培训空调多联机

1、空调与热泵空调与热泵第19章 直接蒸发式空调系统19-1 直接蒸发式空调系统特点与分类直接蒸发式空调系统特点与分类l一、直接蒸发式空调系统的特点l以制冷剂作为能量输送介质，与室内空气直接进行热交换。l直接蒸发式系统多应用于住宅或中小型商业建筑。l二、直接蒸发式空调系统的分类l按规格和形式不同分为：l房间空调器l单元式空调机组l多联式空调系统l专用空调系统 单冷型多联机系统单冷型多联机系统 单冷型多联机系统单冷型多联机系统l 图21示出了一套典型的单冷型多联机的系统原理图，包括了室外机、室内机和制冷剂输配管道三大部分。其中室外机包括：变容和定容压缩机、室外机换热器、气液分离器、贮液器、旁通电磁阀

2、等；室内机包括：电子膨胀阀和室内机换热器。l在典型的单冷(图21)或热泵(图23)型多联机空调系统中，压缩机通常采用一台变容量压缩机，在大型系统中，则往往由一台变容压缩机或多极压缩机与多台定容量压缩机构成压缩机组；在各室内机和室外机上，设置有供节流和流量调节的电子膨胀阀(有些系统在室外机上采用普通膨胀阀，单冷型多联机可不设膨胀阀)；在系统的典型部位安放有温度传感器和压力传感器。为提高系统的稳定性、可控性和可靠性，在一些系统中，还需增设各种辅助回路。热泵型多联机系统热泵型多联机系统热泵型多联机系统热泵型多联机系统l热泵型多联机系统的原理图如图2-3所示。l与单冷型多联机系统相比，热泵型多联机系统

3、在结构上更为复杂，在室外机增加了切换制冷和制热模式的四通阀和室外机的电子膨胀阀等部件；室内机的构造和单冷型并无差异；l控制系统中增加了相关制热的电控程序与器件。l在制冷工况下，室外机电子膨胀阀全开，通过室内机电子膨胀阀节流降压，控制室内温度和各室内机热交换器出口制冷剂的过热度，由压缩机频率调节压缩机的吸气压力；l在制热工况下，室外机电子膨胀阀控制室外机热交换出口制冷剂的过热度，室内机电子膨胀阀控制室温和室内热交换器出口的制冷剂再冷度，通过改变压缩机频率调节压缩机的排气压力。l 热泵型多联机的制冷循环过程与单冷型完全相同 多联机的命名l型号的具体表示格式为：型号的具体表示格式为：l D L口一口

4、口口口口一口口口口l l各字段的含义说明如下：各字段的含义说明如下：l DL是固定字母，是多联式空调是固定字母，是多联式空调(热泵热泵)机组的基本代号；机组的基本代号；l 型式功能代号位，用字母表示：缺省时，表示单冷型多联机；型式功能代号位，用字母表示：缺省时，表示单冷型多联机；l R热泵式多联机热泵式多联机(不包含辅助电加热装置的多联机不包含辅助电加热装置的多联机)；l Rd带辅助式电加热的热泵式多联机；带辅助式电加热的热泵式多联机；l D带电加热的多联机，其制热运行主要靠电加热产生热量。带电加热的多联机，其制热运行主要靠电加热产生热量。l 名义制冷量表示位，名义制冷量表示位，23个阿拉伯的

5、数字表示，单位为个阿拉伯的数字表示，单位为100 W。比如。比如25就表示该台产品的制冷量为就表示该台产品的制冷量为2 500 W；125就表示产品的制冷量为就表示产品的制冷量为12 500 W。 多联机的命名l型式代号，用型式代号，用1位字母表示多联机是室外机组还是室内机组，以及室内机组的结构位字母表示多联机是室外机组还是室内机组，以及室内机组的结构l型式。具体代号为：型式。具体代号为：l w表示是室外机，除表示是室外机，除W以外的其他字母都意味着该产品是室内机；以外的其他字母都意味着该产品是室内机；l L一一落地式的室内机；一一落地式的室内机；G一一壁挂式的室内机；一一壁挂式的室内机； D

