空调控制器十篇

空调控制器篇1

2、完成相关的电源等检查后，首先需要通过开关按钮打开空调设备。接下来就是关于如何将空调的模式调成制热模式的相关操作。

3、首先需要找到的是空调遥控器的右侧的三个按钮“屏显”、“电辅热”、“模式”。这三个按钮分别对应不同的功能。

4、点击其中的“模式”按钮，在所出现的不同模式“自动”、“制冷”、“抽湿”、“制热”、“送风”中，选择其中的“制热”模式。

5、模式选择成功后，可以通过屏幕下方的上下符号进行温度的调试。通过点击向上的箭头按钮将空调的温度上调至个人认为舒适的温度。

6、当空调温度调试完成后，如果有需要还能够打开空调的“电辅热”通过使用额外的电加热增加制热量，空调的制热效果上会明显好不少。

空调控制器篇2

关键词：空调；电控系统；教学

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）35-8118-02

空调器电控系统是空调器组成环节中非常重要的部分，它关系到整个空调器的正常工作。这个部分的教学既是教学上的重点又是教学难点。在教学实施上采用有效的教学思路和方法是保证学生获得良好职业能力的必要条件。从现有的高职院校和中等职业学校的教学情况来看，该部分内容的教学十分重视理论知识，缺乏对学生实践动手能力的培养，学生在知识体系上也没有形成完整的逻辑框架，也就是说学生的知识建构是十分混乱的，在遇到具体的电器与控制系统故障时，学生就不知所措，理论依旧是理论，理论没有与实际联系起来，导致学习任务的失败。

由于空调器教学主要是为了解决实际生活工作中遇到的问题，即围绕着动手实践能力展开的，所以我们应避免采用高等院校制冷工程专业课程的教学要求。我们培养的学生应该主要定位于使用者的角度，而不是定位于设计者的角度。所以使学生获得空调器电控系统故障检测和维修基本技能作为根本目标。

一般地，学生对制冷系统知识的掌握和制冷系统故障排除掌握的比较好，这主要是因为学生对于这部分内容可以撇开许多理论化的知识，只需要掌握纯粹的技能就可以了。但是空调器电控系统情况就不同了，首先学生必须掌握电控系统中关键元器件的物理性质和它的基本功能；其次，学生必须要对各个模块的功能要相当熟悉；最后，学生对整个电控系统要形成完整的认识。为了达成这三个目标，笔者通过实践教学思考，成了几点认识。

1 合理设计，优化教学内容

根据我们的教学定位，学生是以专业岗位为导向的，所以学生应该重点掌握电控系统的故障检修和排除等技能上，根据空调行业的统计，空调电控系统方面的故障占到总故障的六成以上，所以这块内容是教学的重点。

通过对空调制冷系统的学习，我们发现学生绝大多数对理论上要求不是很高，且纯粹的操作技能都能很好的掌握。但是，让学生学习较为复杂的电路和控制方面的内容就十分困难了，主要是由于大多数学生的物理基础较差，学习电工电子技术十分吃力，从而造成了学生知识结构方面的缺陷。由于先修的电工电子课程学习效果不好，容易给学生带来挫折感，导致他们在具体学习空调电控系统时，产生畏惧心理，厌学心理增强，最终导致学习失败。

为了增强学习效果，我们建议电工电子课程做出适当的调整，根据制冷专业特点，增加制冷设备中常用的一些电气控制所涉及到的基础知识，尽量避免电工电子部分繁琐理论分析和计算部分，同时也删除一些用不到的基础知识，增加主要电路元器件外特性的教学，忽略内部结构和原理的阐述，尽可能地提供不同厂家、不同型号的元器件实践辨识，增加元器件检测检修技能的训练内容。所以，在教材内容的选择上，应该不拘一格，要根据学校实际情况和现有的设备条件，编写合适的讲义，而不是泛泛采用市面上的教材。

2 各个击破，突出功能模块

在掌握元器件知识的基础上，我们根据空调电控系统的特点，设置了十个模块内容：滤波电路模块、电源电路模块、传感器电路模块、单片机电路模块、操作显示电路模块、供电开关电路模块、驱动电路模块、过流保护模块、蜂鸣器电路模块和遥控接收电路模块。我们同时注意到学生在掌握好单个元器件的基础上，就可以适当引导，充分调动学生的积极性，充分挖掘学生潜力，变被动学习为主动学习，从而达到增强学习效果的目的。为此，我们要求学生采用自主学习和讨论的学习方式。首先，学生要搞清楚每个模块的主要功能，比方说传感器电路模块，就要求学生知道一是为单片机提供室内室外温度信号，控制压缩机、风扇电机的运行时间；二是知道防冷冻、防冷风控制；三是知道除霜时控制加热器的加热时间等等。其次，要求学生知道功能电路具体包含哪些元器件，弄清楚这些元器件所起的具体作用，比方说学习滤波电路模块时，就要认识到在输入回路中串联的熔断器起到的作用，即当后面的线性滤波器或过压保护电路有元件击穿，使电流超过熔断器标称值后，熔断器的熔体过流熔断，避免过大故障范围，实现过流保护。最后，掌握这些元器件之间的连接方式，找出整个模块的输入和输出具置，能够对照电路原理图，认准每个实物在什么位置，能够正确判断每条线路的具体走向等等。

3 项目引导，贴近实践教学

根据课程标准对知识、能力的具体要求，设置了典型电控系统故障：整机不工作、压缩机不转、制冷效果差、显示屏字符故障、蜂鸣器不发音、电加热器不加热以及故障代码等项目。这部分内容教学事先不给出解决方法，而是采用较为开放的教学模式，学生可以独立从互联网上找到故障项目的排除方法，然后动手实践，逐一排除故障，最后讨论总结是什么原因导致的故障，这些故障现象之间有什么异同。我们对学生的考核方式也相应做出调整，变过去笼统的笔试加操作的模式以小组为单位排除故障的整个流程的考察上，让其他学生也参与打分，如在故障的排除过程中，有无法解释或是让评分人不理解的地方，考核成绩要适当扣分，这样做的目的是让人知其然，还要知其所以然。

我们设置的项目基本上是很典型的，但是也难免有所遗漏，所以我们加强了与空调售后服务中心的合作联系，一方面请有丰富实践经验的维修师傅上门传授经验，一方面派出学生去售后中心直接参与现地教学，让学生获得更多的感性认识，让他们多体会，看看有经验的维修人员是如何排除故障的。我们也尝试自己示教板，并让学生参与其中，充分发挥学生在项目教学中的积极性，在实践中锻炼学生能力。

