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畢業(yè)設(shè)計

設(shè)計題目:PLC對電梯控制的應(yīng)用設(shè)計

院系：電子工程系

班級：電氣081班

姓名:耿慶輝

學(xué)號:080433141

摘要

當(dāng)今時代隨著高層建筑的日益增多和建筑設(shè)計的檔次的提高，使得人們對電梯的要求也越來越高。目前已不僅限于要求電梯搭乘快速、舒適，制造鞏固，裝潢考究，人們對電梯的平安可靠性及多功能性正提出越來越高的要求，為此電梯正朝著控制智能化的方向開展。

而電梯的核心是電梯控制器,電梯控制器的實現(xiàn)也有多中方式,諸如PLC,單片機,等等.在以前的電梯控制器設(shè)計中,大局部都是采用PLC來實現(xiàn),但是PLC是基于外圍的硬件實現(xiàn)電梯的控制,這樣的設(shè)計很難實現(xiàn)電梯的智能化,要實現(xiàn)電梯的智能化,就得選用其他的設(shè)計方法完成對電梯控制器的設(shè)計,而采用硬件描述語言來完成電梯控制器的設(shè)計,就能很容易的實現(xiàn)電梯的智能.

在這篇文章里，所提到的是在通常應(yīng)用于商業(yè)上的蒸汽壓縮制冷裝之中，用模糊控制算法控制制冷壓縮機的速度使之到達最有效的速度來控制冷氣的溫度。它主要的目標(biāo)是根據(jù)模糊控制算法，通過變換器對壓縮機速度進行連續(xù)調(diào)控，并估算節(jié)能效果；不同于傳統(tǒng)恒溫控制，這里通過控制壓縮機冷藏容量，施加給控制壓縮機50Hz的開關(guān)運轉(zhuǎn)頻率。通過控制壓縮機的電動機的供電電流到達的速度變化范圍是30-50Hz，由于轉(zhuǎn)動頻率過低會有因飛濺系統(tǒng)而出現(xiàn)的潤滑問題，現(xiàn)今所提供的壓縮機轉(zhuǎn)動頻率一般不考慮小于30Hz的。在這個范圍，在二個最適當(dāng)?shù)墓ぷ髁黧w之中，可以代替R22有很多，例如R407C(R32/R125/R134a23/25/52%組)和R507(R125/R143A50/50%組)比較好。壓縮機速度模糊控制與傳統(tǒng)的溫度控制相比，更多的用于冷藏和其他制冷系統(tǒng)。實驗結(jié)果說明，當(dāng)R407C作為工作流體時，可以到達顯著的節(jié)能效果，(

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13%)。值得注意的是，從節(jié)能觀點看，當(dāng)壓縮機速度變化時可以到達的最正確的效果。另外，考慮到變換器費用問題，回收期要比可接受的產(chǎn)品型號更具有決定性。

關(guān)鍵詞：壓縮系統(tǒng);冷室;活塞式壓縮機;易變的速度;章程;模糊邏輯;R407C;R507

引言

1.節(jié)能型是開展方向

目前我國節(jié)能電梯技術(shù)在某些方面已經(jīng)到達了國際領(lǐng)先水平，但是節(jié)能電梯的普及率還很低，可節(jié)電30%以上的無齒輪電梯普及率不及10%，可以能源再生的造能電梯普及率不及2%。因此專家預(yù)計，節(jié)能電梯市場會在“十一五〞期間進入快速增長期。

節(jié)能電梯從2001年開始進入我國辦公樓、住宅樓、酒店等場所，經(jīng)過5年的開展，全國的無齒輪電梯市場從幾千臺增長到近6萬臺。截至2006年9月，全國取得電梯制造許可證的整機企業(yè)超過300家。電梯企業(yè)競爭日趨劇烈，產(chǎn)品利潤率走低，WALESS、奧的斯、三菱等大企業(yè)保持了較高的市場份額，中小企業(yè)僅占全國1/5的市場份額，同時行業(yè)整體企業(yè)數(shù)目急劇增多。

有關(guān)專家表示，我國已超過日本成為世界最大的新裝電梯市場。由于房地產(chǎn)業(yè)、城市公共建設(shè)等產(chǎn)業(yè)開展迅速，預(yù)計未來10年，我國的電梯市場仍將保持每年20%的遞增速度，年平均銷售額至少500億美元。