6、一吊顶式的室内机；一吊顶式的室内机；l Q一一嵌入式的室内机；一一嵌入式的室内机；N暗装式的室内机；暗装式的室内机； F一风管式的室内机。一风管式的室内机。l型式代号，由型式代号，由1位字母和位字母和1位数字构成，表明多联机使用的气候环境条件。具体代号为：位数字构成，表明多联机使用的气候环境条件。具体代号为：l T1一温带型，表明该多联机产品的室外机工作环境最高温度为一温带型，表明该多联机产品的室外机工作环境最高温度为43；l T2一一低温型，表明该多联机产品的室外机工作环境最高温度为一一低温型，表明该多联机产品的室外机工作环境最高温度为35；l T3高温型，表明该多联机产品的室外机工作环境最

7、高温度为高温型，表明该多联机产品的室外机工作环境最高温度为53。l在产品型号的实际应用中，当该项标志的内容为在产品型号的实际应用中，当该项标志的内容为T1时，常常省略。也就是说，如果多时，常常省略。也就是说，如果多联机的型号参数中没有联机的型号参数中没有T2或或T3时，就意味着该产品是适合时，就意味着该产品是适合T1气候条件的多联机，适合的气候条件的多联机，适合的最高使用温度为最高使用温度为43。 多联机的命名l说明l 值得注意的是，标准中规定的是多联机产品型号的一般定义和格式，只要有反映上述信息的命名都是允许的，各制造厂家都可根据自己产品的特点进行命名。l如第l项“DL”两个字母常不被使用，

8、而用企业自已定义的字母，如格力的多联机用“GMV”表示，美的公司用“MDV”表示等；型号中表示的功能顺序也可能被打乱，如室内机的型号表示：MDVD56T3、MDVD71T2一A，室外机的型号表示为GMV(L)一R120 WA等；l国外产品的型号定义可能差异更大一些。l因此，多联机产品型号的准确定义还应参照各制造企业的产品样本中的具体描述。 多联机的能效l能源效率等级只是对产品的能源效率指标进行划分，并不代表产品的整体质量等级。划分的依据：一是拉开挡次，鼓励先进，二是兼顾国情，以及对市场产生的影响，三是逐步与国际接轨，加强主导作用。l根据我国能效标识管理办法，依据能效等级的大小，将产品分成15五

9、个等级，其目的是能够为消费者提供明确的信息，帮助其选择、购买，而且对市场具有推动作用，促进高效产品的市场化。l五个等级的意义在于：l 1级是企业努力的目标；l 2级代表节能型产品的门槛(寿命周期成本最小)；l 3、4级代表我国的平均水平；l 5级产品是未来淘汰的产品。l(4)超前能效指标l 能效标准中规定了2011年实施的多联式空调(热泵)机组能效标准的技术要求，即标准中规定的3级产品的能效水平。标准规定的3级产品的能效水平为名义制冷量小于等于28 kW的多联式空调(热泵)机组的制冷综合性能系数为大于等于32，名义制冷量大于28 kWJ、于等于84 kW的多联式空调(热泵)机组的制冷综合性能系

10、数为大于或等于315，名义制冷量大于84 kW的多联式空调(热泵)机组制冷综合性能系数为大于或等于31。能效标准的主要内容能效标准的主要内容 多联式空调(热泵)机组的制冷综合性能系数IPLV(C)实测值应大于等于表6-1的规定能效标准的主要内容能效标准的主要内容 根据产品的实测制冷综合性能系数IPLV(C) ，查表62，判定该产品的能效等级，此能效等级不应低于该产品的额定能源效率等级。且制冷综合性能系数IPLV(C)的标注只应在额定能源效率等级对应的取值范围内。 多联机的分类单冷单冷型型热泵型热泵型热回收型热回收型 一部分房间供冷一部分房间供冷 同时一部分房间供热同时一部分房间供热 2管制系统

11、管制系统 3管制系统管制系统2管式热回收型多联式空调机组管式热回收型多联式空调机组EV1 EV2 EV3EV1 EV2 EV3 V1V1 V3V3 V2V2 V4V4室内机组室内机组 室外机室外机冷热冷热转换器转换器3 3管式热回收型多联式空调机组管式热回收型多联式空调机组 室内机组 室外机 EV0EV1 EV2 EV3 多联机的特点4容量自由组合容量自由组合 8 856 56 HPHP44系统简单系统简单 设计灵活设计灵活 室外机位置任意、作用半径大室外机位置任意、作用半径大44精确控制室内温度精确控制室内温度44节能节能 室内机独立控制、室外机变频室内机独立控制、室外机变频44安装简便安装