4 加强建设，实现仿真教学

由于受到客观条件的制约，空调专业实训教室还有许多不足，诸如配套设施部完备，数量也不足，导致在实践教学中，学生人多，而实际可操作的设备不足，经常出现少数人动手，而大多数人旁观的情况，影响了教学效果，而且一个项目完整做完也要花很长的时间。另外，学生接触到的机型也比较单一，面对未接触过的品牌货型号的空调器时，学生显得力不从心。为此，必须获得上级有关部门支持，加强专业教室建设，建立有定频空调、变频空调、中央空调和汽车空调等电气实验室，增加实训器材的配套设施数量，增设制冷专业空调仿真训练器材，通过仿真器材训练可以大大减少日常所需好处部分的训练内容，同时可以增加学习效果。我们依托学校网络平台，建立空调专业网站，首先要丰富图书资料，实现专业书籍的数字化；其次，丰富网络教学视频，实现教学仪器、设备、教育信息的共享，最大限度发挥网络资源的利用率，提高教学效率和质量。

5 主动作为，提升教师水平

教学的最重要因素还是在人，空调制冷的教学好坏主要在于教师的理论水平和实践经验，有的教师理论素养很好，但是实践动手能力不行，有的教师理论说不出一二三，但是动手十分在行。作为专业教师，不仅要精通专业理论知识，而且还要具备丰富的实践能力，不关能对电控系统原理做到明察秋毫，而且能以精湛的技艺给学生做示范做表率，因此必须千方百计提高教师的理论和实践能力。

首先，派出教师参加制冷企业举办的培训班，比如格力空调，他们定期都有学习培训班，教师可以实地参加他们的学习班，紧跟产品更新步伐，同时也可以企业维修师傅一同学习，随时随地向他们学习请教；其次，外派教师去制冷企业学习，从源头学习制冷设备的设计生产，提升理论素养；最后，派出教师去售后服务中心“打工”锻炼，在实践中锻炼动手能力。

6 结束语

在我们的理论实践教学活动中，我们遇到了许多问题和困难，一方面需要上级主管部门主动协调，为一线教学排忧解难，另一方面需要我们的教师主动作为，克服困难，积极探索适合自身情况的教学模式，努力提高教学效果。

参考文献：

[1] 李志锋.空调器电控系统维修完全图解[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[2] 高增权.制冷与空调维修工问答390例[M].上海：上海科学技术出版社，2009.

[3] 孙立群，张楚钰.图解空调器快速精通[M].北京：化学工业出版社，2010.

空调控制器篇3

1、在空调上找见应急开关；

2、空调通电后，将室内机的进风栅打开；

3、室内机的进风栅打开后，用一尖物按住应急开关；

4、听到一声回声后即可松手；

空调控制器篇4

【关键词】分体空调器；室外机配管；振动控制；相关策略

0 前言

我国现阶段空调器的发展是非常迅速的，对于现在的空调器而言，最大的故障就是空调无法制冷制热，或者是能力不够，这就说明室外机很有可能是系统内部的冷媒不足，配管有裂管导致泄露冷媒了。所以说空调器室外机配管机械振动的控制是非常重要的。下面，笔者针对现阶段空调配管的机械振动的介绍以及相关的控制策略等作了详细的介绍。希望能对大家有一定的帮助。

1 空调配管机械振动的简单介绍

分体空调器室外机配管的机械振动是空调器在运行中的一个中间环节，其中配管的振动是可以影响整个机器的运转，甚至能够改变运行状态。空调器室外机配管的机械振动是不可能消除的，只有更改室外机配管设计，使配管本身的固有频率避开整机的运行频率才能有效地控制配管的机械振动。如何更好地对现阶段空调器室外机配管机械振动进行有效的控制就成了现在的主要问题。下面针对配管的机械振动产生的原因以及其中的特点跟危害作了一个简单的介绍。

1.1 分体空调室外机配管机械振动的原因

室外机配管是指与压缩机的排气口与回气口相连的部分，对配管机械振动的原因进行分析，发现配管的振动是由压缩机以脉冲信号输送冷媒的时候，冷媒撞击铜管内壁所形成的，这就可见其重要性了。

在整个的空调器中，配管是冷媒的主要载体，它主要的作用就是将压缩机，冷凝器、蒸发器等三个部件连接在一起，共同组成了空调器室外机的核心，配管就是其中起到核心以及相关的连接作用的部分。而配管的机械振动原因主要有：由于压缩机吸、排气的周期性，使得出口管路内的气流发生气流脉动。气流脉动不仅造成连接管道上的控制仪表失灵、气阀工况变坏、压缩机容积效率降低。强烈的气流脉动，使管道发生剧烈振动，轻则造成泄漏，重则由破裂而引起爆炸，造成严重事故。

1.2 空调配管机械振动的特点

分体空调器室外机配管的机械振动的特点非常明确。由于制冷系统内部的冷媒脉冲式压力与压缩机的振动都直接作用于配管上，而对于定速机压缩机的压缩频率不是太高，比如对于我国50Hz的电源规格，定速压缩机的运行频率一般都保持在48.5Hz左右，在这个频率段配管的固有频率还是比较容易重叠在这个频率阶，从而导致整机共振，激发配管的振动。而对于变频压缩机，则由于压缩机运行频率可以通过电控程序调节，可以从10Hz到100Hz无极变速，这样则大大加大了配管设计的困难程度。

1.3 空调配管机械振动的危害

分体空调器室外机配管的振动所引起的共振噪声，一方面对于人们的生活产生了一定的影响，长期在这种噪声环境下的人们容易睡眠不好，神经衰弱；另外的一个方面就是振动会加大空调配管机械振动的影响，配管的较大振动可能导致管路的疲劳断裂，产生配管泄漏，整机无法运行。配管振动的控制，对降低整机的振动噪声，以及提高相关产品的可靠性，有着重要的作用。如何更好的对现阶段的机械振动进行有效的控制就是主要的任务了。

2 空调配管机械振动的控制

对于现在的空调配管机械振动的控制而言，并不是一件非常容易的事情，主要的原因有两点，一是容易产生与其他部件之间的共振，二是对于现阶段的科学技术的限制，没有一项适合控制配管振动的技术。现阶段主要采用的方法就是在配管机械振动最大的位置添加配重块或者阻尼块，通过改变配管本身的固有频率来达到避开整机运行频率的目的，从而避开共振点，减少配管振动。这样做有一定的利处，但对于本质的问题并没有很好的解决。更多的是没有将根本原因、振动的源头等问题考虑在内，这样就直接导致了表里不一，给人一种错觉，头痛就治头，脚痛就治脚。没有从根本上、系统上分析配管振动。下面笔者就分别从减少空调配管机械振动与其他零件振动的共振，提高现有的科学技术来控制配管的机械振动等从根本上解决问题的两个方面上，做一个简单的介绍。

2.1 减少空调配管机械振动的方法

1）消除管系的激振力，针对不同的激振原因采取不同措施。

2）提高管路系统的结构刚度，从而提高管路系统的固有频率，使之远离激振频率从而避免共振的发生，并减小管系结构的振动幅值。

3）增加管路系统结构阻尼。管道振动控制依据是否有源还是无源，又可分为主动控制与被动控制。

4）配管的固有频率主要取决于配管的质量的大小与其分布、管道的刚度以及支撑情况等，因此要改变配管的固有频率就需要改变配管的结构与支承的情况。

2.2 提高现有的科学技术来控制配管的机械振动

1）想提高分体空调室外机配管的可靠性，最行之有效的方法就是采用计算机辅助设计。采用三维模型设计，首先能确保配管的装配模型与实际样机生产的装配状态保持一致。这么做可以有效地提前预判配管的装配是否正确，可以保证配管装配得横平竖直。首先就保证了配管的状态是正常的，不会因为错误装配而令配管东歪西倒从而导致配管机械振动变大。

