制冷系统的设计与优化控制

论文摘要

暖通空调系统一般是按最大负荷设计设计与调试,实际情况是的暖通空调长时间处于部分负荷下低效率运行状态。制冷机是暖通空调系统中能耗最大的设备,如何对制冷机进行优化控制,使制冷量与负荷相匹配,是提高制冷的运行效率,节约暖通空调系统运行能耗的重要途径。本文根据大型制冷系统一暖通空调系统的工作原理,设计完成了暖通空调控制系统的实验平台,它采用研华公司多功能数据采和控制板卡和工业控制计算机组成了硬件控制系统,由MATLAB的Real-Time-Target工具箱,构成软件平台,实现数据采集、控制与MATLAB的集成。暖通空调系统所具有的多变量、大滞后、非线性、时变等特性,为了解决上述控制难点问题,实现暖通空调系统节能,该控制系统提供了一个高级控制策略研究与验证平台。在制冷优化研究方面,分析确定了影响压缩机运行效率的主要因素,基于BP神经网络,建立了以压缩机入口制冷剂温度、压缩机出口制冷剂温度和负荷为输入量,以吸气压力为输出最佳吸气压力模型。通过在线修正制冷机的吸气压力工作点,解决了变负荷下,制冷机优化控制问题。实验表明:在任意负荷下,以模型确定的最佳吸气压力为设定值,可以使制冷机达到相应负荷下的最佳工况下运行,大幅度提高制冷机的性能参数COP的值,降低了制冷机的运行能耗。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 制冷系统优化控制的研究现状
• 1.3 本论文的主要工作内容
• 第二章 制冷系统的工作原理与数学模型
• 2.1 制冷系统的工作原理
• 2.2 制冷系统的机理模型
• 2.3 小结
• 第三章 人工神经网络的基本原理
• 3.1 人工神经元模型
• 3.2 人工神经网络
• 3.3 误差反传（BP）神经网络
• 3.3.1 BP神经网络
• 3.3.2 BP神经网络拓扑结构
• 3.3.3 BP神经网络算法
• 3.3.4 BP神经网络算法的改进
• 3.4 小结
• 第四章 制冷系统的设计
• 4.1 暖通空调系统机械部分的设计
• 4.1.1 暖通空调系统的制冷剂循环的设计及设备选型
• 4.1.2 暖通空调系统中水系统的设计及关键设备选型
• 4.1.3 暖通空调中风系统的设计
• 4.2 暖通空调系统控制回路的硬件设计
• 4.3 暖通空调系统控制回路软件环境的设置
• 4.3.1 Real-Time-Windows-target工具箱
• 4.3.2 Real-Time-Windows-target工具箱的特点
• 4.3.3 Real-Time-Windows-target工具箱需要的环境
• 4.3.4 Real-Time-Windows-Target工具箱的操作步骤
• 4.4 小结
• 第五章 制冷系统的优化控制方法研究
• 5.1 BP神经网络在制冷系统中的应用
• 5.2 Matlab下的神经网络工具箱
• 5.3 BP神经网络对制冷机最佳吸气压力的建模研究
• 5.3.1 BP神经网络模型输入输出量的确定
• 5.3.2 样本数据的采集和其网络数据的预处理
• 5.4 最佳吸气压力对制冷机性能参数COP的影响
• 5.5 制冷机的优化控制
• 5.6 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