12、简便 可靠性高可靠性高 多联机的现状 良好的中小型中央空调系统方案良好的中小型中央空调系统方案 几乎誉为可以一统天下几乎誉为可以一统天下 但是：但是： 多联机的发展历程才多联机的发展历程才2020年，一定存在年，一定存在 诸多不诸多不明的问题，需要提出加以讨论明的问题，需要提出加以讨论多联机运行特性的主要研究方法是实多联机运行特性的主要研究方法是实 验研究，验研究，其仿真研究才刚刚起步其仿真研究才刚刚起步 提出以下问题，希望大家关注，并在实践中提出以下问题，希望大家关注，并在实践中逐步回答并加以解决逐步回答并加以解决作用域作用域多联机多联机系统系统作用域 作用范围实际配管长度实际配管长度 10

13、0150m等效配管长度等效配管长度 115175m总体高度差总体高度差 50m室内机间高差室内机间高差 15m 30？第一分支至最远第一分支至最远 40m作用域 问题lg ph 50m 管路承压管路承压 电子膨胀阀匹配电子膨胀阀匹配 40、150m蒸发温度不同蒸发温度不同吸气压力降低吸气压力降低排气温度上升排气温度上升制冷工况制冷工况（室外机在上）（室外机在上）作用域 问题lg ph 15、50m 液体闪发液体闪发 冷凝压力保证冷凝压力保证 150m高压气体冷凝高压气体冷凝制热工况制热工况（室外机在上）（室外机在上）作用域 性能系数 样本样本 ( (配管等效配管等效7.5m7.5m） 0 00

14、.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.03.53.50 02020404060608080100100120120140140制冷量制冷量(kW)(kW)EER(W/W)EER(W/W)作用域 性能系数室外机室外机室内机室内机0室内机室内机3室内机室内机2室内机室内机1 1室内机室内机4CHCHCHCHCHCHCHCHCHEV1EV2EV5EV4EV3压缩机压缩机r r 换热器换热器气液分离器气液分离器高压气管高压气管低压气管低压气管液管液管Tliq,0Tgas,0Tliq,1Tgas,1Tliq,2Tgas,2Tliq,3Tgas,3Tliq,4Tgas,4Pg

15、asPLiqPgasPLiqPgasPLiqPLiqPgasPLiqPgasPliqPHigh,gasPLow,gasTsu,1Tsu,2Tex5 5个室内机个室内机制冷剂：制冷剂：R407cR407c3 3管热回收型系统管热回收型系统作用半径约作用半径约40m40m实验机组实验机组地点：列日大学地点：列日大学作用域 性能系数0.000.000.500.501.001.001.501.502.002.002.502.503.003.00151520202525303035354040室外温度室外温度 COPCOP30% 30% 部分负荷部分负荷 50% 50% 部分负荷部分负荷 = 50%=

16、50% 50% 50% 部分负荷部分负荷 60% 60%试验试验: :室外温度室外温度 负荷负荷 COP COP基本不变基本不变 作用域 能耗问题 配管长度影响配管长度影响流动阻力流动阻力R22 吸气管阻力吸气管阻力铜管铜管OD t=0.04/m mm p=731 pa/m 18 5.84 kW ( 7.0m/s) 22 10.31 (1421/11.716.1) 28 20.34 (2836/12.716.3) 35 37.31 (4554/12.715.2) 42 61.848 . 1QQLtt作用域 能耗问题 配管长度影响配管长度影响系统能力系统能力制冷量制冷量蒸发温度蒸发温度t0 te

17、 t 室内机（总和室内机（总和, tn）吸气管阻力吸气管阻力QeQ0室外机室外机作用域 能耗问题 配管长度影响配管长度影响系统能力系统能力等效长度等效长度30m30m50m50m80m80m100m100m 120m120m 150m150m制冷制冷 t 2.2 3.6 5.8 7.3 8.8 11t 2.2 3.6 5.8 7.3 8.8 11 0.93 0.93 0.890.89 0.830.83 0.780.78 0.740.74 0.68 0.68 制制 热热0.990.99 0.990.99 0.970.97 0.970.97 0.960.96 0.950.95吸气管阻力压缩机吸气压

18、力降低，制冷吸气管阻力压缩机吸气压力降低，制冷能力下降，每能力下降，每约约3的容量修正率：的容量修正率：作用域 能耗问题配管长度影响配管长度影响系统能耗系统能耗lg ph流动阻力流动阻力吸气压力下降、过热增加吸气压力下降、过热增加系统系统EER相应下降，每相应下降，每约约3%EER 1.9 2.4 作用域作用域 能耗问题能耗问题0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 蒸发温度蒸发温度 20 15 10 5 0 20 15 10 5 0 制冷量制冷量 kWkWA AB BC C1 12 2 2”2”3 3” ”3 3 MME EO O p p p p2323

