کنترل کننده دو لایه هوشمند مبتنی بر منطق هیسترزیس و پی‌آی‌دی برای بهبود عملکرد پمپ حرارتی خورشیدی انبساط مستقیم | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 57، شماره 12، اسفند 1404، صفحه 1637-1656 اصل مقاله (2.43 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2026.25760.7967 | ||
| نویسندگان | ||
| ابوذر تقی زاده* 1؛ وحید رضائی2؛ احسان عبدالله زاده شهربابکی2 | ||
| 1گروه مهندسی برق، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران، | ||
| 2گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| این پژوهش چارچوبی نوآورانه برای طراحی یک کنترل کننده دولایه هوشمند در سیستم‌های پمپ حرارتی خورشیدی انبساط مستقیم ارائه می‌دهد. این سیستم شامل اواپراتور – کلکتور خورشیدی صفحه تخت با مساحت 3.1 متر مربع، کمپرسور چرخشی هرمتیک با فرکانس متغیر، مخزن ذخیره آب گرم با حجم 0.1 متر مکعب، کندانسور لوله‌ای پره‌دار و یک لوله مویین (شیر انبساط) است. لایه نخست بر پایه منطق هیسترزیس، با بهره‌گیری از سنسورهای دمای دیجیتال DS18B20 و میکروکنترلر آردوینو، وظیفه کنترل پایه و مدیریت انرژی در شرایط عادی را برعهده دارد. این لایه به صورت تجربی طراحی و ارزیابی شده است. لایه دوم شامل یک کنترلر پی‌آی‌دی است که پارامترهای آن بر اساس مدل ARX سیستم و روش سنتز مستقیم تنظیم می‌شوند. این کنترلر در هنگام بروز اغتشاش‌های شدید نظیر تغییرات ناگهانی تابش یا دمای ورودی، فعال شده و موجب بازیابی دقت کنترلی سیستم تا سطح بهینه می‌گردد. نتایج کمی حاصل از پیاده‌سازی تجربی در سه سناریوی پایدار، اغتشاش پلکانی و تناوبی نشان می‌دهد که کنترلر پیشنهادی در مقایسه با هیسترزیس منفرد، خطای RMS دما را در شرایط پایدار از 0/95 به 0/28 درجه سلسیوس (کاهش 70/5 درصد)، تعداد سیکل‌های کمپرسور را از ۴۲ به ۳۵ (کاهش 16/6 درصد) کاهش می‌دهد. همچنین مصرف انرژی در سناریوهای اغتشاشی نسبت به هیسترزیس تنها به ترتیب 24/4٪ و 19/6٪ کاهش یافته است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پمپ حرارتی خورشیدی؛ کنترلر پی‌آی‌دی؛ مدل‌سازی؛ منطق هیسترزیس؛ انرژی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 247 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 177 |
||