DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2019.2(33).222-230

Simulation the Danfoss Refrigeration Equipment Work as a Part of an Optimal Two-channel Air Temperature Stabilizing System in a Supermarket Refrigeration Chamber

Dmytro Luzshkov, Sergiy Osadchy

About the Authors

Dmytro Luzshkov, post-graduate, Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Sergiy Osadchy, Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Abstract

The article purpose is to develop an algorithm for assessing the refrigeration coefficient characteristics of the Danfoss equipment, which operates as a part of an optimal two-channel air stabilization system in the presence of random useful signals , disturbances and interferences. It is developed an algorithm that consists of two stages to achieve this goal in the article. The stabilization system structural scheme was converted to a convenient form for modeling under the algorithm's first stage performing process. Based on the converted block diagram using the Simulink tool, a simulation model of the refrigeration coefficient changing process is developed. The algorithm second step purpose is to obtain estimates of the mathematical expectation and variance of the refrigeration coefficient change. The initial data for its implementation is the simulation result, namely, changes in the refrigeration coefficient's graphic. A new algorithm for assessing the refrigeration coefficient characteristics of the Danfoss equipment, which operates as a part of an optimal two-channel air temperature stabilization system in the presence of random useful signals , disturbances and interferences, consists of performing two interrelated steps: development of a system simulation model and the resulting refractive curve numerical characteristics estimation. Comparison of refrigeration coefficients change graphics in the optimal stabilization system and in the existing system in the same operating conditions proves that the implementation of the optimal control law allows to reduce significantly the high-frequency component of the refrigeration coefficient fluctuations and as a consequence to improve the equipment efficiency.

Keywords

refrigerant, refrigeration coefficient, simulation model, transfer function, efficiency

Full Text:

PDF

References

1. Katraev, M.Ju. (2011). Povyshenie jeffektivnosti raboty holodil'noj ustanovki. Vybor algoritma upravlenija termoregulirujushhim ventilem [Improving the refrigeration unit efficiency. The choice of control algorithm for thermostatic valve]. Holodil'naja tehnika – Refrigeration equipment. 4, 4-5 [in Russian].

. Kirillin, V.A., Sychev, V.V. & Shendlin, A.E. (2016). Tehnicheskaja termodinamika [Technical thermodynamics.]. Moskow: Izdatel'skij dom MJeI [in Russian].

3. Zlotin, G.N., Zaharov, E.A., Burkov, A.A. & et al. (2006). Cikly holodil'nyh mashin i metody analiza ih jeffektivnosti [Cycles of chillers and methods for analyzing their effectiveness]. Volgograd: VolgGTU [in Russian].

4. Jerlihman, V.N. (2005). Razrabotka principov povyshenija jeffektivnosti tehnologicheskih processov holodil'nyh proizvodstv [Development of principles for improving the efficiency of technological processes of refrigeration]. Candidate’s thesis. Kaliningrad [in Russian].

5. Luzhkov, D.M., Osadchyj S.I. & Didyk, O.K. (2018). Identyfikatsiia linearyzovanoi modeli dynamiky kontrolera ta termorehuliuval'noho ventyliu firmy Danfoss za danymy pasyvnoho eksperymentu [Identification of the Linearized Model of Controller Dynamics and Danfoss Temperature Control Valve According to the Passive Experiment]. Tekhnika v sil's'kohopodars'komu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia. Zbirnyk naukovykh prats' KNTU – Machinery in agricultural production, industry machine building, automation. Collected works of KNTU. Vol. 31, 150-158 [in Ukrainian].

6. Svєshnikov, A.A. (1968). Prikladnye metody teorii sluchajnyh funkcij [Applied methods of the random functions theory]. Moscow: Figmatgiz [in Russian].

7. Osadchyj, S.I., Bereziuk, I.A., Zlatopol'skyj, F.J. & Luzhkov, D.M. (2019). Optymal'na stabilizatsiia temperatury povitria ta kholodoahentu kholodyl'noi ustanovky z odnym termorehuliuval'nym ventylem [Optimal stabilization of air temperature and refrigerant of the refrigeration unit with one thermostatic valve]. Intelligent decision-making systems and problems of computational intelligence: Mizhnar. nauk. konf. (21-25 travnia 2019 r.) – International Scientufic Conference (pp. 132-133). Zaliznyj Port, Kherson [in Ukrainian].