2）运行有限元分析软件分析配管。管道系统是一个弹性的连续体，要获得振动分析的精确求解要求满足一定的边界条件的偏微分方程。由于管道系统的实际结构是非常复杂的，所以要得到其精确解是有很大困难的。但对于工程问题来说，能得到较好的近似解，再辅以经验判断，实验数据验证的话也就可以满足需求。有限元法提供了解决管道系统振动分析的一个适宜的方法。

3）目前国内大多数企业的做法是利用配管振动测试来评价其可靠性，通常是以配管振幅最大部位的振幅测试值进行评价，如果超出企业内定标准，即视为不合格。振幅测试简便易行，但是测试依据不够科学。其原因是：反映配管工作可靠性的最直接的指标是应力，对于不同的机型而言，配管最大振幅高，并不一定意味着该配管的应力就大。而实际情况就是配管运行一段时间后发生疲劳断裂的位置往往不是机械振幅最大的位置，而是配管应力最大的位置。所以应该把应力测试作为有效检验配管可靠性的实验手段。

3 结语

本文通过对于现阶段的分体空调室外机配管机械振动产生的原因以及相关的控制方法等作了详细的介绍，主要对于现阶段切实可行的解决办法。旨在找到一种合适的方式方法对现阶段的空调器配管机械振动进行有效的控制。配管的振动对在整机的振动噪声，以及相关的空调器的工作可靠性有着非常大的影响，现阶段的主要为任务就是对于配管的合理的设计，对于减振降噪，提高产品可靠性方面，以及降低成本等，都有重要意义。

【参考文献】

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[3]韦英奇，张奠磐，李治文.空调机系统管振动分析和减振措施[J].流体机械，2001（06）.

[3]杨元涛.空调压缩机管路系统振动分析及其软件开发[D].华中科技大学，2011.

空调控制器篇5

通过对影响蒸发器换热量的讲因素??膨胀阀开度、空气温度、风量、蒸发温度、和冷凝温度等参数的分析，得出了不同参数对系统的影响和调节特性，提出了新的更适合于制冷系统的控制方法??风量控过热度、开度控室内温度的独立　控制原理和方法，这种控制方法更适合用于制冷空调系统。

关键词：蒸发嚣　电子膨胀闪工调节特性　控制方法　独立控制 符号

CD??开度系数

Z??轴向长度，m

Te. Tc??蒸发、冷凝温度，℃

Tin??室内温度，℃

Tα??换热器进口风温，℃

Fi??压缩机频率，Hz

Gr??制冷剂流量，kg/s

Gα??风量，m3/h

Tsu??过热度，℃

Tsb??过冷度，℃

Q??换热量，kW

ρ??介质密度，kg/m3

P-压力，Pa

h??介质焓，J/kg

A??管内截面积，m2

S??管内截面周长，m

A（z）??开度对应的截面积

d??管径

τ??管内表面切应力，N/m2

q??热流密度，W/m2

α??两相流空泡系数

g??重力加速度，9.8m/s2

u??流速，m/s

Ov??电子膨胀阀开度

下标

l??液相制冷剂

v??汽相制冷剂

a??空气

1.引言

随着制冷空调技术的迅速发展，空调器正在从传统的单室内机、单室外机的结构逐渐向单室外机多室内机及多室内机和多室外机系统发展，系统结构逐渐趋于复杂，具有代表性的变流量制冷系统（Variable Refrigerant Volume Air - conditioning System, 简称VRV）也从单元变流量制冷系统（SVRV）向多元变流量制冷系统发展（MVRV）[1-3]。对于多室内机的热回收系统来说，室内机可能同时做冷凝器或蒸发器使用，而且随着人民生活水平的提高，对室内热舒适性也提出了更高的要求，传统的一些控制方法已不能再适应新空调系统的需要。由于系统的复杂程度的增加，传统的一些基于制冷空调系统整体的控制算法都由于其兼容性和可扩展性等因素而受到了很大的局限，因此各室内机和室外机独立控制的思想已经被引入到制冷空调系统的控制之中，一些控制理论和算法如矩阵电子控制算法、人工神经元算法和模糊控制算法都已经被引用到实际的制冷空调系统中[4-8]。为使制冷空调系统能安全稳定的运行，除了在控制技术上提高之外，更要注重研究制冷空调系统本身的运行调节特性。本文在通过分析系统在制冷模式下电子膨胀阀开度、室内温度、室内机风量、蒸发温度、冷凝温度等对室内机换热的影响的基础上，得出了室内机的调节特性，找出了对室内机制冷模式下更合理的控制策略。

2.数学模型

2.1 电子膨胀阀

电子膨胀阀是通过步进电机等手段使阀芯产生连续位移，从而改变制冷剂流通面积的节流装置。研究表明，电子膨胀阀的流量特性可借鉴热力膨胀阀的研究成果[9-12]，其模型描述为：

能量方程：

hin=hout

(1)

动量方程：

2.2 蒸发管路及蒸发器模型

2.2.1管内制冷剂侧稳态模型

在VRV空调系统中，由于膨胀阀可能设置在离蒸发器较远的位置，节流后的两相制冷剂沿膨胀阀后的管路进入蒸发器，所以在该段管路及蒸发器内部的大部分区域制　剂处于两相流动状态；当液体过冷度较小时，由于管道阻力及上升立管中重力的影响，液态制冷剂将会出现闪蒸，闪蒸之后管路内的流动也为气、液两相流动；当室内换热器制热采用其出口电子膨胀阀控制制冷剂过冷度时，膨胀阀之后的高压液体管内仍然可能呈气、液两相状态。在制冷空调领域内，蒸发管路内制冷剂两相流呈环状流[13,14]，故本文以环状流建模。因制冷剂蒸发现象可能发生上述管段的任何位置，建模时必须在动量议程中考虑重力项。

能量守恒议程：

整理上述议程，分别得到气、液两相流的质量守恒方程和动量守恒方程。

质量守恒方程：

动量守恒方程：

式中　Ρtp=αρv+(1-α) ρl是微元管段中两相流体单位容积的质量，称为两相流体的密度。

在式（3）～（5）中存在P、α、uv和u1四个未知数，方程无法封闭求解。传统的方法采用空隙率经验公式作为补充方程，使方程封闭。但目前还不存在公认准确的空隙率模型计算公式；本文采用文献［4］所提出的两相界面关系方程使方程封闭。

