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摘要:大型船舶內(nèi)空調(diào)制冷設(shè)備是船舶內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)重要的組成部分。制冷設(shè)備的能耗關(guān)乎著船舶電力系統(tǒng)供電輸出控制，同時(shí)也關(guān)乎著船舶的能源開銷。不斷優(yōu)化船舶內(nèi)部制冷設(shè)備的節(jié)能技術(shù)刻不容緩。因此大型船舶內(nèi)部制冷設(shè)備節(jié)能技術(shù)研究。在對(duì)現(xiàn)有的技能技術(shù)進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，對(duì)制冷設(shè)備供電單元的控制反饋算法進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變頻供電控制；同時(shí)，對(duì)制冷設(shè)備的溫控算法進(jìn)行優(yōu)化，通過多溫區(qū)分離PID算法，對(duì)這冷輸出環(huán)境溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，完成對(duì)制冷設(shè)備節(jié)能技術(shù)的整體優(yōu)化；最后，通過實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)優(yōu)化后的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行測試驗(yàn)證，證明其有效性與穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：船舶；制冷；設(shè)備；節(jié)能技術(shù)

0引言

近年來，隨著電子控制技術(shù)與節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，諸多電子設(shè)備都已應(yīng)用了節(jié)能技術(shù)來對(duì)產(chǎn)品能耗進(jìn)行優(yōu)化。諸如電燈、電話、智能手表，以及大型設(shè)備電視、投影、空調(diào)等都在節(jié)能方面采用了諸多領(lǐng)先技術(shù)。就空調(diào)而言，應(yīng)用于船舶內(nèi)部空間，需要滿足空調(diào)在船艙內(nèi)部的制冷設(shè)備最大限度的降低制冷功耗，減小制冷過程所帶來的能源開銷。現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)手段，通過多段氏動(dòng)態(tài)變頻技術(shù)[1]，對(duì)制冷設(shè)備的供電進(jìn)行分段長效計(jì)算，使工作能耗呈動(dòng)態(tài)分布，從而調(diào)整制冷工作的功耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。文章就現(xiàn)有的制冷設(shè)備節(jié)能技術(shù)存在的不足進(jìn)行優(yōu)化，使其節(jié)能系數(shù)更加嚴(yán)謹(jǐn)。

1大型船舶內(nèi)部制冷設(shè)備節(jié)能技術(shù)研究

1.1RPC制冷電路功率直控算法

針對(duì)現(xiàn)有的船舶內(nèi)部制冷設(shè)備采用的節(jié)能技術(shù)普遍為變頻技術(shù)。技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于這冷電路的能耗比參數(shù)的邏輯轉(zhuǎn)換計(jì)算與控制。因此，在電路上，文章引入RPC制冷電路功率直控算法，對(duì)制冷電路功率進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，將二級(jí)控制轉(zhuǎn)換為功率參數(shù)的直控計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷壓縮機(jī)停機(jī)與開機(jī)的準(zhǔn)確控制。在算法中，將功耗參數(shù)看作為非線性分布數(shù)據(jù)，因此，算法將功耗控制量計(jì)算過程中的相關(guān)參數(shù)，視為輸出控制向量與功耗有限階導(dǎo)數(shù)間的關(guān)聯(lián)動(dòng)態(tài)變量的計(jì)算。因此，上述關(guān)系式計(jì)算得到的參數(shù)量可通過RPC制冷電路功率直控算法的轉(zhuǎn)換計(jì)算，使其達(dá)到滿足在微分空間內(nèi)進(jìn)行平坦計(jì)算的條件。由式（1）、式（2）可知，若已知變頻控制電路中的動(dòng)態(tài)輸出參量，以及對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)輸入量、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換量可轉(zhuǎn)換為關(guān)于直控電路下的動(dòng)態(tài)輸出量的函數(shù)，由此可通過設(shè)定預(yù)控功耗系數(shù)與動(dòng)態(tài)輸出功率關(guān)系值的方式，完成對(duì)輸出電壓與實(shí)時(shí)功率的直控計(jì)算。基于上述的計(jì)算分析，算法完成對(duì)制冷控制電路功率直控計(jì)算分為2個(gè)部分：1）功率預(yù)設(shè)前端反饋參量計(jì)算；2）輸出動(dòng)態(tài)功率控制參量計(jì)算。在2個(gè)計(jì)算環(huán)節(jié)中，功率預(yù)設(shè)前端反饋參量計(jì)算為主要核心計(jì)算部分，主要對(duì)指令設(shè)備供電間歇觸發(fā)指令參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使供電頻率與功耗間的邏輯關(guān)系更為嚴(yán)謹(jǐn)；而輸出動(dòng)態(tài)功率控制參量計(jì)算作用點(diǎn)為指令誤差的補(bǔ)償計(jì)算，保證控制電路的開閉狀態(tài)的更為準(zhǔn)確。將計(jì)算得到的參數(shù)量導(dǎo)入變頻控制電路控制策略，完成對(duì)變頻控制電路算法的優(yōu)化計(jì)算，計(jì)算終止。

