Efficient control methods are essential for refrigeration systems that utilize variable speed compressors. In this paper, stability and performance of a water chiller system equipped with a variable speed compressor and an electronic expansion valve (EEV) were investigated. We focused on the system response in terms of both the degree of superheat (DS) and the temperature of evaporator water (product water) with three control methods. These methods are single control loop (SCL) with adaptive EEV opening, two-control loops (TCL) with adaptive DS setting, and constant DS setting. The SCL method takes into account the coupling effect between the compressor speed and the EEV opening. For the TCL method, the DS and the product water temperature are separately controlled. We tested a proportional fuzzy (PF) controller with the three methods in addition to conventional PI and PID controllers. The results showed that the application of appropriate control method may have a significant influence on the coefficient of performance (COP) and system stability rather than the type of controller. The operation with fixed superheat setting yields the lower COP compared to the SCL and the TCL method. In comparison to the PI and PID controllers, the PF controller reduces the fluctuation in the DS. The SCL method produces the maximum COP as well as good stability for both the DS and the product water temperature. Compared to the constant DS operation, the SCL method enhanced the COP by 27.5%, 18.3%, and 19.7% for the PF, PID, and PI controllers, respectively.

对于使用变速压缩机的制冷系统，有效的控制方法至关重要。本文研究了装有变速压缩机和电子膨胀阀（EEV）的冷水机系统的稳定性和性能。我们通过三种控制方法，以过热度（DS）和蒸发器水（产水）的温度来关注系统响应。这些方法是具有自适应EEV打开的单控制环（SCL），具有自适应DS设置的两个控制环（TCL）和恒定DS设置。SCL方法考虑了压缩机转速和EEV开度之间的耦合效应。对于TCL方法，DS和产品水温分别控制。除了常规的PI和PID控制器之外，我们还使用三种方法测试了比例模糊（PF）控制器。结果表明，适当的控制方法的应用可能会对性能系数（COP）和系统稳定性产生重大影响，而不是对控制器的类型产生重大影响。与SCL和TCL方法相比，具有固定过热设置的操作产生的COP较低。与PI和PID控制器相比，PF控制器减少了DS中的波动。SCL方法可为DS和产品水温提供最大的COP以及良好的稳定性。与恒定DS操作相比，SCL方法将PF，PID和PI控制器的COP分别提高了27.5％，18.3％和19.7％。结果表明，适当的控制方法的应用可能会对性能系数（COP）和系统稳定性产生重大影响，而不是对控制器的类型产生重大影响。与SCL和TCL方法相比，具有固定过热设置的操作产生的COP较低。与PI和PID控制器相比，PF控制器减少了DS中的波动。SCL方法可为DS和产品水温提供最大的COP以及良好的稳定性。与恒定DS操作相比，SCL方法将PF，PID和PI控制器的COP分别提高了27.5％，18.3％和19.7％。结果表明，适当的控制方法的应用可能会对性能系数（COP）和系统稳定性产生重大影响，而不是对控制器的类型产生重大影响。与SCL和TCL方法相比，具有固定过热设置的操作产生的COP较低。与PI和PID控制器相比，PF控制器减少了DS中的波动。SCL方法可为DS和产品水温提供最大的COP以及良好的稳定性。与恒定DS操作相比，SCL方法将PF，PID和PI控制器的COP分别提高了27.5％，18.3％和19.7％。与SCL和TCL方法相比，具有固定过热设置的操作产生的COP较低。与PI和PID控制器相比，PF控制器减少了DS中的波动。SCL方法可为DS和产品水温提供最大的COP以及良好的稳定性。与恒定DS操作相比，SCL方法将PF，PID和PI控制器的COP分别提高了27.5％，18.3％和19.7％。与SCL和TCL方法相比，具有固定过热设置的操作产生的COP较低。与PI和PID控制器相比，PF控制器减少了DS中的波动。SCL方法可为DS和产品水温提供最大的COP以及良好的稳定性。与恒定DS操作相比，SCL方法将PF，PID和PI控制器的COP分别提高了27.5％，18.3％和19.7％。