vrv空调系统特性与控制策略研究（三）――――蒸发器-压缩机联合调节特性与控制策略(1)

VRVVRV 空调系统特性与控制策略研究（三）空调系统特性与控制策略研究（三） 蒸发器蒸发器- -压缩机联合调节特性压缩机联合调节特性 与控制策略与控制策略(1)(1) 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。 关键词：VRV 空调系统 压缩机 冷凝器 调节特性 控制 策略 独立控制 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 压缩机频率-流量特性 图 1 压缩机流量特性 如图 1 所示，当空调系统制剂过热度 Tsu5，冷凝 温度 Tc50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。 风量-风温联合调节特性 在冷凝温度 Tc=40，过冷度 Tsb5，蒸发温度 Te=-10，制冷剂流量 Gr=/s 情况下，蒸发器换热量 Q 与 风量 G、风温 T 的关系曲线如图 2 所示。 图 2 Q-G-T 关系曲线 在某一固定风温下，如 T0，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 T15曲线所示， 在风量 G300m3/h 时，蒸发器出口制冷剂就已经过热。 风温-频率联合调节特性 在 Tc=40,Tsb5，Te-10，G1200m3/h 情 况下，冷凝换热量 Q 与压缩机频率 Fz、风温 T 的关系曲 线如图 3 所示。 图 3 Q-Fz-T 关系曲线 在某一确定的风温下，如 T-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 T-9曲线所示，在 频率 Fz=30Hz 时，蒸发器出口就已经回液，而 T-4 与 T10时，Fz120Hz，蒸发器出口制冷剂仍为过热。 蒸发温度的影响 在 Tc=40、Tsb=5、T=10、G=1200m3/h 情况 下，蒸发器换热量与压缩机频率 Fz、蒸发温度 Te 的关系曲 线如图 4 所示。 图 4 Q-Fz-Te 关系曲线 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 Te28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 Te1-10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。 风量-频率联合调节特性 当 Tc=40,Tsb=5,Te=0,T=10时，蒸发器换热 量 Q 与压缩机频率 Fz、风量 G 的关系曲线如图 5 所示。 图 5 Q-Fz-G 关系曲线 300m3/h 400m3/h 500m3/h 600m3/h 700m3/h 800m3/h 900m3/h 1000m3/h 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。 摘要 空调制冷的应用已渗透到社会的各个领域，空调制 冷机组系统也日益复杂，本文根据空调制冷机组系统的组 成，将空调制冷机组系统分为压缩机、冷凝器、蒸发器、 膨胀阀、制冷剂与润滑油、管路与阀门这六个部分分别加 以考虑。在对空调制冷机组故障原因和故障症状之间的关 系进行分析基础上，采用二级模糊综合评判方法对空调制 冷机组的故障进行诊断。利