气、液两相界面关系方程：

在式（3）～（6）四个方程中，共有P、α、uv和u1四个未知数，方程组封闭可解。

2.2.2 空气侧换热模型

因横流蒸发器外侧的空气流速较低，一般Re＜2000，且蒸发器沿气流方向的管排数较少，故忽略空气侧压降，只考虑质量守恒和能量守恒方程。

质量守恒方程：

能量守恒方程：

3.调节特性

数值求解蒸发管路和电子膨胀阀的数学模型，可以得出系统的仿真特性。对于选定的系统来说，换热器的几何参数为定值，是一个不可调的参数。因此，影响电子膨胀阀－蒸发器部分换热效果的因素主要有电子膨胀阀开度、换热风量、冷凝温度、蒸发温度、室内环境温度、换热器几何参数。

3.1 膨胀阀开度对蒸发器换热量的影响

如图1所示，当系统风量为600m3/h其他参数不变时，蒸发器换热量随膨胀阀相对开度的变化曲线。

图1　换热量随膨胀阀相对开度变化曲线

当电子膨胀阀开度很小时，通过蒸发器的制冷剂流量也很小，制冷剂很容易在蒸发器内变成热气体，在蒸发器出口处有一定的过热度，蒸发器两端的制冷剂焓差基本为一定值。因为制冷剂流量随电子膨胀阀开大而增加，在换热条件仍能保证蒸发器出口制冷剂过热时，出口制冷剂焓值变化不大，所以蒸发器的换热量也随流量的增加而逐渐增加。当膨胀阀继续开大，制冷剂流量增大到一定程度以后，换热条件已经不能使制冷剂出口有过热度，出口已经处于两相区，管外空气侧的流量和换热系数基本为定值，制冷剂流量的增大造成出口干度的降低，但管内制冷剂的换热系数会有所上升，因此，蒸发器换热量只随电子膨胀阀相对开度的增加略有上升。这说明，在蒸发器出口有过热度的情况下，通过调节电子膨胀阀的开度来调节蒸发器的换热量的效果是很明显的，而当蒸发器出口已出现回液的情况下，通过调节电子膨胀阀的开度来调节蒸发器的换热量收效甚微。

3.2 室内机风量对蒸发器换热量的影响

换热量随室内机风量的变化曲线如图2所示，当风量很小时，不能使管内的制冷剂完全蒸发，蒸发器出口有一定的回液，随着风量的增加，管外的换热系数也逐渐增加，空气带走的热量增多，因此蒸发器出口处的制冷剂干度也逐渐增加，制冷剂在蒸发器进出口的焓差逐渐增大，在制冷剂流量不变的情况下，换热量逐渐增大，当风量增大到一定程度以后，蒸发器内的制冷剂能够完全蒸发，风量增加使制冷剂只能进行显热交换，出口焓值变化已经不大，所以换热量随风量增大而略有增加。

图2　换热量随风量变化曲线

3.3 冷凝温度对蒸发器换热量的影响

在其他因素不变的情况下，冷凝温度、冷凝压力的变化主要通过影响制冷剂流量来影响蒸发器的换热量，如图3所示。随着冷凝压力的升高，电子膨胀阀的进出口压差也随着增大，在蒸发器能够保证制冷剂完全蒸发的情况下，制冷剂流量的增加也就意味着蒸发器换热量的增加。

图　3　换热量随冷凝温度变化曲线

3.4 蒸发温度对蒸发器换热量的影响

在其他因素不变的情况下，蒸发温度、蒸发压力的变化从两个方面来影响蒸发器的换热量，一方面随着蒸发温度（蒸发压力）的升高，电子膨胀阀的进出口压差减小，使得通过电子膨胀阀的制冷剂流量减小；另一方面，蒸发温度的升高，使得制冷剂与空气的换热温差减小，也使换热效果降低。两个方面的因素共同使蒸发器的换热量随着蒸发温度的升高而降低。如图4所示。

图4　换热量随蒸发温度变化曲线

3.5　室温对蒸发器换热量的影响

室内温度对蒸发器换热量的影响如图5所示。室内温度就是蒸发器空气侧的入口温度，当蒸发温度一定时，室内温度主要影响管内外的换热温差，由于经过蒸发器冷却，空气温度最多只能降低到蒸发温度，所以当风量一定时也决定了蒸发器的最大换热量。当室内温度很低时，蒸发器内的制冷剂不能完全蒸发，蒸发器出口有回液现象，随着室内温度的上升，换热器的换热量也逐渐上升，蒸发器出口的制冷剂干度也逐渐上升；当室内温度上升至一定值时，制冷剂能够完全蒸发，蒸发器出口有一定的过热度，由于制冷剂温度最高只能升到室内温度，制冷剂的在蒸发器出口的焓值变化很小，换热量随室温的增加略有上升。

图5　换热量随室温变化曲线

3.6 调节参数的联合影响

影响蒸发器换热量的参数中蒸发温度和冷凝温度是表征系统运行的参数，不能直接作为调节参数，室内温度是被控对象；如果系统正常运行，还需要蒸发器出口制冷剂保持一定的过热度以防止回液。因此，要控制的参数是室内温度和过热度，能作为调节参数的只有室内机风量和电子膨胀阀开度。室内机风量和电子膨胀阀开度对室内蒸发器的联合影响结果如图6所示。

图6　制冷量、过热度随膨胀阀开度和室内机风量的变化曲线

电子膨胀阀和蒸发器联合工作输入、输出状态方程可以用下式来表示：

结合前面的分析可以发现：

(1) 当蒸发器出口制冷剂已经过热时，因制冷剂出口焓值变化不大，电子膨胀阀所决定的制冷剂出流量是决定换热量的主要因素；风量对换热量不大，而对过热度影响较大。各调节手段民对应的控制对象之间可近似认为是相互独立的，此时B（t）是对角占优的。

(2) 当蒸发器出口为两相流时，蒸发器空气侧进出口温差基本为定值，换热量主要由风量决定，电子膨胀阀开度对换热量影响不大，但进、出口焓差与流量近似成反比，对出口干度的影响较大。室内机风量对过热度同样有较大的影响。此时B（t）是上三角矩阵。调节手段对控制对象的影响是有一定的耦合度的。

(3) 只要保证蒸发器出口为过热状态，就能实现调节手段与控制对象之间的独立调控。而在制冷空调系统中，保证蒸发器出口过热又是保证系统正常运行所必需的条件之一。所以在过热度优先控制的模式下，独立调节是可以实现的。

(4) 在蒸发器出口未过热的情况下，调节风量和调节膨胀阀开度对过热度有同等程度的影响。仍可以采用风量控过热度优先的方法，同时用膨胀阀开度来改善风量对过热度的调节，独立控制与适当的耦合也能取得同样效果。

根据上述分析，提出了风量Gα控制过热度Tsu，电子膨胀阀开度Qυ控制室内温度Tin的控制策略。

5.结论

在两个优先原则下，可以实现室内机风量与电子膨胀阀开度对室内温度与过热度的解耦控制，独立控制策略是可以实现的；独立控制策略可用于复杂的系统，可对整个系统采用分布式控制模式；独立控制策略便于实现模块化，不会因系统形式的改变而对控制方法产生较大的影响；独立控制策略有较强的可扩展性，不会由于系统的复杂而增加控制部分的成本。