8. Osadchyj, S.I., Berezok, I.A. & Luzhkov, D.M. (2019). Doslidzhennia dynamiky kholodyl'noi kamery v real'nykh umovakh funktsionuvannia [Investigation of the dynamics of the refrigeration chamber in real conditions of operation]. Visnyk Khersons'koho natsional'noho tekhnichnoho universytetu –Vol. 2(69), isse.2, 103-109 [in Ukrainian].

9. Blokhinб L.M., Burychenko, M.Yu., Bilak, N.V. & et al. (2014). Statystychna dynamika system upravlinnia: pidruchnyk [Statistical dynamics of control systems: a textbook]. Kyiv: NAU [in Ukrainian].

10. Kontroller isparitelja AK-SS 550 dlja upravlenija holodil'nymi ustanovkami [AK-SS 550 evaporator controller for control of refrigeration units]. Rukovodstvo pol'zovatelja. Danfoos – RS.8E.N1.50 [in Russian].

11. Tomashevs'kyj, V.M. (2005). Modeliuvannia system [Model System]. Kyiv: Vydavnycha hrupa BHV [in Ukrainian].

12. Djebni, D., Harman, T. (2003). Simulink 4. Sekrety masterstva [Simulink 4. Secrets of Mastery]. Izdatel'stvo: Binom. Laboratorija znanij [in Russian].

GOST Style Citations

  • Катраев М.Ю. Повышение эффективности работы холодильной установки. Выбор алгоритма управления терморегулирующим вентилем. Холодильная техника. 2011. №4. С.4-5.
  • Кириллин В.А., Сычев В.В., Шендлин А.Е. Техническая термодинамика: учебник для вузов. Москва: Издательский дом МЭИ, 2016. 496 с.
  • Циклы холодильных машин и методы анализа их эффективности: учебн. пособие / Г.Н. Злотин, Е.А. Захаров, А.А. Бурков и др. Волгоград: ВолгГТУ, 2006. 49с.
  • Эрлихман В.Н. Разработка принципов повышения эффективности технологических процессов холодильных производств: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук: 05.18.04, 05.18.12. Калининград, 2005. 49с.
  • Лужков Д.М., Осадчий С.І., Дідик О.К. Ідентифікація лінеаризованої моделі динаміки контролера та терморегулювального вентилю фірми Danfoss за даними пасивного експерименту. Техніка в сільськогоподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. Збірник наукових праць КНТУ. 2018. Вип. 31. С. 150-158.
  • Свєшников А.А. Прикладные методы теории случайных функцій. Москва: Фигматгиз, 1968. 463 с.
  • Осадчий С.І., Березюк І.А., Златопольский Ф.Й., Лужков Д.М. Оптимальна стабілізація температури повітря та холодоагенту холодильної установки з одним терморегулювальним вентилем. Інтелектуальні системи прийняття рішень і проблеми обчислювального інтелекту: матеріали між нар. наук. конф., с. Залізний Порт, 21-25 травня 2019р., Херсон: Вид-во ФОП Вишемирський В.С., 2019. С. 132-133
  • Осадчий С.І., Березок І.А., Лужков Д.М. Дослідження динаміки холодильної камери в реальних умовах функціонування. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2019. Вип. 2(69), ч.2. С. 103-109.
  • Статистична динаміка систем управління: підручник / Л.М. Блохін, М.Ю. Буриченко, Н.В. Білак та ін. Київ: НАУ. 2014. 300с.
  • Контроллер испарителя АК-СС 550 для управления холодильными установками. Руководство пользователя. Danfoos – RS.8E.N1.50. 44c.
  • Томашевський В.М. Моделювання систем: підручник. Київ: Видавнича група BHV. 2005. 352 с.
  • Дж.Дэбни, Т.Харман. Simulink 4. Секреты мастерства. Издательство: Бином. Лаборатория знаний. 2003. 404с
  • Copyright (c) 2019 Dmytro Luzshkov, Sergiy Osadchy