变制冷流量空调系统的节能减排

变制冷流量空调系统的节能减排

1降能型空调技术该空调的能耗约占建筑物的60%，占社会生活总能耗的约30%。因此,降低空调能耗是目前空调技术发展的重要方向。变制冷剂流量的空调系统相对于传统的定制冷剂流量的空调系统可极大节省能耗。目前变制冷剂流量技术主要有以下三种:多级控制系统、变频技术以及近期才进入市场的数码涡旋技术。2多段管理系统2.1双转子压缩机带孔以往传统压缩机的容量是通过使用“卸载停缸”的方法来改变的。在10匹的多联系统中,有两台各为5匹的压缩机。其中一台5匹的压缩机是双转子压缩机。在这台压缩机的上下汽缸之间,有一个内部卸载电磁阀。当阀门开启时,便有一缸卸载排气,此时压缩机的容量从5匹降至2.5匹。同样地,在主排气管和吸气管之间,有一个外部旁通电磁阀。在这个外部电磁阀开启时,压缩机的容量还可以进一步降至1.25匹。2.2运行工况点的比较1.由于容量控制分为六级(如以10匹为例:12.5%、25%、50%、62.5%、75%和100%),空调系统无法精确地控制室内温度。2.压缩机容量为50%和100%两点时,处于满负荷运行,COP和SEER较高。但是在其他四个运行工况点,由于有旁通的回路在运行,COP及SEER都较低。3.在梅雨季节,冷负荷Q较低。大部分的排气都必须被旁通掉,旁通回气的速度也会很低。蒸发器的换热面积F、换热系数a以及与蒸发器进行热交换的介质温度T1是一定的,ΔT=T1-T2,其中T2为制冷剂蒸发温度。根据Q=aFΔT可知,当Q减小时,就会造成较高的蒸发压力和蒸发温度T2,因此空调除湿能力下降。4.回油困难。当冷负荷很低时,大部分排气必须旁通,回气速度低,导致回油困难。运行寿命短。5.电机在启动时的电流为正常工作时的4～6倍,如1.5匹的电机,启动电流能达到32A,这对供电电网会造成冲击,并影响到其他家电的正常工作。3频效机制3.1控制运行压缩机的输气量是通过压缩机马达的转速来改变的。当室内负荷变化时,自动控制装置使压缩机马达的频率也随之变化,导致马达的转速发生相应的变化,从而实现了输气量的连续调节,也就达到了制冷量的连续调节的目的。变频技术可以使空调压缩机在开始时以高速运转,从而产生很大的制热、制冷量,使房间温度快速达到所设定的温度。然后,把压缩机频率降到一定的程度,使空调的制热或制冷量正好等于房间所需的制热或制冷量,这样就可以使空调一直不停的平稳运转。3.2实施了冷媒自由分配技术1.能够实现压缩机输气量的连续调节,达到了制冷量的连续调节的目的。2.采用先进变频控制技术,冷媒自由分配技术和智能化控制技术,使系统能够感应各房间冷热负荷变化而精确调温,以满足不同人群的要求,也提高了舒适水平。3.实现软启动。采用变频技术的电机可以在低速条件下实现启动,如启动转速为定转速的1/5,则启动电流可相应地减少,对电网造成的冲击较小。3.3空调系统不同时长且宽,能量降低1.容量输出。变频压缩机的工作频率在30～117Hz。当室内负荷突然从小变大时,压缩机的频率增加需要经过中间过渡段。这就意味着,如果室内负荷有所变化,压缩机则要对新的负荷有一段响应的时间,不能立即对应。2.旁通控制。压缩机安装有旁通装置。空调系统在低负荷情况下运行,由于压缩机里的制冷剂热气旁通,能量会有损失,系统的COP降低。此外还会造成较高的蒸发温度和蒸发压力,除湿能力下降。3.室温控制。系统容量发生变化时(如在同一个制冷系统多开几个室内机),变频器控制就需要逐渐地提高频率,在此过渡期间室内温度控制不稳定。4.环保。变频控制器会产生高次谐波,可造成变压器/电容器过热、精密仪器的精度降低以及干扰电视信号、移动信号和地铁站信号的传送。4数码潮旋压缩机系统的原理数码涡旋中央空调的核心技术是数码涡旋压缩机。其突出的特点是压缩机具有“轴向柔性”这一独特的性能。该性能能够保证定涡旋盘在轴向上可以有少量位移,使定涡旋盘与动涡旋盘之间始终用最佳力共同加载。数码涡旋压缩机的运行就是建立在这一理论上。