面向室內(nèi)溫濕度同時(shí)控制的直膨式空調(diào)系統(tǒng)混合建模.pdf

1、目前的家用空調(diào)通常只能控制室內(nèi)溫度，在低緯度夏季含濕量較大的地區(qū)，僅控制室內(nèi)溫度同時(shí)室內(nèi)相對(duì)濕度過高會(huì)導(dǎo)致人體不適。理論上通過直膨式空調(diào)壓縮機(jī)和蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)變頻可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫濕度同時(shí)控制，空調(diào)系統(tǒng)中的傳熱傳質(zhì)耦合是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最大障礙。本文主要內(nèi)容即建立合適的直膨式空調(diào)系統(tǒng)模型進(jìn)行解耦，預(yù)測(cè)系統(tǒng)在不同工況下的制冷能力和除濕能力。
　　本文對(duì)直膨式空調(diào)系統(tǒng)各部件建立了物理模型，組合起來的直膨式空調(diào)系統(tǒng)物理模型迭代次數(shù)過多，導(dǎo)致誤差相

2、對(duì)較大，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，不適合單獨(dú)用于開發(fā)面向控制的算法，故本文進(jìn)一步嘗試應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)建模的方法。另外本文對(duì)焓差法下的肋片效率公式進(jìn)行了簡(jiǎn)化，得到了精度較高，運(yùn)算量較小的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　已經(jīng)有研究者采用當(dāng)下最常用的經(jīng)驗(yàn)建模方法——人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)某一工況下直膨式空調(diào)系統(tǒng)Φs和Φl（顯熱冷量和潛熱冷量）進(jìn)行了預(yù)測(cè)，得到了不錯(cuò)的預(yù)測(cè)結(jié)果。但經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娜秉c(diǎn)在于當(dāng)工況改變時(shí)，根據(jù)原工況下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立的模型預(yù)測(cè)誤差較大。因此本文對(duì)工況漂移時(shí)人工神

3、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)能力進(jìn)行了驗(yàn)證，Φs和Φl平均誤差分別為1.3％和18.3%，預(yù)測(cè)結(jié)果誤差較大，說明人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型也不適合單獨(dú)用于建立面向控制的直膨式空調(diào)模型。
　　綜上，本文嘗試將物理模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)合起來，綜合物理模型能解耦物理過程和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型快速準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。直膨式空調(diào)系統(tǒng)傳熱傳質(zhì)耦合發(fā)生在與室內(nèi)空氣直接接觸的蒸發(fā)器上，因此本文對(duì)直膨式空調(diào)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器建立了物理子模型，對(duì)壓縮機(jī)、冷凝器和電子膨脹閥建立了一個(gè)人

4、工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)子模型。經(jīng)過細(xì)致分析后確定了將兩個(gè)子模型結(jié)合起來的輸入輸出，并分別對(duì)兩個(gè)子模型進(jìn)行了驗(yàn)證，都得到了不錯(cuò)的預(yù)測(cè)結(jié)果。最后驗(yàn)證了混合模型在工況漂移時(shí)的預(yù)測(cè)精度，Φs和Φl平均誤差分別為5.8%和2.8%，預(yù)測(cè)效果遠(yuǎn)好于同樣條件下的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，可見本文建立的面向控制的直膨式空調(diào)系統(tǒng)混合模型是有效的。在對(duì)包含耦合物理過程的系統(tǒng)進(jìn)行建模時(shí)可以參考本文對(duì)直膨式空調(diào)系統(tǒng)建立混合模型的過程，對(duì)物理過程存在強(qiáng)耦合的部件建立物理模型，對(duì)系統(tǒng)