受以下三個因素影響，我國節(jié)能電梯未來市場容量十分可觀。

房地產(chǎn)市場快速開展，對電梯的需求繼續(xù)擴大。專家估計未來50年我國新增住房面積將到達200億平方米。目前國家規(guī)定20米以上高樓就應(yīng)安裝電梯，因此未來電梯最大的市場就是住宅市場。此外，機場、商場、地鐵等大型公共設(shè)施建設(shè)對自動扶梯、觀光電梯等電梯的需求量也十分可觀。

西部地區(qū)的小城鎮(zhèn)建設(shè)速度加快。東部地區(qū)城市化經(jīng)過20年的開展，有些興旺地區(qū)城市化水平已到達80%，根本飽和，甚至出現(xiàn)了逆城市化的趨勢。而近年來西部地區(qū)國民生產(chǎn)總值的增長速度，已經(jīng)與電梯需求高速開展所需的GDP水平相吻合。

電梯更新進入頂峰期。雖然國家對電梯壽命目前沒有提出強制標(biāo)準(zhǔn)，但是按國外電梯使用壽命的慣例，一般日本系列電梯設(shè)計壽命為15年，歐美電梯設(shè)計壽命為25年。根據(jù)我國電梯選購的實際情況，采用日本系列產(chǎn)品或技術(shù)的比例大約有60%以上，國內(nèi)在1990年前安裝的日系電梯已經(jīng)全部到了更新期。而且1990年以前的電梯生產(chǎn)技術(shù)相比照較落后，電梯的耗電水平是現(xiàn)在節(jié)能電梯的三到四倍。按電梯使用壽命及15年前電梯安裝數(shù)量看，預(yù)計2007年將有15000至20000臺電梯需要更新。

2、電梯節(jié)能潛力巨大

電梯和空調(diào)被認為大型建筑兩大耗能大戶。據(jù)了解，目前我國星級酒店每平方米平均年耗電量為150千瓦時，一座3萬～5萬平方米的星級酒店，其年總能耗大約相當(dāng)于3000至4000噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中將近一半用于電梯供電。電梯行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2005年在我國所有使用的電梯中如果有80%采用節(jié)能電梯，全年可以節(jié)約耗電122億千瓦時。如果2015年全部采用節(jié)能電梯，將節(jié)電800億千瓦時，幾乎等于三峽大壩一年的發(fā)電量。

在政府采購中對節(jié)能性能予以優(yōu)先考慮。目前國內(nèi)的電梯銷售有接近一半的數(shù)量在政府采購領(lǐng)域或跟政府采購有關(guān)，因此政府采購對節(jié)能電梯的傾向性可以有效扶持節(jié)能電梯產(chǎn)業(yè)。由于節(jié)能電梯產(chǎn)量不大，市場價格偏高，政府在初期可將其作為環(huán)保工程給予政策傾斜，或者對采用節(jié)能電梯的開發(fā)商以政策鼓勵。

節(jié)能電梯技術(shù)應(yīng)與其他技術(shù)相結(jié)合。與節(jié)能相比，使用者目前更為看重的還是電梯的平安性能。傳統(tǒng)電梯平安部件正在改用雙向平安系統(tǒng)，電梯使用的平安技術(shù)也在不斷擴大。將節(jié)能技術(shù)和其他平安技術(shù)相結(jié)合有利于提升產(chǎn)品品質(zhì)，更容易進入采購商的視野。

3.控制節(jié)能選擇

蒸氣壓縮冷卻裝置，雖則被設(shè)計滿足最大載荷，但為了延長壽命，通常在局部裝載下工作，并通過開關(guān)周期調(diào)控，在50Hz的頻率下運作，這樣就決定了高能消耗量的恒溫控制。而且，制冷時耗電量低被認為間接的釋放了溫室氣體;改良上述的系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率可以減少這種排放物。各種各樣的冷藏容量控制方法和局部裝載理論說明壓縮機速度變異是最高效率的技術(shù)。