参考文献

1 彦启森.　空调技术的发展与展望.　中国暖通空调制冷，1998年学术年会学术文集，1998：1-5

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12 翁文，王瑾竹，蒋能照.电子膨胀阀的制冷剂流量特性的实验研究.流体机械,1998；26（10）：58

空调控制器篇6

关键词：空调器；降噪；噪声源

中图分类号：P733.22 文献标识码：A 文章编号：

空调器给人们的生活带来了舒适，但是同时也引发了一系列的噪声污染问题。因此空调器噪声已经成了环保部门重点研究问题之一。

一、空调器产生噪音主要原因

（一）设备噪声

设备噪声有通风机噪声、水泵产生的噪音、制冷剂噪音和锅炉噪音等。

1、通风机噪声

通风机噪声是空调设备噪声的主要来源，它指的是风机运转的时候发生的声音。风机产生噪音的原因有以下几个方面，第一因为叶片回转故而产生噪音。叶片在不断旋转的过程中，会与空气出现摩擦，或者发生冲击等现象。由于叶片的转速直接影响着摩擦的大小，因此叶片转速也决定了噪音大小。转速越快，则与空气的摩擦频率越高，噪音则越大。另外，叶片本身的宽度和厚度也影响着噪声的大小，对于宽度较大的叶片而言，其噪音则越大。噪音的频率与风机转速息息相关，叶片风速快，风压则高，相对噪声就大。第二是叶片涡流产生的噪声。通风机在运作的时候，动翼的背着的一面会出现涡流，这个涡流是产生噪声的原因之一。这是因为涡流会对风机的效率造成一定的影响，不仅如此，还会随之产生噪声。第三是因为乱流出现噪声。叶片在运转的时候，空气会随之流动，但是在流动的过程中如果碰到较为尖锐的物体，则会发生乱流，乱流的情况与涡流不一样，虽然它们都会导致噪声出现，但是形成的原因不同。乱流会导致频率较高的噪声出现，对于风机效率产生一定的影响。从以上内容可以看出，风机运转的时候出现的噪声主要是旋转的时候产生的噪声和湍流形成的噪声。涡流形成的噪声的频率往往是由风机叶片自身状况决定的，叶片的形状对噪声频率产生一定影响，叶片在旋转的时候与气体产生的相对速度同样决定了噪声的频率。除此之外，风机的叶数，叶片的形状、大小以及叶片的转速等因素都影响着旋转时候噪声的强度。风机产生的噪声总声功率计算如下：

3、制冷噪声

制冷机组产生的噪声主要包括以下几个方面：机械噪声、管道的噪声和空气动力噪声。机械噪声主要由于曲轴往返运动导致的，这种噪声属于中高频噪声。管道噪声是由于液体的流动产生的噪声，这种噪声的形成主要是制冷机组中的制冷液体在长管道内不断流动产生的，这种噪声属于低频噪声。空气动力噪声是因为机房内的进排气风机导致的。由于进排气风机的运作，导致出现进气的噪声和排气的噪声，这种噪声有一个显著的特点，它直接与外部空气相接处，因此影响的面积很大，另外噪声产生的另一个原因是进排气风机的风叶运作形成的噪声。

（二）管道噪声

管道噪声主要原理是气流在流动过程中与管道发生接触和冲击产生噪声。气流在流动的时候速度非常之快，因此它不断的冲刷着管道的内壁，使得管道出现振动的现象，因而产生噪声。除此之外，由于管道并不是直通的，因此在管道弯曲的位置会出现涡流和乱流等现象，这些现象让气体的流动变得紊乱，因此导致管道出现剧烈的振动从而引发噪声。计算公式如下：

涡流的噪声频率峰值多数情况之下都在二千赫兹到四千赫兹之间，因此它属于高频的噪声。

空调器噪声源控制

（一）风机降噪

风机的型号与型式影响着风机的噪声大小，型号与型式不同风机噪声大小也会发生变化，所以在对风机进行降噪的时候应该按具体的情况来定。在选择风机的时候主要看风机的噪声和效率，尽量选择噪声小一点，频率较高的离心风机，并且风机的叶片最后向后倾。需要注意的是压头位置不要留多，因为这样容易产生噪声。风机进出口位置的管道应该是直通的，也就是说它不适合在这个问题位置出现弯曲，另外应该选用较为柔性的接头避免出现摩擦，维护好管道，其中接头的长度多数情况在一百到一百五十毫米之中。一旦发现接头位置出现了老化等问题，要在短时内进行更换，因为时间长了接头会失去其作用。长了以上两点之外，改变风机的叶数同样可以起到降低风机噪声的效果。这是因为风机的叶数是影响噪声的主要原因之一。例如某一空调，原来使用的是三叶的风扇，后来改为了六叶的风扇，由于增加了三个风扇，导致了其风扇叶之间的距离减小，因此风机的脉动减小，从而使得噪声频率下降，因此改变了噪声的峰值，有效的起到了降噪的效果。

（三）制冷机组降噪

制冷机组降噪需要通过安装消声器来达到降噪的效果，目前在我国消声器的使用还是较为广泛的，消声器的主要种类有阻性、抗性以及组抗性三种消声器，除此之外，这些年来，随着消声器的种类增多，新型消声器也大量的出现，例如有源消声器等。这些消声器能够有效的起到降噪的效果，其原理都是相同的，主要就是利用声学的材料和噪声相互之间的作用来使得声音减小，进而达到降噪的目的。制冷机组产生的噪声的传播方式是通过机组的风口向外扩散，因此在降噪的时候需要在这个位置安装好消声器。

（四）管道降噪

管道降噪的基本原理是利用隔声的方式将噪声隔离开来，然后再来消耗其声能。在管道位置安装阻性的消声器可以有效的降低管道产生的噪声，可以将中高频率噪声降到低频率。

结束语

目前空调系统在我国居民生活中运用较多，它为人们创造了一个舒适的环境，但是空调器产生的噪声同样影响着人们的生活和工作，因此需要对空调系统进行降噪处理，这样才能够有效的解决环境噪声污染问题。

参考文献：

[1]蒋芝楠．中央空调噪声治理[J]．噪声与振动控制，2002(4)

空调控制器篇7

BMW空调系统由传感器类部件、IHKA控制模块、执行器类部件、辅助元件四大部分组成。其中AUC传感器、鼓风机、蒸发器、空调压缩机是其中的重点，在空调系统中起到很重要的作用。BMW空调系统的组成如下图所示：

二、BMW汽车空调系统零部件的工作原理

（一）鼓风机

鼓风机安装在蒸发器后面的暖风出口处，包括电动机，电子调节器，风散叶轮等部件。在现在常见的车型中，鼓风机控制进行了很大的改变，在自动空调面板的“+”按钮和“-”按钮进行调节，同时控制面板上显示风量图标。在这种鼓风机转速控制系统中，在控制面板和鼓风机之间的导线上连接电子调节器，电子调节器控制鼓风机的工作电流来实现鼓风机转速变化，电子调节器的电压在0—8V之间变化，若电压为0.5则鼓风机不工作。在AUTO运行模式下IHKA控制模块根据控制面板上的温度和车内温度来控制鼓风机转速，若设定的温度与实际温度差值越大，鼓风机转速越高。