1.2多溫區(qū)分離PID算法

r(l)r(l)r(l)完成對(duì)指令設(shè)備控制電路算法的優(yōu)化后，需要對(duì)制冷設(shè)備的溫度觸發(fā)控制指令算法進(jìn)行優(yōu)化。考慮到溫度數(shù)據(jù)為多段式動(dòng)態(tài)分布[4]，基于多段分離PID計(jì)算理論，文章引入多溫區(qū)分離PID算法，對(duì)控制參數(shù)量中的主控溫度參數(shù)與預(yù)控設(shè)置溫度參數(shù)進(jìn)行時(shí)間進(jìn)程變化的梯度計(jì)算優(yōu)化。優(yōu)化計(jì)算主旨在于假設(shè)主控溫度參數(shù)與預(yù)控設(shè)置溫度參數(shù)的差大于過渡時(shí)間值下的特定值時(shí)，終止三者參量間的積分計(jì)算，增加時(shí)間量的正向梯度作用；而當(dāng)小于過渡時(shí)間值下的特定值時(shí)，根據(jù)實(shí)際溫度量的誤差與的關(guān)系，將計(jì)算機(jī)算量導(dǎo)出算法，進(jìn)行迭代加權(quán)計(jì)算。

2模擬實(shí)驗(yàn)證明

對(duì)大型船舶內(nèi)部制冷設(shè)備節(jié)能技術(shù)研究中優(yōu)化后的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行可行性與穩(wěn)定性測試。測試采用計(jì)算機(jī)仿真模擬數(shù)據(jù)方式，由計(jì)算機(jī)模擬大型船舶制冷設(shè)備工作數(shù)據(jù)，將優(yōu)化前的節(jié)能技術(shù)的功耗數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)比優(yōu)化后的節(jié)能效果。經(jīng)過優(yōu)化后的節(jié)能技術(shù)在仿真船舶制冷功耗測試中，結(jié)果數(shù)據(jù)依次為：8kW/h，16kW/h、27kW/h，32kW/h，53kW/h，同比現(xiàn)有技能技術(shù)的12kW/h，20kW/h，34kW/h，48kW/h，78kW/h的基礎(chǔ)值，節(jié)約能耗分別為：4kW/h，4kW/h，7kW/h，16kW/h，25kW/h。由此可充分證明，文章中所采用的節(jié)能技術(shù)優(yōu)化方法，在節(jié)能效果上明顯優(yōu)于現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)的技能效果。

3結(jié)語

文章對(duì)大型船舶內(nèi)部制冷設(shè)備采用的技能技術(shù)進(jìn)行分析，在現(xiàn)有變頻節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)供電與溫控算法進(jìn)行優(yōu)化，使其供電控制與溫度控制更為精準(zhǔn)，完成對(duì)大型船舶內(nèi)部制冷設(shè)備技能技術(shù)的整體優(yōu)化改進(jìn)；通過仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)研究優(yōu)化后的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行功耗可行性測試，測試證明優(yōu)化可行、有效，滿足優(yōu)化研究設(shè)計(jì)要求，為制冷設(shè)備的節(jié)能技術(shù)研究發(fā)展，提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]佚名.數(shù)據(jù)中心制冷節(jié)能技術(shù)及降耗指標(biāo)的控制探析[J].通信電源技術(shù),2018(11):166–166.

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[3]樸春愛,傅彬,董金玉.節(jié)能技術(shù)在數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].電腦迷,2017(8).

作者:李愛艷 曲魯濱 李英 單位:煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院