vrv空调系统特性与控制策略二

VRV空调系统特性与控制策略研究（三）摘要：通过对影响VRV空调系统在热泵模式下室外机蒸发器-压缩机模块换热量和过热度的压缩机频率、室外空气温度、蒸发温度、蒸发器风量的模拟分析，得出了不同参数对系统的影响和调节特性，提出了压缩机频率控制冷剂流量，室外机风量控过热度的新的控制原理和方法，这种方法更适合于VRV空调系统。关键字：VRV空调系统压缩机冷凝器调节特性控制策略独立控制蒸发器-压缩机联合调节特性与控制策略1.引言在本文（一）（二）的基础上，运用数值模拟的方法分析VRV空调系统在热泵模式下压缩机频率、室外温度、室外机风量、蒸发温度、冷凝温度等对室外冷凝器换热的影响，得出了室外机的调节特性，从而归纳出了制冷模式下对室外机机更合理的控制策略――压缩机频率控制制冷剂流量，室外机风量控制过冷度。2.调节特性2.1压缩机频率-流量特性当空调系统制剂过热度Tsu＝5℃，冷凝温度Tc＝50℃时，在不同蒸发温度Te下的压缩机流量特性曲线。在相同入口状态下，制冷剂质量流量随压缩机频率的上升而增加；随着蒸发温度的升高，压缩机的压缩比逐渐变小，压缩机入口制冷剂比容减小，其流量特性曲线的斜率逐渐增加。2.2风量-风温联合调节特性在冷凝温度Tc=40℃，过冷度Tsb＝5℃，蒸发温度Te=-10℃，制冷剂流量Gr=0.015kg/s情况下，蒸发器换热量Q与风量Gα、风温Tα的关系。在某一固定风温下，如Tα＝0℃，当风量很小时，蒸发器出口制冷剂为两相状态，随着风量的增加，增大了管外空气侧的换热系数，还使空气侧的换热能力增加，蒸发器出口制冷剂焓值逐渐增大，换热量也逐渐上升。当风量增大到使蒸发器出口过热以后，风量的增加对换热量的影响很小。在蒸发温度不变时，风温的上升，使得蒸发器内外侧换热温差逐渐增大，因此使蒸发器出口过热所对应的风量也随风温的上升而逐渐减小，如Tα＝15℃曲线所示，在风量Gα＝300m3/h时，蒸发器出口制冷剂就已经过热。2.3风温-频率联合调节特性在Tc=40℃,Tsb＝5℃，Te＝-10℃，Gα＝1200m3/h情况下，冷凝换热量Q与压缩机频率Fz、风温Tα的关系曲线在某一确定的风温下，如Tα＝-6℃，当压缩机频率很小时，制冷剂流量也很小，在能够使蒸发器出口保持过热时，蒸发器换热量热量随压缩机频率的增加而逐渐增加，当流量增加到蒸发器出口回液后，表明蒸发器空气侧换热已经接近极限，制冷剂流量的增加会改善制冷剂侧的换热系数，蒸发器换热量随压缩机频率上升的速度明显降低。在蒸发温度不变时，风温的上升，使得蒸发器内外侧换热温差逐渐增大，因此使蒸发器出口过热所对应的压缩机频率也随风温的上升而逐渐上升。如Tα＝-9℃曲线所示，在频率Fz=30Hz时，蒸发器出口就已经回液，而Tα＝-4℃与Tα＝10℃时，Fz＝120Hz，蒸发器出口制冷剂仍为过热。2.4蒸发温度的影响在Tc=40℃、Tsb=5℃、Tα=10℃、Gα=1200m3/h情况下，蒸发器换热量与压缩机频率Fz、蒸发温度Te的关系蒸发温度不仅影响到压缩机的制冷剂流量还影响到蒸发器内外侧的换热温差，从图4中可以看出，在某一蒸发温度下，随着压缩机频率的增加，通过蒸发器的制冷剂流量也增加，蒸发器的换热量一直增大；当蒸发器出口制冷剂回液时，换热量随压缩机频率增加的速度明显下降。