（二）蒸发器

IHKA能够持续对蒸发器温度进行控制，在控制过程中，可以吸收上面的水汽，使蒸发器表面干燥。在IHKA控制系统的制冷过程中，IHKA需要对蒸发器温度进行控制，操作控制面板的AC按钮进行激活，AC按钮的LED灯点亮。空调压缩机和辅助散热风扇是两个重要的执行部件，他们通过DME控制模块进行控制。

（三）AUC传感器

AUC安装在轮罩上面它是检测外部空气品质，在控制面板上有一个AUC（空气内循环按钮），通过按动该按钮来控制模式。在AUC运行模式下，IHKA控制模块通过AUC信号来控制空气分配箱两侧的空气内循环风门，当发动机起动，为了避免前档出现水汽，IHKA对AUC进行加热，最长时间为90S。空气内循环风门为3MIN，使外面的新鲜空气流入车内。

（四）空调压缩机

空调控制器篇8

【关键词】空调组件；组件温度控制；制冷系统；民用飞机

0 引言

飞机从地面升入高空时，外界环境变化居烈，可能在几分钟内就变成一个超低压、超低温、湿度几乎为零的环境。人类在这种环境中无法生存。制冷系统的功能就是将来自上游气源系统的高温高压气体，调节成温度、压力及湿度适宜的空调供气，再与再循环空气混合，经配平系统调节后供入座舱，实现座舱环境的调节[1]。

本文选取两款主流干线飞机的制冷系统进行对比分析，为现代民用飞机制冷系统的设计提供参考。

1 制冷系统的基本组成

制冷系统主要由空调组件和组件温度控制系统等组成。空调组件冷却来自气源系统的热空气，并传送至下游的分配系统。组件温度控制系统控制组件出口温度，并防止空调组件内部超温或结冰。

本文将从空调组件和组件温度控制系统两方面展开制冷系统的对比分析。

2 空调组件比较

图1和图2给出了两款机型的制冷系统原理图。两款机型均采用三轮升压式空气循环制冷系统。三轮升压式空气循环制冷系统主要部件包括初级换热器（或次热交换器）、主换热器、压气机、涡轮、风扇、水分离器、回热器和冷凝器等。来自发动机的热引气首先经过初级换热器冷却，接着进入压气机被压缩为高温高压的气体，再进入主换热器进行进一步的冷却。回热器和冷凝器可以使其温度继续降低到露点温度以下从而使湿空气形成游离水，之后在水分离器中大部分的游离水将被除去。经过除水处理的干燥空气进入涡轮膨胀冷却成为低温冷气，通过单向活门进入下游的混合器组件。两者的区别主要有以下几点：

a.机型1的热交换器是串联布置，称为初级换热器和主换热器。机型2的热交换器则为并联布置，称之为主热交换器和次热交换器。从安装角度考虑，机型1的空调组件需要更多高度方向的安装空间，而机型2的空调组件则需要更多沿机身方向的安装空间。这也与各机型的总体布置方案有关。从性能角度考虑，由于并联布置时，主换热器的冷边空气均来自外界大气，相比于串联布置时，初级换热器的冷边空气来自主换热器冷边出口，主换热器可以获得更低的热边出口温度。

b.机型1在冷凝器热边出口处有一个水分离器，机型2除在冷凝器热边出口处装有两个水分离器外，它在次级换热器出口处也布置有水分离管。这是由于在某些运行工况下，主换热器出口温度低于水蒸气露点温度，水蒸气将达到饱和，凝结成水滴，因此先将这部分水除去。

c.机型2风扇腔装有风扇旁通单向活门，当冲压空气压头大于风扇升压能力时，气流将从风扇旁通单向活门旁通以减小流阻。机型1没有此设计。

3 组件温度控制系统比较

组件温度控制系统通常由冲压空气系统、若干温度传感器、防冰或热空气旁通活门以及温度控制器等组成。

3.1 机型1组件温度控制系统功能介绍

3.1.1 机型1组件温度控制系统的基本运行原理

机型1组件温度控制系统通过组件控制器①，根据组件出口需求温度和组件出口温度传感器⑩信号来调节旁通活门②和冲压空气进气口作动筒③以获得组件出口需求温度，同时根据压气机出口温度传感器⑤保证空调组件不超温。

3.1.2 组件温度控制系统具有防、除冰功能

对于除冰模式，防冰活门④通过探测冷凝器冷热端上下游压差来探测冷凝器内是否结冰。当压差大于一定值时，防冰活门将打开，热引气被供入到涡轮出口溶化冷凝器内产生的冰。当组件温度控制器故障，安装在冷凝器冷边出口的气压式温度传感器⑨的压力将随着温度的变化而变化，防冰活门将根据该压力值打开或关闭以维持组件出口温度约为15℃。

组件控制器根据水分离器出口温度传感器⑦信号调节旁通活门，以保证水分离器出口温度在冰点以上。

3.1.3 组件温度控制系统具有超温保护功能

压气机过热温度传感器⑥用于探测压气机出口温度超温情况。当压气机出口温度超过告警温度，位于空调组件上游的流量控制系统将切断上游气源，使空调组件停止工作。气压式压气机过热温度传感器⑧也用于探测压气机出口超温情况。当组件温度控制器故障时，压气机过热温度传感器无法工作，若此时压气机出口超温，气压式压气机过热温度传感器将给出信号，要求减少进入空调组件的流量。

3.2 机型2组件温度控制系统功能介绍

3.2.1 组件温度控制系统的基本运行原理

机型2的组件温度控制器①根据位于压气机出口处的冲压空气传感器⑥信号，通过冲压空气作动筒③调节冲压空气调节板的位置，从而调节冲压空气的流量。同时通过TCV②调节热空气的配平流量，以达到组件出口需求温度。

3.2.2 组件温度控制系统具有防、除冰功能

从图2可以看出，在组件上游有一支热旁路，直接将上游引气引入涡轮外壳用于防冰。同时，组件控制器根据水分离器出口温度传感器⑦信号调节TCV，以保证水分离器出口温度在冰点以上。