[1,2]。冷藏容量控制這個方法在最近3–10年已經(jīng)被分析研究，包括提高壓縮機的速度以不斷的到達制冷效果。變換器可以被用于調(diào)控壓縮機速度。有電子易變速度驅(qū)動的不同的類型，但是脈沖寬度調(diào)整變換器(PWM)由于它的低本錢和高效率而最適用。冷藏容量的此種控制應(yīng)用于商業(yè)壓縮機，雖則在節(jié)能上有優(yōu)勢，但也有某缺點例如設(shè)備的費用和由壓縮機潤滑和可靠性[11,12]帶來的麻煩。最后問題是，當(dāng)熱轉(zhuǎn)換器的次要流體在氣相時，例如在被審查的工廠中時，是有害的。但是當(dāng)次要流體在液體階段時[13]它似乎是有利的。因此，本文的主要目的是設(shè)定控制器能夠連續(xù)調(diào)控沒有油泵的縮機和其他小型制冷設(shè)備。這種控制允許我們在任何時候調(diào)整壓縮機冷藏容量以得到冷卻載荷，因此壓縮機可能也運轉(zhuǎn)在其他頻率小于50Hz。當(dāng)傳統(tǒng)的溫度控制用于冷藏或其他小型制冷系統(tǒng)時，壓縮機只能工做在50Hz。特別是，比照于常用的蒸氣壓縮冷卻裝置，本文提到了根據(jù)模糊邏輯的控制算法，能選擇在冷藏氣溫的作用的最適當(dāng)速度的壓縮機。除模糊邏輯之外，壓縮機速度控制也許可以通過其他技術(shù)也獲得例如傳統(tǒng)比例缺一不可和PID控制[14–18]。特別是，模糊邏輯控制，比較PID，準(zhǔn)許根據(jù)設(shè)備工作狀況更好的使用實驗性知識和采取一個非數(shù)學(xué)的模型的控制邏輯。而且，關(guān)于PID控制的一個模糊控制器有時需要有可比性，或者在指定的工作點工作的更好。除提到一個模糊控制器以外當(dāng)冷卻裝載上有突然變化時調(diào)整時間快跳動小是其顯著的動力特征;所有這通常導(dǎo)致一個魯棒控制[22–24]。因此，實驗性測試指導(dǎo)比較了工廠使用壓縮機冷卻容量控制系統(tǒng)的能力，模糊算法和確定壓縮機開-關(guān)周期的傳統(tǒng)溫箱都工作在50Hz的頻率。被測試的工作流體，R407C(主要是R32/R125/R134a23/25/52%)和R507(R125/主要是R143A50/50%)，是R22中最有替代性的。

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1.實驗工廠

1.1電梯控制器的流程

總流程圖

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電梯運行流程圖

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停車門控流程圖

1.2蒸氣壓縮實驗設(shè)備

如圖1所示的商業(yè)上通用的設(shè)備，是由以下局部組成，一臺液體接收器，一臺空氣冷凝器，三極管與二個擴展閥門，一個是恒溫的一個是手工的，靠這些支撐冷藏室里面的一臺蒸汽壓縮器工作。就想廠商所說的，壓縮機可用流體R22、R507和R407工作;它用聚酯油潤滑，并且它的速度通過PWM變換器調(diào)控。并有一組三相電壓的整流器，即直流380V，50Hz和一個直-交三相交流電壓變換器;產(chǎn)品的變換器可調(diào)整電壓的頻率。與兩個閥門的三級管可以解決可能的麻煩，因為當(dāng)壓縮機速度變化時，擴展閥們的工作是未知的[13]。使用的擴展閥門是為R407C和R507特別設(shè)計的。使用R407并工作在50Hz時，當(dāng)溫度在-20到10°C時冷凝器的容量在1.4-1.8kw范圍內(nèi)變化較大。為固定在冷凝器氣溫和模仿外部條件，在一個決熱的通道向其風(fēng)。使用調(diào)節(jié)器控制電阻可得到確定的溫度。在一些實驗性測試中，可通過與調(diào)節(jié)器有關(guān)的電暖氣來模擬冷藏負載，并且通過電力計測量電壓。表1列出了使用的變換裝置的規(guī)格。測試用具裝有與個人計算機連接的32張位A/D卡片，它有高采樣率并通過變換裝置模擬結(jié)果。數(shù)據(jù)收集軟件在Labview環(huán)境里已經(jīng)實現(xiàn)，并且能通過一個可以平衡能量和放射的軟件評估R407C和R507的熱力性質(zhì)。

圖1.實驗系統(tǒng)的剪影

表1

Transducers規(guī)格

2實驗描述

要評估使用時產(chǎn)品的性能，有必要比較一下在50Hz時由開關(guān)周期調(diào)控和由由模糊算法控制時的耗能量。在實驗性測試，冷卻的裝載的不同的類型已經(jīng)考慮了。首先，當(dāng)對冷藏門有周期性開關(guān)和與室外空氣不可防止的熱交換時的實驗已經(jīng)實現(xiàn)了。這些實驗已經(jīng)在各種各樣的溫度下測試完成了，而且當(dāng)外界溫度為18.8C時每隔20分鐘就翻開冷藏庫門5分鐘，這樣得到的冷庫溫度正好在5.0到25.8C。另外在有些測試中冷卻負載可通過位于冷藏室的可控制電子加熱器獲得，而在其他測試真正的冷卻負載被認為是可以保存200kg水果和蔬菜5.8C。在這前二個情況下，每10分鐘翻開冷藏門來模仿真正的工作環(huán)境;而且，實驗在冬天和夏季都進行了測試。在夏天的測試中由于電暖氣加熱而是冷凝器外面的溫度保持在32.8C，而在冬天室外氣溫被保持在10.8C。實驗結(jié)果主要為表達耗電量，它由好耗電能米來衡量，并由節(jié)能效果評估得到。這個持續(xù)2天的測試，已經(jīng)實現(xiàn)了R407C和R507。