数码涡旋压缩机工作原理是:压缩机容量是通过涡旋盘的周期性啮合与脱开来改变的。当外部电磁阀关闭时,数码涡旋象标准型压缩机一样工作,容量达到100%。当外部电磁阀打开时,两个涡旋盘稍微脱离。此时压缩机无制冷剂被压缩,从而无容量输出。所以,在一个10s的循环中,如果涡旋盘加载2s,卸载8s,其平均容量就是20%。加载时间占循环周期的比例可以在10%～100%输出容量的范围内任意改变。以美国谷轮公司生产的数码涡旋压缩机为例。图1给出了数码涡旋压缩机机械硬件。定涡旋盘顶部安装有活塞,活塞上移定涡旋盘也随之上移。活塞顶部的调节室通过排气孔与排气压力相连通。调节室与吸气压力通过一外接电磁阀连接起来。电磁阀处于常闭状态时,活塞上下两侧的压力为排气压力,一弹簧力确保两个涡旋盘共同加载。电磁阀通电时,调节室内的排气被释放到低压吸气管。这时,活塞的下部压力大于活塞上部压力,导致活塞上移,同时定涡旋盘也随之上移。该动作使两个涡旋盘分开,涡旋盘没有对制冷剂进行压缩。电磁阀断电再次使压缩机满载,恢复压缩操作。数码涡旋操作分为两个阶段(见图2):电磁阀关闭的“负载状态”和电磁阀打开的“卸载状态”。负载状态时数码涡旋压缩机象常规涡旋压缩机一样工作,传递全部容量和制冷剂蒸汽流量。卸载状态中,无容量和制冷剂蒸汽流量通过压缩机。在此,结合图3介绍一下“周期时间”的概念。一个周期时间包括“负载状态”时间和“卸载状态”时间。这两个时间阶段的组合决定压缩机的容量调节。例如:在15s周期时间内,若负载状态时间为7.5s,卸载状态时间为7.5s,压缩机调节量为(7.5s×100%+7.5s×0%)/15=50%。若在相同的周期时间内负载状态时间为12s而卸载状态时间为3s,则压缩机调节量为80%。也就是容量为负载状态时间除以周期时间。通过改变负载状态时间和卸载状态时间,可用压缩机产生任何容量(10%～100%)。5数码潮旋压缩机系统的特性1.无级能量调节,容量范围广。谷轮数码涡旋压缩机的输出容量为10%～100%。由于通过改变加载时间的比例即可改变压缩机输出,从而实现了连续的容量输出,即无级输出。2.更加节能。(1)由于压缩机容量是无级能量调节,提供了连续的容量输出,减少了“启动—停机”次数,节省了能源。(2)不需要旁通装置,在总容量要求较低的情况下,不会有制冷剂热气旁通产生能量损耗,能效比(COP)和季节能效比(SEER)更高。3.室内温度控制精确。在整个运行范围内(10%～100%),数码涡旋压缩机能够实现连续、无级的容量调节。如果需要一个新的容量变化(如在同一个制冷系统中多开了几台室内机),压缩机的输出容量能迅速地从一个比例调节到另一个比例。数码涡旋压缩机使得系统能够对负荷变化做出更迅速的反应,更精确地控制室内温度。4.除湿性能。在闷热的梅雨季节,尽管冷负荷可能会很低,在每一个循环(如10s)中,还是有几秒钟的满负荷的运行状态。这使得回气的速度呈波状起伏——一个接一个的波峰(全速)。这使得平均蒸发压力和蒸发温度更低,除湿性能更佳。5.电磁干扰。电磁干扰是变频器驱动系统的一个主要问题。在许多国家,尤其在欧洲,对任何系统可能散发的电磁干扰量有严格的限制。由于数码涡旋系统产生的电磁干扰可忽略不计。这一独特的特性,不仅使数码系统无需昂贵的电磁抑制电子装置,也增加了其可靠性和简易性。6.可靠性。(1)回油性好。在每一个循环(如10s)中,还是有几秒钟的满负荷的运行状态。这使得回气的速度呈波状起伏——一个接一个的波峰(全速)。因此回油较好。同时,在每一个空载期内,压缩机中无排气,所以此时无润滑油排出。(2)运行寿命长。室外机的印刷电路板(PCB)和管路与变频多联系统相比,显得极为简单——无旁通回路,一个PCB就足够了。谷轮公司针对数码涡旋压缩机的柔性设计,使其运行寿命可达15a。7.紧凑性。较小的占地空间使得材料费、包装费、保管费和装运费降低。数码涡旋系统因其简易性而能设计得更为紧凑,与采用现行技术的系统相比,可节省空间30%。8.实现软启动。启动电流更小,降低对供电系统的干扰。6数码配装技术