备用TCV④除了作为TCV的备份外，还可以向涡轮出口提供热气除冰。

3.2.3 组件温度控制系统具有超温保护功能

机型2的空调组件具有三个过热电门：压气机过热电门⑤、涡轮过热电门⑧和组件供气过热电门⑨，当相应位置的温度超过一定值时，组件将自动关闭。

3.3 机型1与机型2组件温度控制系统对比小结

通过对两款机型组件温度控制系统的介绍，可以发现：

a.机型1采用了较多的气压式温度传感器，此类传感器可以在组件温度控制器故障时，通过气压感受温度，降级调节组件出口温度和除冰。在组件温度控制器可靠性较低的情况下，这种设计提高了组件温度控制系统的可靠性。但同时也增加了重量和控制逻辑的复杂度。

b.两款机型都采用了单独的活门用于除冰，而非采用热旁路活门兼顾。由此可见，组件的除冰设计是组件温度控制设计较为重要的部分。

4 结论

通过对两款机型的对比，得出以下结论：

a.在组件温度控制器可靠性较低的情况下，气压式温度传感器虽然可以提高组件温度控制系统的可靠性，但同时增加了重量和控制逻辑的复杂度。

b.组件的除冰设计是组件温度控制设计中较为重要的部分。

空调控制器篇9

关键词：中央空调；实验平台；计算机控制；空气处理

1 引言

中央空调实验平台主要是为建筑环境与设备工程专业实验教学及相关科研专门开发的实验平台，该实验平台具有专业性强、功能完善、自动化程度高、价格低廉等优点。适合自主开发，能有针对性的将暖通空调理论教学与工程实践相结合。

2 系统流程及方案设计

2.1 水系统流程及方案设计

图1为该实验平台的水系统流程图。主要设计思路是夏季利用压缩式制冷循环系统制空调冷冻水，冬季利用电加热装置制空调热水。空调冷冻水系统供水控制温度设计为7±1℃，空调热水供水控制温度设计为50±3℃。考虑空调冷冻水系统水容量比较小，在冷冻水系统循环管道中增加了一套蓄水箱，体积为0.3-0.5M3，主要目的一是为了防止压缩机工作过程频繁启停，二是可以使空调冷冻水温度控制精度更高。

作为中央空调的核心装置冷水机组，市场价格少则上万多则几十万，本设计主要目的为教学实验用，因此充分考虑了成本问题，自行设计了风冷冷水机组，采用分体式空调KFP-5的外机，其内部已经集成了压缩机，风冷冷凝器，毛细管节流装置，最大制冷量10.5kW，蒸发器采用小型的钎焊板式换热器，换热量要求12KW以上。在安装过程中除了在制冷循环的各个部位安装温度传感器外，还可以在制冷剂管道上配置压力表，以便在工作过程中随时跟踪制冷剂循环各点的压力与温度的变化。如果在选择分体空调时机组带制热功能，可以通过切换四通换向阀门使该机组制热水，满足冬季供热需要。分体式空调外机与外部蒸发器实际连接如图2所示，从分体式空调外机接入钎焊板式换热器的制冷剂管道应该从下往上流，这样一方面可以增加制冷剂与水的换热时间，从而增加制冷量；另一方面可以使冷剂在蒸发器内充分蒸发，使回压缩机的制冷剂全为气体，保证机组运行安全。

2.2 风系统流程及方案设计

图3为该实验平台的风系统流程图。主要由空调处理机组、风道及空调房间组成。空调处理机组由初效过滤器、表冷器、电极式加湿器、离心风机、多级加热器及中效过滤器及外壳组成。空调处理机组在制作时采用上侧面为活动盖板，方便学生自由拆卸，以便进行观察与维护。实际制作的空调处理机组内部结构如图4所示。

空调房间为独立的密闭房间，可以根据制冷主机容量的大小选择15-50m2大小的房间，房间内设置可移动支架用于安装风速及温湿度传感器。空调系统的送风口采用散流器送风，回风口采用单百叶回风口。风管道中的三个风阀可以调节使系统处于三种工作模式，即全新风模式、一次回风模式及全回风模式。夏季机组工作原理：空气经过表冷器被冷却至机器露点温度，再经过多级加热器的加热，使空气达到送风温度及湿度要求进行送风。冬季机组工作原理：空气经过表冷器后被加热，再经加湿器的加湿，使空气达到送风温度及湿度要求后进行送风。通过初、中效过滤器可以有效的将空气中的尘埃过滤，达到一定的洁净要求。

3 计算机数据采集系统与控制系统设计

在设计该空调控制系统时，充分考虑了实用性及实验性，设计了2套控制系统，一套为电控制柜上的基本功能控制系统，可以在计算机瘫痪状态下，通过手动启动正常运行空调系统。另外又利用了先进的计算机控制技术设计了一套强大的实时监控系统，保证实验数据的实时智能监测。

3.1 控制系统硬件系统结构

计算机控制系统硬件结构如图5所示。计算机通过RS232/RS485接口与现场控制设备建立连接。其中单总线数据采集器主要采集单总线温度及湿度数据，可以同时采集几十路温度及湿度数据，在该空调系统中我们设置了9个温度点及6个温湿度点，可以实时采集不同位置的温度及湿度数据。开关量控制采集器主要用来控制水泵、制冷主机、模拟电热锅炉等设备的启停，同时采集开关量设备实际运行情况的反馈数据，实时监控设备运行是否正常。模拟量数据控制器主要功能是控制阀门的开度及变频器的频率，如通过控制器输出电压0-10V，调节阀门使之在0-100%间变化。模拟量数据采集器是采集阀门实际的位置反馈量、空调水流量及房间风速等数据，实时监测系统中的模拟量数据。 夏季相对湿度控制是应用系统采集到的温湿度经过计算机软件系统内部运算分析，将控制信号输出给开关量控制采集器，通过PWM可调脉宽输出控制固态继电器，进而达到控制多级加热器的加热量，稳定控制夏季空调的相对湿度；冬季相对湿度的控制是通过电极式加湿器对空气进行加湿处理。

3.2 软件系统结构

软件系统采用VC编写，通过VC自带串口控件MSComm与现场控制及数据采集设备建立串口通信。由计算机组建的控制系统，主要负责实时采集各点温度及湿度、空调水流量、房间风速等数据，并保存到数据库中，计算机软件通过采集到的数据进行运算处理后，输出控制指令，启动或者关闭开关设备及调整阀门开度等，使空调系统处理安全运行状态。计算机软件主界面如图6所示，按照实际空调系统流程设计，运行过程中以动画模拟的方式显示各个设备的运行状态及管道中介质的流动，具有极高的人机交互界面。由于硬件设计时，均采用了标准模块化设计，充分考虑了学生自行搭建空调自动化控制系统的需求，可以让学生在实验中充分发挥想象力，自行应用MCGS、组态王等组态软件自行组态控制系统。

4 实验项目

中央空调实验平台是一个综合性的实验平台，可以进行的实验包括：中央空调温湿度控制实验，房间内各点温度湿度及洁净度测量实验、房间内温度变化与控制阀门开度大小关系实验、制冷循环系统实验、供冷热量计量实验、管道及房间内风速测量实验、中央空调计算机控制系统实验、阀门PID控制实验、风机变频控制实验、制冷热系数测定实验、中央空调系统调试实验等等。

5 结束语

通过师生一起共建实验室平台，不仅可以提高学生的实践能力，而且还可以促进教师教学与科研实践相集合，提高教学质量。经过多年的实验教学验证，本实验平台在实际运行过程中，运行稳定，实验结果另人满意。

参考文献

[1]张吉光，王利，史自强.空调送风口送风量的测试方法[J].建筑热能通风空调，2003（6）.