3.在壓縮機速度控制的模糊邏輯

模糊邏輯代表允許我們獲得從隱晦，模棱兩可或者不定的信息的被定義的解答的方法學(xué)。對于此模糊的過程非常類似那人腦能夠發(fā)現(xiàn)被定義的結(jié)論從接近的信息和數(shù)據(jù)開始。與經(jīng)典邏輯方法比照，那要求描繪現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型等式的一個確切的定義，模糊邏輯允許我們解決不明確定義的問題，并且為哪些是困難的，甚至不可能，確定一個確切的數(shù)學(xué)模型。所以，人的經(jīng)驗和知識為此種塑造是必要的。特別是，模糊邏輯是非線性控制問題的解答的一個合法的選擇。實際上非線形性通過規(guī)則、會員資格作用和推理過程被對待，保證更加簡單的實施和較小設(shè)計費用。在另一邊一個非線性模型的線性略計是足夠簡單的，但是它有限制的缺點控制表現(xiàn)，并且可能發(fā)生，在一些情況中，昂貴。而且，模糊控制器是健壯的并且允許我們通過使用其他規(guī)則或會員資格作用體會在一個非常單一方式上的改善或變化。模糊控制的許多例子可以在一些最近應(yīng)用找到。特別是，在熱化透氣和空調(diào)產(chǎn)業(yè)有氣溫和濕氣[25–28的]各種各樣的模糊控制應(yīng)用。一個模糊控制器的設(shè)計需要三個根本階段。第一是建立輸入和輸出可變物。第二是定義輸入和輸出可變物的會員資格作用。為時是選擇或公式化控制規(guī)則。本文的主要目標(biāo)是確定一個模糊控制器能夠調(diào)控電的壓縮機motor供給潮流頻率。在圖2商業(yè)avalaible冷藏氣溫的模糊控制過程的結(jié)構(gòu)圖報告。

圖2.模糊控制算法結(jié)構(gòu)圖

特別是，圖顯示二輸入一產(chǎn)品模糊控制器。輸入變數(shù)是在調(diào)整點溫度和空氣的真正的溫度的之間溫度區(qū)別在冷藏(⊿T)，and的這個溫度區(qū)別衍生物與時間(d（⊿T）/dt)

的;模糊的輸出變量是壓縮機電動機（f）的供給潮流的頻率：模糊邏輯根據(jù)代表可變物的可能的價值的決心的模糊設(shè)置了。關(guān)于傳統(tǒng)邏輯理論的模糊的理論，元素可能屬于或不一個特殊集合，允許元素的部份會員資格對集合?？勺兾锏拿績r值描繪的是為改變與連續(xù)性從零到一個的會員資格價值。因此，定義建立可變物的會員資格率在某一集合易變的其中每一的會員資格作用是可能的。從一個有效的觀點，模糊的控制器接受輸入變數(shù)的價值，進行有些操作并且確定產(chǎn)品價值。這個過程描繪的是為三個主要階段：模糊控制推斷機制和模糊運算。模糊運算過程準(zhǔn)許變換被定義的價值成模糊的價值;推斷過程確定產(chǎn)品模糊通過根據(jù)實驗性現(xiàn)實被固定的規(guī)則;關(guān)于模糊控制過程允許變換模糊的產(chǎn)品成被定義的價值。模糊邏輯的主要困難用好具體經(jīng)驗的必要在設(shè)計的和一個模糊控制器的大廈連接。因此，至于調(diào)控的參量一些實驗性考慮考慮到我們設(shè)置交換的壓縮機速度的控制變量。是確切規(guī)則和特殊資格作用的選擇可以適當(dāng)?shù)馗淖兛刂破?。然而，將被考慮從節(jié)能觀點控制壓縮機速度一定是方便的，因為它運作以更低的頻率，但是在這種情況下需時得到調(diào)整點溫度將是主要的與必要的時間比較，當(dāng)壓縮機運轉(zhuǎn)以一個50Hz名詞性的詞頻率。因此，它也許有時發(fā)生，既使當(dāng)壓縮機為頻率運轉(zhuǎn)更低比那有名無實那些的節(jié)能也許局部地獲得，因為壓縮機確實運轉(zhuǎn)以更低的頻率，但是在許多時刻。因此，為了調(diào)控壓縮機的工作時間以更低的頻率是重要的，當(dāng)模糊算法輸入和輸出可變物會員資格作用將被定義時，子集數(shù)字的選擇，并且的它的寬必須是適當(dāng)和引導(dǎo)由實驗性知識。關(guān)于規(guī)則的選擇做相似的考慮是必要的。為此建議的算法會員資格作用和規(guī)則從作者實驗性地被核實了。表2顯示固定的規(guī)則設(shè)置被用于的算法和五個模糊的子集描繪輸入和輸出語言可變物標(biāo)記用以下標(biāo)簽：非常低(VL)，低(l)、中等大小(MS)，高(h)和非常高(VH)。

