多联机系统压力波动抑制新方法
2025-10-14

在现代建筑空调系统中,多联机(VRF)系统因其高效节能、灵活控制和空间利用率高等优点被广泛应用。然而,在实际运行过程中,多联机系统常面临制冷剂压力波动的问题,尤其是在负荷频繁变化、室外温度剧烈波动或多个室内机同时启停的工况下,压缩机排气压力与吸气压力的剧烈波动不仅影响系统的稳定性,还会降低能效比,缩短设备寿命,甚至引发保护性停机。因此,如何有效抑制多联机系统中的压力波动,已成为提升系统性能的关键技术难题。

传统上,压力波动的抑制主要依赖于PID控制算法调节压缩机转速、电子膨胀阀开度以及风扇转速等执行机构。这类方法虽然在一定程度上能够缓解压力波动,但在面对非线性、时变性强的多联机系统时,往往表现出响应滞后、超调严重、鲁棒性不足等问题。特别是在部分负荷运行阶段,系统动态特性复杂,传统的单变量控制策略难以实现全局优化,导致压力调节精度不高。

为解决上述问题,近年来研究人员提出了一系列新型控制策略。其中,基于模型预测控制(MPC)的压力调节方法展现出显著优势。MPC通过建立系统动态模型,预测未来一段时间内的压力变化趋势,并在此基础上优化控制输入序列,从而实现对压力波动的主动抑制。与传统PID控制相比,MPC能够综合考虑多变量耦合关系和系统约束条件,具有更强的前瞻性和协调能力。实验表明,在相同扰动工况下,采用MPC策略的多联机系统其排气压力波动幅度可降低40%以上,响应时间缩短近30%。

此外,模糊自适应控制也被广泛应用于压力波动抑制中。该方法结合模糊逻辑推理与参数自整定机制,能够在系统工况变化时自动调整控制器参数,增强系统的适应能力。例如,当检测到室内负荷突增导致吸气压力快速下降时,模糊控制器可迅速增大压缩机频率并适度开大电子膨胀阀,避免因响应迟缓造成压力失稳。实际测试数据显示,模糊控制策略在应对阶跃负荷变化时,压力恢复时间比常规控制缩短约25%,且振荡次数明显减少。

值得一提的是,随着人工智能技术的发展,深度学习与强化学习也开始被引入多联机系统的压力调控中。一种基于长短期记忆网络(LSTM)的压力预测模型能够准确捕捉历史压力数据中的时间序列特征,提前识别潜在的压力异常趋势。结合强化学习框架,系统可在不断试错中学习最优控制策略,实现从“被动响应”到“主动干预”的转变。某试点项目中,采用LSTM-RL联合控制方案的多联机系统在连续72小时运行测试中,压力标准差较基准系统下降了58%,且未出现任何保护性停机事件。

除了控制算法的创新,系统结构优化也是抑制压力波动的重要途径。例如,在管路设计中增加储液器或气液分离器,可有效缓冲制冷剂流量突变带来的冲击;采用双级压缩或多级节流结构,则有助于平滑压力梯度,提升系统动态稳定性。此外,合理布局室内外机之间的连接管路,减少弯头与高程差,也能显著降低流动阻力和压力损失。

值得注意的是,传感器精度与通信延迟对压力控制效果有直接影响。高精度压力传感器配合高速通信总线,可确保控制单元及时获取真实可靠的状态信息,避免因信号失真或延迟引发误判。因此,在系统集成阶段应优先选用响应快、稳定性高的传感元件,并优化控制网络架构,减少数据传输延迟。

综上所述,多联机系统压力波动的抑制是一项涉及控制理论、系统设计与智能算法的综合性课题。未来的发展方向将更加注重多技术融合,如将MPC与深度学习相结合,构建具备自学习能力的智能压力调控平台;或利用数字孪生技术建立虚拟仿真环境,实现控制策略的在线优化与验证。通过持续的技术迭代与工程实践,多联机系统将在稳定性、能效与智能化水平上迈上新台阶,为绿色建筑和智慧能源管理提供更可靠的支撑。

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