空调控制器篇10

关键词：双交叉限幅策略；燃烧控制系统；隧道加热炉；增量式PID

作为国民经济的支柱产业，钢铁产业在国家基础设施建设、工业产业链完善、国防力量建设方面发挥着至关重要的作用。然而，随着近年供给侧结构深化改革和生态环境的改善需求，钢铁制造业高耗能、高污染、产能过剩等问题亟需解决［1］。加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键高能耗设备，其燃烧控制水平的优劣直接影响到能耗、烧损率、产量、质量等指标。加热炉燃烧控制系统具有非线性、大惯性、强耦合、纯滞后的特点［2，3］，且加热炉生产过程中，其系统稳定性受外界因素影响较大，传统的燃烧控制策略无法实现实时精确的煤气燃烧控制。因此研究先进加热炉燃烧控制系统，对钢铁企业转型创新发展、降耗降本具有一定的经济价值。传统加热炉燃烧控制系统多采用模糊PID控制策略［4］，无法适应不同初始工况下边界条件的自适应调节，加热炉预设置的调节参数无法实时满足生产工艺需求。双交叉限幅控制策略基于案例推理原理，根据不同的实际测量参数调整相应的限幅决策，再与实例库或相似实例对比求解，调整炉温调节器的输出，能有效提升加热炉燃烧控制系统的稳定性、精准性和鲁棒性。

1隧道加热炉燃烧控制总体方案

1．1隧道加热炉

隧道加热炉是钢材连铸连轧产线的一台重要设备，在整个连轧产线上起承上启下的作用［5］。隧道加热炉的结构如图1所示，分为三个加热段：预热段、加热段和匀热段。其中，预热段利用高温烟气将钢坯预热处理，在加热炉两侧壁分布有12个加热喷嘴。在钢坯生产过程中，隧道加热炉控制系统需考虑以下关键参数：加热炉炉膛压力、空气流量、煤气流量、空燃比变化、钢坯入炉速率等，这些参数不仅需实时调整，不同参数之间还存在复杂的耦合关系。提高炉温的同时，随着煤气和助燃气体的涌入炉膛压力也会相应增加，炉内温度的升降为非线性波动，且存在滞后性。

1．2燃烧控制系统

加热炉燃烧控制系统的本质即根据不同种类、数量的钢坯生产工艺要求，结合钢铁企业不同的生产计划，精确实时地控制炉内实际温度和炉内相应高低温区域的合理分布，在调节空燃比的同时需兼顾炉内压力变化，避免炉内火焰不稳、氮氧化合物的大量排放、燃烧器回火或高温烟气泄漏等现象发生。加热炉燃烧控制系统结构框图如图2所示，主要由温度控制器、双交叉限幅控制模块、煤气流量控制器、煤气流量检测装置、空气流量控制器和空气流量检测装置等组成。其中，温度控制器根据生产钢坯所需工艺设定初始参数［6］，确定煤气、空气比例，控制器输出值经过双交叉限幅控制优化后，分别输出煤气流量和空气流量参数，控制煤气和空气电磁阀开闭动作，煤气和空气流量检测装置反馈给双交叉限幅控制器煤气、空气流量开度，达到实时动态调节炉温的目的。隧道加热炉燃烧控制流程如图3所示，首先根据生产工艺设定初始化控制程序和参数，采集加热炉炉膛温度信号，根据加热炉不同阶段的加热方式，比较炉温测定值与设定值，若两者存在偏差过大，则经温度调节器输出调节参数，双交叉限幅控制模块调节参数浮动值，根据双交叉限幅的调节结果，煤气、空气流量回路控制调节阀动作，煤气、空气调节完成后再与设定值比较，合格后即完成燃烧控制。

2双交叉限幅控制策略

双交叉限幅控制策略由一个主回路、两个副回路组成，副回路相互交叉影响，能根据加热炉负载变化调整炉温，在调节空气、煤气流量的同时，根据副回路反馈信息调整空燃比处于合理的范围之内，提高加热炉燃烧效率和温度控制精确度［7－9］。双交叉限幅控制系统分别在煤气流量和空气流量副回路中加设高通和低通选择器，其中主回路温度调节器的输出为X，空燃比为r，L1～L4为偏置系数，Fa为空气实际输出流量，Fb为煤气实际输出流量。双交叉限幅控制策略如图4所示，结合生产工艺和生产计划温度调节器输出控制参数X，在空气流量控制回路，X输入低通选择器与α比较，其中α初始值为设定值，系统启动后经煤气实际输出流量Fb乘偏置系数L1确定。低通选择器输出值与β送入高通选择器比较，β初始值为设定值，后经煤气实际输出流量Fb乘偏置系数L2确定。高通选择器输出值经空燃比r和空气实际反馈输出值Fa对比计算后由空气调节器控制空气流量调节阀开度。在煤气调节回路，X首先输入高通选择器与χ比较，输出值送入低通选择器与δ比较，经与实际反馈煤气流量输出值Fb对比，后由煤气调节器计算控制煤气流量调节阀运动。在初始状态下，α、β、χ、δ分别是空气流量最大、最小值，煤气流量最小、最大值。在实际生产过程中偏置系数L1～L4对炉温控制稳定性至关重要，通常L1＞L4，L2＞L3，保证了生产过程中空气量始终高于煤气量，同时空燃比保持在合适范围之内。

3增量式PID调节

在煤气流量、空气流量调节过程中，为保证煤气调节器和空气调节器能精确地稳定在预设值，燃烧控制系统采用数字PID调节算法［10］，先将所测各项数据离散化，再将数据进行比例、积分、微分环节叠加，最终得到控制信号u（t），将控制信号作用在煤气、空气流量调节器上，实现整个系统的负反馈调节。PID控制过程中，采样周期为T，采样序号为k，kT作为离散采样时间，其控制系统结构框图如图5所示。图5中，e（t）为设定值r（t）与实际输出值y（t）之差，u（t）为控制量。（2）其中：uk为第k次采样输出值；ek为第k次采样输入偏差值；KP为比例因子；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数；KI为积分因子；KD为微分因子；u0为采样初始比较值。当系统采样周期很小时，离散控制系统可看作连续控制系统。在每个采样周期内，系统输出值uk与被控对象输出动作位置一一对应，但系统存在累计误差，被控对象开度无法被精确控制，此时应避免累计误差，计算执行机构位置差值Δu（k），即增量式PID控制。在确定系统采样周期T的情况下，再确定系统参数A、B、C，即可确定系统控制增量Δu（k）。

4仿真结果

利用MATLAB中Simulink仿真模块对双交叉限幅控制策略进行模拟仿真，根据生产工艺要求及以往生产经验，确定偏置单元参数为：L1＝0．96，L2＝1．03，L3＝0．94，L4＝0．92，此时，炉温设定值为1250℃，系统稳态时间应低于400ms，最大超调量不超过7％。双交叉限幅控制策略的仿真结果如图6所示，总体系统超调量小于200℃，系统在300ms时趋于稳定，且拥有较好的鲁棒性。

5结语