表2模糊算法規(guī)則

至于聲調(diào)會員資格作用比調(diào)整控制規(guī)則，注意集中這里于前，為了體會壓縮機速度控制的容易一個健壯模糊控制器。在要了解供選擇的壓縮機的控制特征的一些實驗性考慮，在圖3–5的會員資格作用為在調(diào)整點溫度和空氣的真正的溫度在冷藏，這個溫度區(qū)別衍生物與時間和壓縮機馬達供給潮流的頻率的之間之后溫度區(qū)別被定義了。三角會員資格作用，與一個中心和二個極限，被采取了得這里。關(guān)于溫度區(qū)別報道的范圍位于在0和13°C(圖3)之間。

圖3.溫度區(qū)別調(diào)整點溫度和空氣的真正的溫度的區(qū)別

為了增加模糊控制器的敏感性作為冷藏氣溫方法調(diào)整點，會員資格作用勉強地調(diào)整對VL、L和MS溫度區(qū)別。關(guān)于與溫度區(qū)別的時期的衍生物(圖4)，

圖4.溫度區(qū)別衍生物的會員資格作用在時間上的

范圍包括在0.001和0.013K/s之間報道了。當(dāng)冷卻的裝載突然時，變化被考慮了作為與也考慮到主要快速的變異的衍生物的易變的輸入;當(dāng)冷藏門是開放的，這發(fā)生。要增加控制器的敏感性關(guān)于衍生物的變動的率與溫度區(qū)別的時期的，模糊的子集也許有一個更小的定義，或許范圍從0.004到0.008。然而，令人滿意的結(jié)果可以得到與模糊的子集的早先定義。在考慮的壓縮機馬達電源頻率的價值輸出模糊的子集會員資格作用(圖5)，位于范圍30–50Hz?？紤]價值在30Hz以下，因為壓縮機振動和噪聲增量相當(dāng)?shù)嘏c潤滑麻煩一起由于飛濺系統(tǒng)增量是不可能的。

圖5.壓縮機電動機供給潮流頻率的會員資格作用

被使用的推斷機制是產(chǎn)品的方法，以極小的操作被，產(chǎn)品[29–31]替換。因為這些可變物的作用對彼此更加有效地，得到這個機制允許在輸入和輸出可變物之中的一個更好的邏輯推理。被采取的專家控制方法根據(jù)一個復(fù)合集合的許多中心的決心;如此模糊的產(chǎn)品把變成一個明確定義的類推信號[32,33]?？刂扑惴?，根據(jù)模糊邏輯，在一定環(huán)境被建立了。特別是，這種算法提供作為輸出變量可以由變換器連續(xù)地用于控制壓縮機速度的電壓信號。

4.測試結(jié)果和討論

幾個實驗性測試進行解釋節(jié)能可獲得與模糊算法與古典恒溫控制，那比較確定運轉(zhuǎn)以50Hz一個有名無實的頻率壓縮機的開關(guān)周期。更要好模仿冷藏的真正的工作環(huán)境，冷卻的裝載的各種各樣的類型被考慮。特別是，在實驗性測試電暖氣或水果和蔬菜被采取了作為冷卻的裝載。而且當(dāng)冷藏門是閉合的時，進一步裝載發(fā)生歸結(jié)于冷藏門的周期性開頭并且由于與室外空氣的不可防止的熱交換。在圖6當(dāng)冷卻的裝載是僅交付的對冷藏門的周期性開頭時，根據(jù)電能消耗量的比較，被測量通過適當(dāng)?shù)碾娔苊?，在古典溫箱on–off體會的控制和模糊算法獲得的壓縮機速度連續(xù)的控制之間。

