用反馈控制方式，如
PID(Proportional、Integral、Derivative)
等来调节制冷压缩机的工作频率，实现吸气压力的控制，但这类控制方式的控制精度较低，吸气压力往往在理想的设定值附近做较大幅度的波动，导致制冷系统的运行效率较低
。
因此，亟需一种制冷压缩机吸气压力的高效控制方法
。

技术实现思路

[0005]为了解决目前的吸气压力的反馈控制方式所带来的控制精度较低
、
能耗高等技术问题，，本专利技术提出一种制冷压缩机吸气压力的
FID(Function、Integral、Derivative)
智能变频控制方法，该方法是一种前馈
‑
反馈控制模型，具体包括以下步骤：
[0006]学习阶段：建立吸气压力的前馈控制模型，即吸气压力的变化量与其它影响参数之间的函数规律；
[0007]控制阶段：基于制冷压缩机在上一控制周期内吸气压力的变化规律，预测下一控制时刻的吸气压力，基于吸气压力的预测值与理想的设定值之间的差值，确定制冷压缩机在下一个控制周期内的工作频率，实现吸气压力的精确控制
。
[0008]进一步地：所述学习阶段：建立吸气压力的变化量与其它影响参数之间的函数规律，具体过程如下：
[0009]步骤
1.1
：数据采集：设
freq
min
、freq
max
分别为制冷压缩机的最低和最高工作频率
。
在区间
[freq
min
，
freq
max
]内，选取多个不同的工作频率
freq
，在吸气压力从高到低的变化过程中，按固定的采样周期
S
，采集影响吸气压力变化量的参数：吸气压力
p1、
吸气温度
t1、
排气压力
p2、
排气温度
t2、
工作频率
freq
；
[0010]步骤
1.2
：建立吸气压力的前馈控制模型，即建立吸气压力的变化量与其它影响参数之间的函数规律，即：
[0011][0012]式
(1)
中，表示吸气压力
p1在一个采样周期内的变化量，等于该采样周期初始吸气压力和结束吸气压力的差值，函数代表
FID
智能变频控制方法中的
F(Function
，函数
)。
基于步骤
1.1
采集的历史数据，函数可采用函数挖掘技术来分析
。
[0013]进一步地：所述控制阶段：基于吸气压力在上一控制周期内的变化规律，预测下一控制时刻的吸气压力；基于吸气压力的预测值与理想的设定值之间的差值，确定下一控制周期内制冷压缩机的工作频率
。
具体过程如下：
[0014]步骤
2.1
：设当前时刻为一个数据采样点，且制冷压缩机处于运行状态；时刻的采集数据记为：吸气压力吸气温度排气压力排气温度工作频率
[0015]步骤
2.2
：设
C
为控制周期，
C
通常为采样周期
S
的1到2倍
。
若当前时刻与上一控制时刻的时间间隔为控制周期
C
时，则当前时刻需要计算制冷压缩机在未来一个控制周期内的工作频率，记时刻的采集数据为：吸气压力吸气温度排气压力排气温度工作频率
[0016]步骤
2.3
：在时刻，计算在上一控制周期内吸气压力增量该增量由制冷剂喷液和蒸发带来的，并由如下的积分公式定义：
[0017][0018]式
(2)
中，表示上一控制周期内，按函数所计算的吸气压力理论减少量，代表
FID
智能变频控制方法中的
I(Integral
，积分
)
；
[0019]步骤
2.4
：在时刻，预测未来下一控制时刻的吸气压力计算公式为：
[0020][0021]式
(3)
中，描述了在上一控制周期内吸气压力的变化规律；表示过去连续的两个控制周期内吸气压力增量的变化趋势，由如下的微分公式定义：
[0022][0023]式
(4)
中，表示上一控制时刻时的吸气压力增量
。
代表
FID
智能变频控制方法中的
D(Derivative
，微分
)
；
[0024]步骤
2.5
：在时刻，计算制冷压缩机下一个控制周期的工作频率，
[0025]步骤
2.6
：在时刻，将计算得到的工作频率下达到制冷压缩机并执行该工作频率，实现对制冷压缩机的控制
。
[0026]进一步地，在时刻，计算制冷压缩机下一个控制周期的工作频率的过程如下：首先计算未来下一控制点的吸气压力与吸气压力理想的设定值
p
1target
之间的差值
[0027][0028](1)
若则制冷压缩机在下一个控制周期内的工作频率为：
[0029][0030](2)
若则制冷压缩机在下一个控制周期内的工作频率按照公式来计算，即：寻找满足如下的公式：
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种制冷压缩机吸气压力的
FID
智能变频控制方法，其特征在于：包括以下步骤：学习阶段：建立吸气压力的前馈控制模型，即吸气压力的变化量与其它影响参数之间的函数规律；控制阶段：基于制冷压缩机在上一控制周期内吸气压力的变化规律，预测下一控制时刻的吸气压力；基于吸气压力的预测值与理想的设定值之间的差值，确定制冷压缩机在下一个控制周期内的工作频率，实现吸气压力的精确控制
。2.
根据权利要求1所述的一种制冷压缩机吸气压力的
FID
智能变频控制方法，其特征在于：所述学习阶段：建立吸气压力的变化量与其它影响参数之间的函数规律，具体过程如下：步骤
1.1
：数据采集：设
freq
min
、freq
max
分别为制冷压缩机的最低和最高工作频率；在工作频率区间
[freq
min
，
freq
max
]
内，选取多个不同的工作频率
freq
，在吸气压力从高到低的变化过程中，按固定的采样周期
S
，采集影响吸气压力变化量的参数：吸气压力
p1、
吸气温度
t1、
排气压力
p2、
排气温度
t2、
工作频率
freq
；步骤
1.2
：建立吸气压力的变化量与其他影响参数之间的函数规律，即：式
(1)
中，表示一个采样周期内吸气压力
p1的变化量，等于该采集周期初始吸气压力和结束吸气压力的差值，函数代表
FID
智能变频控制方法中的函数
Function。3.
根据权利要求1所述的一种制冷压缩机吸气压力的
FID
智能变频控制方法，其特征在于：所述控制阶段：基于吸气压力在上一控制周期内的变化规律，预测下一控制时刻的吸气压力，基于吸气压力的预测值与理想的设定值之间的差值，确定下一控制周期内制冷压缩机的工作频率的具体过程如下：步骤
2.1
：设当前时刻为一个数据采样点，且制冷压缩机处于运行状态；时刻的采集数据记为：吸气压力吸气温度排气压力排气温度工作频率步骤
2.2
：设
C
为控制周期，
C
通常为采样周期
S
的1到2倍；若当前时刻与上一控制时刻的时间间隔为控制周期
C
时，则当前时刻需要计算制冷压缩机在下一个控制周期内的工作频率，记时刻的采集数据为：吸气压力吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄学文，李季，王峰，代小军，王强，陈丁丁，郭心，马俊，
申请(专利权)人：大连冰山嘉德自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：