19、p p1212室外机室外机室内机室内机3 3 室内机室内机 配管阻力的影响配管阻力的影响室外机：吸气压力降低室外机：吸气压力降低 制冷量减小制冷量减小室内机：蒸发温度提高室内机：蒸发温度提高 制冷量减小制冷量减小设计要点设计要点 5 0 5 10 15 20 25 30 5 0 5 10 15 20 25 30 蒸发温度蒸发温度 20 15 10 5 0 20 15 10 5 0 制冷量制冷量 kWkWA AB BC C1 12 2 2”2”3 3” ”3 3 p p p p2323 p p1212室内机室内机3 3 室内机室内机室外机寻优室外机寻优室内机寻优室内机寻优冷量不足冷量不足室外机室

20、外机设计要点设计要点 5 0 5 10 15 20 25 30 5 0 5 10 15 20 25 30 蒸发温度蒸发温度 20 15 10 5 0 20 15 10 5 0 制冷量制冷量 kWkWA AB BC C p p p p2323 p p1212室外机室外机室内机室内机3 3 室内机室内机室外机寻优室外机寻优室内机寻优室内机寻优设计要点 系统布局要思考系统布局要思考需要考虑室内机和室外机的需要考虑室内机和室外机的相对位置关系相对位置关系设计要点 制冷模式制冷模式 室外机在下部室外机在下部上升高压液体管需克服重力损失上升高压液体管需克服重力损失防止液体闪发防止液体闪发制热模式制热模式

21、室外机在上部室外机在上部高差越大高差越大要求压缩机排气压力越高要求压缩机排气压力越高设计要点高压液体远距离传输高压液体远距离传输 可能出现沿程闪发和液体回流可能出现沿程闪发和液体回流膨胀阀的容量膨胀阀的容量 要考虑室内机在任何位置都有良要考虑室内机在任何位置都有良好调节特性好调节特性设计要点各房间空气参数应相各房间空气参数应相差不大差不大否则：适应低参数否则：适应低参数 增加能耗增加能耗 系统的控制问题系统的控制问题 数码涡旋压缩机数码涡旋压缩机 均油与回油措施均油与回油措施 R410A 系统控制问题VRF test benchEvolution of the reference temper

22、atures.15.020.025.030.01.41.61.82.0Test time (Hour)Temperature (C)t_ret_mean_0t_ret_mean_1t_ret_mean_2t_ret_mean_3t_ret_mean_4t_ret_mean_outdoorTest:Start hour:Stop hour:17-12-2001 15:35:0517-12-2001 17:11:16TEST_12_011217 室温波动严重室温波动严重实验：同上实验：同上 系统控制问题VRF test benchEvolution of the relative pressure

23、s.0.02.04.06.08.010.012.014.016.018.020.022.024.026.028.030.01.41.61.82.0Test time (Hour)Relative pressure (Bar)p_H_gazp_L_gazp_gaz_iup_liqp_liq_iuTest:Start hour:Stop hour:17-12-2001 15:35:0517-12-2001 17:11:16TEST_12_011217 吸气饱和温度约吸气饱和温度约0oC排气饱和温度约排气饱和温度约40oC实验：同上实验：同上 系统控制问题l室内机风速由用户设定，不能作为调室内机风速

24、由用户设定，不能作为调节手段（自动模式除外）节手段（自动模式除外）l目前控制策略普遍存在的问题目前控制策略普遍存在的问题l基本不能调节制冷量基本不能调节制冷量l实际表现为实际表现为ON/OFFON/OFF控制控制l控温精度不高控温精度不高l最小过热度不能保证最小过热度不能保证系统控制问题 系统调节实质系统调节实质 减少蒸发器总面积减少蒸发器总面积制冷量制冷量蒸发温度蒸发温度t0 te t 压缩机压缩机 室内机（总和室内机（总和, tn）Q0 最佳最佳 减少室内机减少室内机 面积面积 各室内机各室内机负荷变化一致负荷变化一致 系统控制问题 制冷量制冷量蒸发温度蒸发温度t0 te t 压缩机压缩机