圖6.R507的電能消耗量使用模糊控制和恒溫控制(冷卻的裝載!周期性開頭冷藏門)。

實驗性測試體會為冷藏氣溫被固定在25，0和58C和為得到的恒定的冷卻的裝載翻開冷藏門大約5分鐘的每20分鐘與室外氣溫大約188C。一可能明顯地觀察能源消耗增加，當(dāng)冷藏氣溫減少。這歸結(jié)于事實恒定的冷卻的裝載為所有冷藏氣溫被考慮了和，因此必要的時間到達溫度258C將是更加偉大的，并且確定更高的電消耗量。而且，觀察是可能的節(jié)能獲得與算法關(guān)于溫箱在平均大約10%，即使它慢慢地明顯地減少，當(dāng)冷藏氣溫減少時，因為在之下這情況壓縮機的工作時間增加。當(dāng)冷卻的裝載是交付的對冷藏門的周期性開頭和對電暖氣的出現(xiàn)時，在圖7壓縮機的電能消耗量可獲得與二個控制系統(tǒng)，與R507和R407C有關(guān)，報告在夏天和在冬天。在這些實驗性測試與電暖氣有關(guān)被認為一個電力常數(shù)大約200W。被觀察最正確的表現(xiàn)與允許，與壓縮機速度連續(xù)的控制，媒介節(jié)能大約13%與被考慮的兩室外氣溫的恒溫控制比較的R407C有關(guān)。特別是，在夏季的絕對電能消耗量高于那約為5%冬天季節(jié)，即使在二個季節(jié)的節(jié)能實際是相同的。在圖8，當(dāng)使用時，能源消耗與真正的冷卻的裝載有關(guān)，代表由200kg水果和蔬菜和由冷藏門的周期性開頭，被考慮模糊控制和恒溫控制。另外，在這種情況下最高的節(jié)能通過與R407C的模糊控制是可獲得的并且是大約13%關(guān)于通過恒溫控制獲得的那個。選擇108C的價值為室外氣溫，結(jié)果根據(jù)節(jié)能實際是相同的。窗體底端在圖7當(dāng)冷卻的裝載是交付的對冷藏門的周期性開頭和對電暖氣的出現(xiàn)時，壓縮機的電能消耗量可獲得與二個控制系統(tǒng)，與R507和R407C有關(guān)，報告在夏天和在冬天。

圖7.R507和R407C的電能消耗量使用模糊控制和恒溫控制(冷卻的裝載!電暖氣)。

在這些實驗性測試與被認為一個電力常數(shù)大約200W.的電暖氣關(guān)連。被觀察最正確的表現(xiàn)與允許，與壓縮機速度連續(xù)的控制，媒介節(jié)能大約13%與被考慮的兩室外氣溫的恒溫控制比較的R407C有關(guān)。特別是，在夏季的絕對電能消耗量高于那約為5%冬天季節(jié)，即使在二個季節(jié)的節(jié)能實際是相同的。在圖8當(dāng)使用時，能源消耗與真正的冷卻的裝載有關(guān)，代表由200kg水果和蔬菜和由冷藏門的周期性開頭，被考慮模糊控制和恒溫控制。

圖8.夏天R507和R407C的電能消耗量對冷藏使用模糊控制和的氣溫the恒溫控制(冷卻的裝載!水果和蔬菜)。

另外，在這種情況下最高的節(jié)能通過與R407C的模糊控制是可獲得的并且是大約13%關(guān)于通過恒溫控制獲得的那個。選擇108C的價值為室外氣溫，結(jié)果根據(jù)節(jié)能實際是相同的。注意到是重要的，模糊控制系統(tǒng)準(zhǔn)許到達在冷藏需要的空氣的溫度和維護它的在范圍^18C的動擺;因為它對應(yīng)于溫箱的有差異的帶，最后價值是可接受的。與恒溫控制比較，要解釋節(jié)能的原因可獲得與準(zhǔn)許連續(xù)地調(diào)控壓縮機速度的一種模糊控制算法，對冷卻裝置的組分的模糊分析在變化體會壓縮機速度。為此，它發(fā)生更加正確體會在穩(wěn)定條件的模糊分析而不是過渡狀態(tài)，從壓縮機速度模糊控制獲得，再選擇同樣條件根據(jù)壓縮機冷藏容量。特別是，與每個頻率的冷藏力量30相應(yīng)，35，40，45，50Hz在過渡狀態(tài)下在穩(wěn)定條件下再被考慮允許一個正確測量過程。這實驗性分析執(zhí)行了相關(guān)對夏季，與在冷凝器的室外溫度被保存在大約328C，但是近似結(jié)果在其他工作環(huán)境也得到了。特別是，當(dāng)變化壓縮機速度，橫跨閥門的壓縮比是低的時，在冬天季節(jié)體會的測試核實正確冷卻液分片。exergetic分析準(zhǔn)許得到關(guān)于植物共計不可逆性發(fā)行的重要信息在組分之中。整體植物exergetic效率被評估了作為在輸入的放射本能產(chǎn)品和放射本能之間的比率并且可以被表達如下：