随着蒸发温度的下降，蒸发器内外侧换热温差增大；蒸发器出口出现回液时，所对应的压缩机频率逐渐增加大，蒸发器的换热量也随蒸发温度的下降而逐渐上升，如图4中的Te＝2～8℃所示的各条曲线，当蒸发温度下降到蒸发器出口不回液后，蒸发温度的下降所引起的制冷剂流量下降是影响蒸发器换热的主要因素，所以换热量随蒸发温度的下降而下降，如图4中的Te＝1～-10℃的各条曲线。从以上分析可以看出，对于固定的支路，蒸发温度有一个最优值，使得蒸发器在保证出口过热的情况下换热量达到最大。2.5风量-频率联合调节特性当Tc=40℃,Tsb=5℃,Te=0℃,Tα=10℃时，蒸发器换热量Q与压缩机频率Fz、风量Gα的关系1.Gα＝300m3/h2.Gα＝400m3/h3.Gα＝500m3/h4.Gα＝600m3/h5.Gα＝700m3/h6.Gα＝800m3/h7.Gα＝900m3/h8.Gα＝1000m3/h9.Gα＝1400m3/h在某一固定风量和压缩机频率很小的情况下，制冷剂流量很小，蒸发器出口制冷剂为过热冷状态；随着频率的增加，制冷剂流量增大，换热量逐渐增大；当流量增大到一定程度后，蒸发器出口制冷剂为两相状态，流量的增加只能增加管内侧的换热系数，但管外侧空气换热已接近极限，换热量只有少量增加。当压缩机频率不变即制冷剂流量不变的情况下，当风量很小时，蒸发器出口制冷剂为两相状态；当风量增加后，蒸发器出口制冷剂的干度和焓值逐渐增大，换热量逐渐增大；当风量增大到蒸发器出口制冷剂过热后，尽管风量的增加会进一步加大蒸发器出口制冷剂的过热度从而增加换热量，但由于过冷制冷剂与空气只进行显热交换、换热量增加缓慢。因此在蒸发器出口过热的情况下，风量的增加对蒸发器换热量影响很小，但随着风量的增加，蒸发器出口出现回液时所对应的压缩机频率逐渐增大，而在回液后的换热量仍会随着风量的增大而略有增大。3.控制策略兆在讯SVR倍V滚空调系统中，俩为满足室内蒸违发器热负荷的掘需要，要求室获外机提供一定施状态和流量的劈制冷剂，为了争满足系统的稳倒定运行，在室误外蒸发器出口撤有一定的过热抽度要求；在热裹回收急型诞MVR桥V券空调系统中，少多个室内机可姐能同时制冷和恩制热，需要室栋外机提供一定愚的制冷剂，并上且室外机的换呀热量要和室内猫总负荷相匹配脆，都需要对室霞外机出口的制割冷剂状态和流物量进行控制。夹本文着重研究爹了在室外换热晒器为蒸发器时新的调节特性与比控制策略。酒以上对影响蒸哲发器换热的多立个参数分别进载行了分析，这跨些参数中蒸发徐温度是表征制摇冷系统运行的柄状态参数，风肃温由实际运行陷时的室外空气最参数决定，因转此上述参数中枝只有压缩机频甚率与蒸发器风伴量是调节参数血，而用这两个恐参数要满足室系内蒸发器侧负贯荷提出了的制浇冷剂流量和过久热度要求。户根据上述分析越，在压缩机频熔率优先控制制光冷剂流量的情帆况下，可以用督风量独立调节元过冷度，何即秋B溉（颠t狭）为上三角矩水阵，可以实现币压缩机频率与公室外机风量对砍系统制冷剂流输量和冷凝器出讽口制冷剂过冷姿度的解耦控制目。4.结论年根据上述分析迹，在热泵模式柜下，室外换热饿器为蒸发器时减，室外机（蒸映发器－压缩机霞）要为整驻个华VR次V墨空调系统提供依一定流量的制然冷剂，而且为治了保证压缩机