25、 Q0 ON/OFFON/OFF控制控制 温度波动大温度波动大电子膨胀阀控制电子膨胀阀控制 吸气过热度大吸气过热度大蒸发温度下降蒸发温度下降 能效降低能效降低 系统不稳定系统不稳定系统控制问题制冷量制冷量蒸发温度蒸发温度t0 te t 压缩机压缩机 室内机（总和室内机（总和, tn）吸气管阻力吸气管阻力QeQ0优佳优佳纯面积控制纯面积控制优化控制优化控制系统控制问题控制对象：控制对象：室温、压缩机容量、室温、压缩机容量、 压缩机吸气过热度压缩机吸气过热度限制条件限制条件：低压的限定低压的限定（除湿、节能）（除湿、节能） 高压的限定高压的限定（供热、节能）（供热、节能）控制策略：控制策略：规则控

26、制、反馈控制规则控制、反馈控制系统的稳定性系统的稳定性 数码涡旋数码涡旋卸载控制卸载控制吸气旁通的吸气旁通的极限情形极限情形数码涡旋数码涡旋PWM电磁阀电磁阀 On:加载加载Off:卸载卸载动、静涡旋盘间分离动、静涡旋盘间分离1 1亳米亳米 数码涡旋数码涡旋数码涡旋的卸载控制数码涡旋的卸载控制最佳周期时间：最佳周期时间：与容量调节比例呈反比趋势，与容量调节比例呈反比趋势，容量调节比例越低，最佳周期时间越长容量调节比例越低，最佳周期时间越长 10 9 11 12 13 14 15 16 17 18 最佳周期时间最佳周期时间 /s 容量比率容量比率/% 0 10 20 30 40 50 60 70

27、 80 90 100 (c) 最佳周期时间曲线最佳周期时间曲线 (a) 固定周期时间固定周期时间 100% 0% 10s 5s 5s (b) 可变周期时间可变周期时间 10s 5s 5s 20s 10s 10s 数码涡旋无电磁干扰、控制系统简单无电磁干扰、控制系统简单能效较好能效较好 不能超负荷制热不能超负荷制热部分负荷除湿性能好吗？部分负荷除湿性能好吗？不需要考虑回油吗？不需要考虑回油吗？数码涡旋 数码涡旋少干扰数码涡旋少干扰安培安培 ( (A)A) 1 1 9 9thth1 1 7 7thth1 1 3 3thth1 1 1 1 thth7 7thth5 5thth0 01 12 23 3

28、4 45 51 1 9 91 1 7 71 1 3 31 1 1 17 75 5变频系统变频系统EMC EMC 规规定定数码涡旋系统数码涡旋系统E EMMWW 数码涡旋 性能对比变频压缩机性能曲线变频压缩机性能曲线01000200030004000500060007000800090001000030405060708090100110120130f(Hz)Qe、Pin(W)0.00.51.01.52.02.53.03.5EER(W/W)EERQePint te e、t tc c一定一定 数码涡性能对比02468101214Capacity (KW)048121620Digital Scrol

29、lInverter Variable Speed蒸发温度低，又节能蒸发温度低，又节能 ?未获得不同占空比的性能曲线未获得不同占空比的性能曲线 数码涡旋除湿 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14排气压力排气压力储气罐压力储气罐压力蒸发器压力蒸发器压力压缩机吸气压力压缩机吸气压力占空比占空比50蒸发器表面温度蒸发器表面温度 数码涡旋回油数码涡旋也需回油运转模式数码涡旋也需回油运转模式l电磁阀调节周期约电磁阀调节周期约20s,20s,系统的系统的时间常数为分钟级，可利用加时间常数为分钟级，可利用加载时较大的流速带油载时较大的流速带油l室内机开启状态取决于用户，室内机开

30、启状态取决于用户，不工作的室内机一定会存油不工作的室内机一定会存油l需根据数码涡旋压缩机工作特需根据数码涡旋压缩机工作特点设计回油模式点设计回油模式 回油问题 压缩机多台并联自动均油压缩机多台并联自动均油多联机运行过程的回油多联机运行过程的回油R410AR410A R410A R410A 制冷剂吸气管路流速与制冷剂吸气管路流速与R22R22系统基本相当系统基本相当 吸气管路流动阻力也基本相当吸气管路流动阻力也基本相当 但是：吸气管制冷剂温度但是：吸气管制冷剂温度77时，每变化时，每变化11 R22R22的压力变化为的压力变化为 约约 18720 Pa/18720 Pa/ R410A R410A 约约 29590 Pa/29590 Pa/ 二者之比约为二者之比约为 0.65 0.65 吸气管等效长度吸气管