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（1）

為植物的每個唯一組分可以體會評估放射本能毀壞的準(zhǔn)確分析。特別是，在冷凝器毀壞的放射本能流程被評估如下：

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（2）

在蒸發(fā)器毀壞的放射本能流程被評估如下：

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（3）

exergetic溫度可以被定義如下：

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（4）

哪里是環(huán)境溫度，當(dāng)

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時;空氣為蒸發(fā)器和冷凝器適當(dāng)?shù)乇辉u估。在壓縮機毀壞的放射本能流程，忽略與環(huán)境的熱傳遞，被評估如下：

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（5）

在閥門毀壞的放射本能流程被評估如下：

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（6）

效率瑕疵為植物的每個設(shè)備被評估了，就在每個組分毀壞的放射本能流程和要求的放射本能流程之間的比率而論承受過程，即電能被提供給壓縮機：

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（7）

這組的效率瑕疵與exergetic效率全植物連接通過以下關(guān)系：

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（8）

在圖9根據(jù)exergetic效率的比較全植物，當(dāng)使用時R407C和R507，報告對哺養(yǎng)壓縮機的潮流的頻率;而且，在圖9蒸發(fā)力量的價值和電能消耗量的趨向也報告。實驗性測試被執(zhí)行了為在冷藏安定的氣溫相等與0°C和為每個頻率30，35，40，45，壓縮機電動機供給潮流的50Hz。壓縮機可能提供以選擇的頻率確實切的冷藏容量被考慮了作為冷卻的裝載通過位于冷藏的一些可控制的電暖氣。exergetic效率全植物連接與實際警察和與植物的可逆警察：公式COP=COPrev/COPrev是固定的，提到在圖顯示的溫度，圖9，ergetic效率跟隨警察的趨向。將注意到，當(dāng)壓縮機速度減少時警察增加。特別是，觀察是必要的，當(dāng)壓縮機速度減少時，熱轉(zhuǎn)換器的全球性傳熱系數(shù)是實際恒定的，因為氣溫的變異在蒸發(fā)器的是微缺乏道的，空氣流量率是恒定的，并且冷卻液傳熱系數(shù)的影響對熱傳遞全球性系數(shù)是小的。因而斷定在減少壓縮機速度，并且因而冷卻液質(zhì)量流率，溫度區(qū)別在冷凝器上和在蒸發(fā)器上將是更低的，并且因而因而更低的結(jié)露壓力和更高的蒸發(fā)壓力，如圖10所顯示與冬天季節(jié)有關(guān)，將得到。

圖9.Exergetic效率與R507和R407C有關(guān)對壓縮機電動機供給潮流頻率。

在這些情況壓縮比和空氣和冷凍劑之間的平均溫差在蒸發(fā)器和在冷凝器減少;因此在壓縮機毀壞的放射本能[13,34,35]減少并且在熱轉(zhuǎn)換器毀壞的放射本能，而警察和exergetic效率增加。當(dāng)壓縮機速度減少，擴展閥門的不可逆性減少。當(dāng)壓縮機速度減少時，這與壓縮比減退連接由于蒸發(fā)器壓力增量和對結(jié)露壓力減退。關(guān)于在R407C的圖顯示的改善圖9與R507比較根據(jù)exergetic效率和電能消耗量，觀察是必要的它是交付的首先對R407C更加巨大的冷藏容量和對它的更小的壓縮比，當(dāng)壓縮機速度減少時(圖10)。

圖10.蒸發(fā)和結(jié)露在變化壓縮機速度的壓力趨向。

然而，一個更加詳細的分析在Refs報告。[36,37]。要了解在冷卻裝置的組分毀壞的放射本能在何種程度上影響能源消耗，在圖11比較報告，提到R507，在植物的每個組分的效率瑕疵之間，當(dāng)壓縮機運轉(zhuǎn)以50Hz和在每個組分時的效率瑕疵有名無實的頻率，當(dāng)冷卻裝置經(jīng)營以30Hz時頻率。

