[发明专利]一种用于跨临界CO2

说明书

本发明公开了一种用于跨临界COsubgt;2/subgt;空调系统的控制方法及控制系统，所述控制方法包括以下步骤：步骤1，获取环境温度；获取所述室内换热器的第二换热通道出口的空气流量；获取室内温度；获取送风温度；获取新风比、太阳辐射量、室外空气流速、压缩机功耗、压缩机转速以及压缩机排气压力；步骤2，将步骤1获取的所有参数输入预先设计的模型预测控制器中，通过所述模型预测控制器输出控制量，基于所述控制量实现所述跨临界COsubgt;2/subgt;空调系统的控制。本发明可解决空调系统在工况变化大的情况下，最优压缩机排气压力失配导致的能效降低的问题。

技术领域

本发明属于空调系统控制技术领域，特别涉及一种用于跨临界CO₂空调系统的控制方法及控制系统。

背景技术

跨临界CO₂空调系统，存在着最优压缩机排气压力预测问题，学者们曾进行过大量研究，基本基于经验关联式对最优压缩机排气压力进行预测，多采用PID控制对控制制冷剂回路阀门控制压缩机排气压力，多采用定转速控制风机。

然而，用于环境、冷热负荷变化大的工况下的跨临界CO₂空调系统(示例性的，如铁路、高铁等轨道交通工况下的空调系统)，采用上述传统的控制方法进行控制会存在以下技术问题：

(1)难以准确捕捉系统的最优压缩机排气压力，最优压缩机排气压力不准确会造成空调系统性能上的衰减；

(2)难以实现通过调节风机输入功率，进一步降低整体能耗，实现全局能耗最小的控制目标；

(3)在保证上述(1)、(2)性能的同时，难以兼顾车厢乘客的舒适度。

综上，亟需一种新的用于跨临界CO₂空调系统的控制方法及控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于跨临界CO₂空调系统的控制方法及控制系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明提供的技术方案，可解决空调系统在工况变化大的情况下，最优压缩机排气压力失配导致的能效降低的问题；另外，在保证总功耗最小的节能目标的同时可兼顾车厢乘客的舒适度。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种用于跨临界CO₂空调系统的控制方法，所述跨临界CO₂空调系统包括：压缩机、室外换热器、第二风机、电子膨胀阀、中间换热器、室内换热器、第一风机和气液分离器；其中，所述压缩机的出口经所述室外换热器的第一换热通道、所述中间换热器的第一换热通道、电子膨胀阀、所述室内换热器的第一换热通道与所述气液分离器的进口相连通；所述气液分离器的气体出口经所述中间换热器的第二换热通道与所述压缩机的进口相连通；循环中采用的工质为CO₂；所述室外换热器的第二换热通道用于通过所述第二风机鼓入室外空气；所述室内换热器设置于风道内，所述风道设置有送风口、新风口和回风口；所述回风口用于通过所述第一风机鼓入室内空气，所述新风口和回风口处设置有风门，用于调控新风比；所述新风口和回风口经所述室内换热器的第二换热通道与所述送风口相连通；

所述用于跨临界CO₂空调系统的控制方法具体包括以下步骤：

步骤1，获取所述室外换热器的第二换热通道进口的空气温度作为环境温度；获取所述室内换热器的第二换热通道出口的空气流量；获取所述室内换热器第二换热通道进口的空气温度作为室内温度；获取所述室内换热器第二换热通道出口的空气温度作为送风温度；获取新风比、太阳辐射量、室外空气流速、压缩机功耗、压缩机转速以及压缩机排气压力；

步骤2，将步骤1获取的所有参数输入预先设计的模型预测控制器中，通过所述模型预测控制器输出控制量，基于所述控制量实现所述跨临界CO₂空调系统的控制；