Non-linear predictive control of a vapour compression cycle

A potential energy saving can be obtained by a global optimal setting of each actuator in a vapour compression cycle. This paper describes a predictive optimal control algorithm applying this strategy. At each step, an optimal command profile is computed, upon predictions of variables system evolution, using a simple non-linear model of a vapour compression cycle. Choice of this profile is based on a multiple criterion including cycle efficiency and technological constraints. The approach is experimentally validated on a pilot scale refrigeration plant with variable speed compressor. Trials have been performed and showed a meaningful energy saving.

ResumeUne réduction de la consommation d'énergie d'un cycle à compression de vapeur peut être obtenue par un réglage optimal de ses différents actionneurs. Cet article décrit un algorithme de commande prédictive mettant en œuvre cette stratégie. A chaque pas de temps, un profil optimal de commande est calculé en se basant sur la prédiction de l'évolution des différentes variables du système par un modèle non linéaire du cycle à compression de vapeur. Le choix du profil est basé sur un critère multiple incluant l'efficacité du cycle et les contraintes technologiques. L'approche a été expérimentalement validée sur une installation de réfrigération de type pilote équipée d'un compresseur à variation de vitesse. Des essais ont été effectués et ont montrés une réduction significative de la consommation d'énergie.