圖11.冷卻裝置的組分的效率瑕疵與R507冷凍劑流體有關(guān)

其外，提到圖11觀察在植物中對總放射本能毀壞的唯一組分的影響是可能的。特別是，注意到是有趣的，當(dāng)壓縮機經(jīng)營以30Hz時頻率，壓縮機的效率瑕疵是相等的到30%;在熱轉(zhuǎn)換器效率瑕疵的價值近(19%冷凝器;17%蒸發(fā)器);在閥門效率瑕疵是更低的(10%)。由于他們的高效率瑕疵，為了增加整體植物表現(xiàn)，壓縮機和兩熱轉(zhuǎn)換器必須被優(yōu)選，而對閥門ismarginal的不可逆性的奉獻。

要得到進一步確認節(jié)能可獲得，當(dāng)使用壓縮機速度的連續(xù)的控制和確定在冷卻裝置中毀壞的放射本能的影響對能源消耗時，比較及時毀壞的放射本能在植物中是可能的，當(dāng)及時時運轉(zhuǎn)以50Hz有名無實的頻率與放射本能的毀壞的壓縮機，當(dāng)冷卻裝置經(jīng)營以30Hz頻率，在假說時蒸發(fā)力量是同樣與恒溫控制的測試的和那些的與算法如實驗性測試所顯示與圖（6和8）有關(guān)。因此，就根據(jù)exergetic效率編輯的效率瑕疵定義而論

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;得到以下等式是：

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那里

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和

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代表時間，當(dāng)植物運作分別在50Hz(當(dāng)溫箱工作)時和在30Hz(可能的運作的頻率，當(dāng)使用模糊控制)。從這個等式觀察是可能的及時毀壞的放射本能的百分比偏差在植物中與在30和50Hz的電能消耗量連接。觀察是重要的為假說考慮了期限（Qev/COPrev）是恒定的，并且通常在50Hz的工作條件，當(dāng)溫箱翻開時，植物為大約70%總工作時間運作et30T：因此，就在冷卻裝置的組分毀壞的放射本能而論的價值被服從對冷藏實驗性地確定為R507與室外氣溫大約328C，全球性放射本能的百分比偏差關(guān)連毀壞及時，并且的能源消耗是相等的到大約13%。這價值非常近對在報告之上的實驗性分析獲得的節(jié)能的價值恒溫控制與模糊控制比較。終于，是重要的觀察變換器效率是等級95%[38]和做關(guān)于便利的一些經(jīng)濟考慮在采取根據(jù)使用的控制邏輯變換器。參見R407C節(jié)能百分比獲取在平均10%在(30–50Hz)的被考慮的整體范圍頻率。而且，當(dāng)它經(jīng)營在50Hz時，就冷藏的一個真正的工作條件而論壓縮機在大約7h的平均被停止每天。在這些情況下節(jié)能對應(yīng)于大約每年500kW.h;變換器費用的評估被考慮的壓縮機電力的和進一步追加本錢與壓縮機速度控制的應(yīng)用連接了，準(zhǔn)許知道回收期是大約3年。

結(jié)論

在這文章，提到的市場上通用的蒸氣壓縮冷卻裝置，也就是傳統(tǒng)的恒溫控制，加開關(guān)周期使運轉(zhuǎn)在50Hz的頻率的壓縮機，與在Labview環(huán)境里根據(jù)模糊邏輯建立的控制算法比較。這種算法能選擇在冷藏氣溫下工作的最適當(dāng)?shù)乃俣取wm已制造出了可變速壓縮機。被測試的流體，R407C和R507，是在R22中最適合做替代的。通過控制算法和由傳統(tǒng)恒溫控制的壓縮機速度的實驗比照已經(jīng)在多種實驗條件下完成。使用根據(jù)模糊邏輯的壓縮機速度控制算法與恒溫控制比較可以節(jié)能13%。與R507比較，在R22可代替的流體中節(jié)能與R407C有更大聯(lián)系。節(jié)能的原因和由模糊控制的最正確工作狀態(tài)已通過確定組分的效率瑕疵和植物的exergetic效率的變化分析得到。而且，對壓縮機電力的變換器費用的分析以及與壓縮機速度控制的維護費用的分析，得到回收期一般為3年。

謝辭

本課題的選題有校外指導(dǎo)楊老師和校內(nèi)的朱老師悉心指導(dǎo)，非常感謝朱老師能關(guān)心我設(shè)計的進展，并能及時通知學(xué)校內(nèi)對設(shè)計要求進展。

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