Lapszámok

1. Bevezetés

Egy korábbi kutatási munkánkban a kereskedelmi szektorban elterjedőben lévő, új fejlesztésű DC inverteres hűtőaggregát energiafogyasztásának optimalizálására került sor, amely fordulatszám szabályozású kompresszort, elektronikus expanziós szelepet és PID szabályozót tartalmazott [1]. A vizsgálati célok megvalósítása érdekében egy kísérleti mérőállás épült egy hazai piacvezető hűtéstechnikai rendszereket forgalmazó cég bemutatótermében.

A mérőrendszer fő része egy hűtőkamra, amely belül két azonos elpárologtatót tartalmazott; az egyiket a DC inverteres hűtő aggregáttal üzemeltetik, a másik számára pedig a hazai piacon nagyon széles körben elterjedt, hagyományos hűtőberendezés biztosítja a hűtési energiát, amelyet egy hagyományos dugattyús kompresszor, a mechanikus expanziós szelep és az On-Off (kétállású) szabályozó technika működtet [2]- [10]. A gyártó által szolgáltatott hiányos adatok miatt a DC hűtőberendezés PID szabályozóját optimalizálni kellett a megfelelő arányos, integráló és differenciáló paraméterértékek beállításával az energiatakarékos üzemeltetés biztosítása érdekében. A kísérleti vizsgálatok eredményeiből tudományos folyóiratcikk jelent meg a Magyar Épületgépészet, LXVIII. évfolyam, 2019/11. számában [11].

A kutatás folytatása gyanánt a cél olyan termikus szimulációs modell kidolgozása, mely alkalmas a hűtőkamrák hűtésére alkalmazott különböző szabályozású (On-Off és PID) klímatechnikai rendszer termikus paramétereinek vizsgálatára. További cél a kidolgozott szimulációs modell validálása a kutatási munka korábbi szakaszában végzett kísérletek során született mért eredményekkel. A kutatómunkában asszisztált Simon Richárd MSc. hallgató, munkájából egy kiváló minősítésű TDK dolgozat [12] és diplomamunka született [13].

2. A szimulációs modell felépítése

A kutatási munka folytatása gyanánt, annak korábbi szakaszában a kísérletek során alkalmazott hűtéstechnikai rendszerek [11] energetikai jellemzőinek részletesebb vizsgálata érdekében, egy termál szimulációs modellek kidolgozása került sor. Amennyiben a kidolgozott szimulációs modell által meghatározott eredmények megfelelő pontossággal megközelítik a kísérleti eredményeket, akkor a rendszerre jellemző paramétereket változtatva még több következtetést vonhatunk le annak működéséről, elkerülve a magas beruházási költségekkel járó újabb kísérleti mérőberendezés építését vagy a meglévő átalakítását.

A kutatási munka jelen szakaszában, első körben a kísérletek során vizsgált különböző típusú szabályozó rendszereknek (PID és On-Off) a hűtőberendezés energiafelhasználására gyakorolt hatásának szimulációs vizsgálatára került sor.

A szimuláció elkészítéséhez a MatLab R2016a programot és annak Simulink modulját használtam SimScape elemekkel. Az általánosított rendszerfelépítést a következő oldalon látható 1. ábra mutatja.

A cikk teljes terjedelmében lapunk 2019/12-es számának nyomtatott változatában található meg, illetve pdf-formátumban is letölthető (előfizetőknek korlátlanul, regisztráltaknak viszont havonta csak egy alkalommal!).