在现代建筑空调系统中,多联机(VRF)因其高效节能、灵活布置和独立控制等优势,已成为商业与住宅领域广泛采用的中央空调解决方案。然而,随着用户对舒适度要求的提升以及国家对建筑能效标准的日益严格,传统多联机系统在冷媒流量调控方面逐渐暴露出响应滞后、调节精度不足、多内机耦合干扰等问题。为此,开发一种更为精准的冷媒流量调控方法,成为提升系统整体性能的关键突破口。
传统的多联机冷媒调控主要依赖于基于经验规则的PID控制策略,结合压力、温度传感器反馈进行压缩机频率和电子膨胀阀开度的调整。这种控制方式虽然结构简单、成本较低,但在面对复杂负荷变化、多房间运行模式频繁切换时,往往难以实现快速、平稳的冷媒分配,容易出现过调或欠调现象,导致室内温控波动大、压缩机频繁启停,进而影响系统效率和设备寿命。
近年来,随着人工智能与先进控制理论的发展,一种融合模型预测控制(MPC)、模糊逻辑与自适应学习算法的新型冷媒流量调控方法应运而生。该方法的核心在于构建一个动态耦合的系统模型,实时模拟冷媒在管路中的流动特性、相变过程及各内机之间的相互影响。通过高精度传感器采集压缩机排气温度、吸气压力、各支路电子膨胀阀前后压差及室内环境参数,系统能够在线辨识当前工况,并预测未来一段时间内的负荷需求变化。
在此基础上,模型预测控制器以最小化室温偏差和能耗为目标函数,滚动优化压缩机转速与各电子膨胀阀的开度组合。与传统PID控制仅关注当前误差不同,MPC具备前瞻能力,能够在负荷突变前提前调整冷媒分配策略,显著提升系统的动态响应速度与稳定性。例如,当某一区域开启新空调内机时,系统可提前增加主循环冷媒流量,并合理分配支路流量,避免因瞬时供冷不足而导致其他区域温度回升。
为进一步提升控制精度,该方法引入模糊逻辑模块,用于处理传感器噪声、模型失配及非线性工况下的不确定性问题。模糊规则库根据专家经验设定,如“若回气过热度偏高且压力下降较快,则适度增大对应膨胀阀开度”,使系统在复杂环境下仍能保持稳健运行。同时,结合强化学习机制,系统可在长期运行中不断积累数据,自动修正模型参数与控制策略,实现“越用越聪明”的自适应优化。
值得一提的是,该调控方法还特别考虑了多联机系统中常见的“冷媒迁移”问题。在冬季制热模式下,部分内机停机后,冷媒易积聚于室外机或远端内机,导致重启时供液不足。新方法通过建立冷媒分布状态估计模型,结合阀门时序控制,在待机阶段主动调节阀位,引导冷媒回流至集管区,确保下次启动时各支路快速建立稳定流量,有效缩短预热时间,提升用户体验。
实际应用测试表明,采用该精准调控方法的多联机系统,在典型办公场景下相较传统控制方式,室温波动范围缩小约40%,综合能效比(IPLV)提升8%以上,压缩机启停次数减少60%。尤其在多房间差异化运行(如部分房间制冷、部分制热的混合模式)下,系统表现出更强的协调能力,避免了冷热抵消带来的能量浪费。
此外,该方法具备良好的可扩展性,可与楼宇自控系统(BAS)和能源管理平台深度集成,实现跨系统协同优化。例如,结合天气预报与人员 occupancy 数据,提前调整冷媒调度计划,进一步挖掘节能潜力。
综上所述,基于模型预测、模糊逻辑与自学习算法的多联机冷媒流量精准调控新方法,突破了传统控制策略的局限,实现了从“被动响应”到“主动预测”的转变。它不仅提升了空调系统的舒适性与能效水平,也为智能建筑能源系统的精细化管理提供了有力支撑。随着算法优化与边缘计算能力的不断提升,此类智能调控技术有望在未来成为多联机系统的标准配置,推动暖通空调行业向更高效、更智慧的方向持续演进。
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