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直式冰箱的模拟操控体系预设研讨

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-10-01 03:00:49 来源: 作者:用户29336    浏览次数:2    
摘要

1对电冰箱的控制要求目前市场销售的双门直冷式电冰箱,含有冷冻室和冷藏室,冷冻室通常用于冷冻的温度为- 6~- 18℃;冷藏室用于在相对冷冻室较高的温度下存放食品,要求有一定的保鲜作用,不能冻伤食品,室温一般为0~10℃。 传统的电冰箱温度一般是由冷藏室控制,冷藏室、冷冻室的不同温度是通过调节蒸发器在两室的面积大小来实现的,温度调节完全依靠压缩机的开停来控制。但是冰箱内的温度受诸多因素的影响,如放入...

1对电冰箱的控制要求

目前市场销售的双门直冷式电冰箱,含有冷冻室和冷藏室,冷冻室通常用于冷冻的温度为- 6~- 18℃;冷藏室用于在相对冷冻室较高的温度下存放食品,要求有一定的保鲜作用,不能冻伤食品,室温一般为0~10℃。

传统的电冰箱温度一般是由冷藏室控制,冷藏室、冷冻室的不同温度是通过调节蒸发器在两室的面积大小来实现的,温度调节完全依靠压缩机的开停来控制。但是冰箱内的温度受诸多因素的影响,如放入冰箱物品初始温度的高低、存放品的散热特性及热容量、物品在冰箱的充满率、环境温度的高低、开门的频繁程度等。因此对这种受控参数及随机因素很多的温度控制,既难以建立一个标准的数学模型,也无法用传统的PID调节来实现。一台品质优良的电冰箱应该具有较高的温度控制精度,同时又有*优的节能效果,而为了达到这一设计要求采用模糊控制技术无疑是*佳的选择。

2电冰箱制冷系统的改进

为了提高电冰箱的温度控制精度和实现节能效果,我们对传统的电冰箱制冷系统进行了改进,设计了一套模糊控制器,实现了双温双控、自动化霜、故障报警、温度显示等功能,同时可根据不同的使用情况确定冷量的*佳分配,大大提高了直冷式电冰箱的制冷性能,并具有节能效果。改进后的电冰箱制冷系统流程图如图1所示。

所示,在冰箱原冷藏室蒸发器的两端并联了一只双稳态电磁阀1,在原冷冻室蒸发器前直通了一只双稳态电磁阀2,其工作原理如下:首先根据冷藏室和冷冻室的温度情况及温度设定值决定是否开压缩机。当冷藏室的温度及其变化率高于某一值时,压缩机开始运转,此时阀1、阀2关闭,制冷剂经过冷凝器冷凝、毛细管节流降压后在蒸发器蒸发制冷;当冷藏室的温度符合要求时,阀1打开。

由于制冷剂在冷藏室蒸发器中蒸发时膨胀所产生的阻力使得制冷剂开始分流,通过阀1进入冷冻室,使冷冻室的温度迅速降低;一旦冷冻室的温度达到要求后,压缩机停机,阀1关闭;当阀1打开时,制冷剂在冷冻室蒸发器中有可能气化不完全,剩余一些液体,储液罐的作用是对剩余液体进行回收,以免其直接流回到压缩机产生液击。阀2的作用是用于自动化霜,平时阀2关闭,当霜厚检测电路检测到化霜时,打开阀2,压缩机流出的高温高压气体直接进入冷冻室蒸发器,使其表面的霜迅速溶化;化霜一段时间后,阀2关闭,冰箱恢复正常运行。

3电冰箱的模糊控制系统结构

电冰箱的模糊控制系统结构所示,主要由单片机、电源、检测电路、键盘、显示电路、报警电路等部分组成。

该系统单片机采用MOT OROLA公司生产的高性能M C6805R6作为中央处理器,芯片内置A / D转换,有8路模拟量输入端口,为实现模糊控制程序的运行与信号的检测提供了强有力的保证。

该系统的输入部分主要用于输入电冰箱的内外部状态、电源状态、开门状态和用户设定的温度。系统主要有冷冻室、冷藏室、环境温度、电源等的状态检测,通过温度及开门状态的检测和处理,根据模糊推理决策控制压缩机及相应阀的开停。

该系统的输出部分主要用于控制压缩机、双稳态电磁阀1、2的开启和温度显示及故障报警,所以输出电路包括压缩机通断控制电路和双稳态开启控制线路以及温度显示电路及故障报警电路。

4模糊控制原理

电冰箱在运行过程中由于存放食品种类的不同、环境温度的差异、开门次数的多少、电源电压波动等因素的影响,冷藏室、冷冻室总体冷量及分配关系不断发生变化,因此需要控制压缩COM P、阀V 1、阀V2三者之间的开停关系,使总体冷量及其在两室之间的分配*佳。

对于COM P、V1、V 2只有两种确定的状态开与关,但何时开关要受诸多因素的影响与制约,具有一定的模糊性。我们根据常规知识、大量的实验及专家经验总结了一套控制规则,并基于这些规则设计了一套控制器,采用模糊控制技术推理出压缩机的*佳开停点、阀1、阀2的*佳开启点,从而实现了电冰箱运行状态的控制。例如,决定压缩机是否开机的控制规则为(此时COM P= OFF, V1= OFF) :( 1)如果冷冻、冷藏两室温度高且变化率大,环境温度也高则压缩机开。

( 2)如果冷藏室温度高且变化率大,冷冻室温度及变化率均低,而环境温度高则压缩机开。

( 3)如果冷藏室温度及变化率均低,而冷冻室温度及变化率均高,但环境温度低则压缩机开。

( 4)如果冷冻、冷藏两室温度及变化率均适中,而环境温度低,则压缩机停。

( 5)如果冷藏室温度及变化率适中,冷冻室温度及变化率高,而环境温度适中则压缩机开。

( 6)如果冷藏室温度及变化率适中,冷冻室温度及变化率低,而环境温度适中则压缩机开。

化霜电路采用M OTOROLA的专用半导体传感器M T S102检测霜厚,通过模糊推理关闭阀2,实现自动化霜。

5结束语

采用模糊控制技术对电冰箱的制冷系统进行改进,实现了真正意义上的双温双控,可使电冰箱根据使用条件的变化,迅速合理的调节冷量的分配,避免两室蒸发器面积分配的不当或使用条件的变化而造成冷量的浪费,从而实现节能。

 
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