基于電子膨脹閥的冷庫耦合控制系統(tǒng)的實驗研究

　　為了研究對蒸發(fā)器出口過熱度的精確控制，提出了一種過熱度的 PID 控制與壓縮機啟停雙位控制的耦合系統(tǒng)，研究了電子膨脹閥對過熱度的控制效果的影響。首先，搭建了配有電子膨脹閥與熱力膨脹閥的低溫冷庫試驗臺; 其次，通過實驗，分析了耦合系統(tǒng)中，過熱度的控制精度與壓縮機的實時吸氣壓力、蒸發(fā)器出口溫度的關(guān)系; 最后，通過熱力膨脹閥與電子膨脹閥制冷系統(tǒng)的對比實驗，得出基于電子膨脹閥的冷庫耦合控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。

　　過熱度（ Degree of Superheat） 是指制冷循環(huán)中相同蒸發(fā)壓力下制冷劑的過熱溫度與飽和溫度之差。蒸發(fā)器過熱度越大，過熱區(qū)就越長，兩相區(qū)就相應(yīng)的變短，然而兩相區(qū)的換熱系數(shù)是過熱區(qū)的換熱系數(shù)的 4 ～ 5 倍［1，2］。因此，為了提高換熱系數(shù)，需要提高兩相區(qū)的長度，降低過熱度可提高兩相區(qū)的長度。由于存在兩方面的矛盾： 過熱度太大，壓縮機耗功量增加，制冷系統(tǒng)性能降低; 過熱度太小，會造成壓縮機的“液擊”現(xiàn)象。這就需要精確控制蒸發(fā)器出口的制冷劑的過熱度。

　　雖然變頻壓縮機與電子膨脹閥配合使用可以較好地調(diào)節(jié)制冷劑過熱度及流量。而由于成本的原因，一些老式冷庫仍然廣泛使用基于定頻壓縮機和熱力膨脹閥的雙位控制方式。為了較好地控制雙位控制系統(tǒng)中的過熱度，雙位控制的參數(shù)性能對過熱度控制效果的影響值得研究。本文將定頻壓縮機與電子膨脹閥配合使用，通過定頻壓縮機啟?？刂婆c電子膨脹閥 PID 控制，形成一種耦合系統(tǒng)，來對蒸發(fā)器出口的過熱度進行精確控制。通過實驗數(shù)據(jù)，分析了耦合系統(tǒng)對過熱度控制效果的影響，并對比分析了在雙位控制系統(tǒng)中，電子膨脹閥與熱力膨脹閥的控制效果。