vrv空调系统特性与控制策略研究（四）(1)

VRVVRV 空调系统特性与控制策略研究（四）空调系统特性与控制策略研究（四） (1)(1) 摘要：通过对影响 VRV 空调系统在热泵模式下室内机 冷凝器-电子膨胀阀模块换热量和过热度的电子膨胀阀开度、 室内空气温度、冷凝温度、冷凝器风量的模拟分析，得出 了不同参数对系统的影响和调节特性，提出了电子膨胀阀 控制室温，室内机风量控过冷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 空调系统电子膨胀阀冷凝器控制策略独立 控制 冷凝器电子膨胀阀联合调节特性与控制策略 1.引言 在本文（一）（三）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电子膨胀阀开度、室内温度、 室内机风量等对室内冷凝器换热量和冷凝器出口过冷度的 影响，得出子制热模式下室内机的调节特性，从而归纳出 了制热模式下对室内机机更合理的控制策略电子膨胀 阀控制室温，室内机风量控制过冷度。 2.调节特性 开度-室温联合调节特性 当空调系统蒸发温度 Te8，过热度 Tsu5，压 缩机频率为 80Hz，冷凝温度 Tc50时，在不同室内温度 T 下的室内冷凝器出口过冷度 Tsb 随电子膨胀阀开度的变 化规律如图 1 所示。电子膨胀阀开的越大，制冷剂流量也 相应增大，冷凝器出口处的过冷液体也相应减少，过冷度 降低。室内温度越低，冷凝器出口的制冷剂被冷却到温度 也相应降低，过冷度变大。 图 1 开度室温联合调节特性 开度-风量联合调节特性 当空调系统制热运行，房间温度为 T21，制冷剂 过热度 Tsu5，蒸发温度 Te8，冷凝温度 Tc48 时，在不同风量下的室内冷凝器换热量 Q、冷凝器出口制冷 剂过冷度 Tsb 与电子膨胀阀开度的关系曲线。在相同风量 下，在保证冷凝器出口有过冷度的情况下，由于电子膨胀 阀开大，通过的制冷剂流量也要增大，冷凝器的换热量增 大，冷凝器出口的过冷度降低。在固定开度时，随着风量 的增大，过冷度也会有所增加，在保证有过冷度的情况下， 由于过冷度的增加只增加了现热换热，换热量也会有所增 加，风量对换热量的影响并不明显。因此，风量对冷凝器 出口制冷剂过冷度影响比较明显，而电子膨胀阀开度对室 内冷凝器的换热量影响比较明显。 3.控制策略 在 SVRV 空调系统中，为满足室内冷凝器热 负荷的需要，要求室外机提供一定状态和流量的制冷剂， 为了满足系统的稳定运行，在室内冷凝器出口有一定的过 冷度要求， 图 2 开度-风量联合调节特性 100m3/h 200m3/h 300m3/h 400m3/h 500m3/h 600m3/h 电子膨胀阀才能稳定的工作，通过开度调节通过室内 冷凝器的制冷剂流量；在热回收型 MVRV 空调系统中，多个 室内机可能同时制冷和制热，需要室外机提供一定的制冷 剂，并且室外机的换热量要和室内总负荷相匹配，室内机 制冷制热量的大小都需要用电子膨胀阀的开度来获得房间 所需要的制冷剂流量，对室温进行控制。本文着重研究了 在室内换热器为冷凝器时的调节特性与控制策略。 以上对影响冷凝器换热的多个参数分别进行了分析， 这些参数中冷凝温度是表征制冷系统运行的状态参数，室 内温度由实际运行时用户的需要来设定参数，因此上述参 数中只有电子膨胀阀开度和冷凝器风量是调节参数，而用 这两个参数要满足室内冷凝器侧负荷提出的制冷剂流量要 求和系统自身稳定运行的过冷度要求，用电子膨胀阀和室 内风量来控制室内温度和冷凝器出口的过冷度。 冷凝器与电子膨胀阀联合工作状态方程为： 在优先保证系统稳定运行的参数过冷度要求 的情况下，可以用电子膨胀阀独立控制室内温度，用风量 独立调节过冷度，即 B 为上三角矩阵，可以实现电子膨胀 阀与室内冷凝器风量为房间温度和冷凝器出口制冷剂过冷 度的解耦控制。 4 结论 根据上述分析，空调器泵在运行时，室内换热器 为冷凝器，室内机（冷凝器-电子膨胀阀）既要保证冷凝器 出口有稳定的过热度以保障整个空调系统安全稳定地运行， 还要把室内，温度控制在要求的范围内以保证室内的热舒 适性，在用电子膨胀阀开度和室内机风量两个调节参数来 达到上述要求时，在压缩机频率优先控制制冷剂流量的情 况下，可以用风量独立调节过冷度，可以实现压缩机频度 与室外机风量对系统制冷剂流量和冷凝器出口制冷剂过冷 度的解耦控制。摘要本文首先对同一散热器按照不同测试 标准进行了测试，并结合散热器的实际使用条件，对散热 器进行了全工况测试，得出了散热器热特性系数与测试条 件无关的结论。在此基础上建立热特性方程，进行数值求 解，并利用求解结果绘制了散热器全工况图。利用散热器 全工况图，设计人员可以方便地进行非标准工况散热量的 换算。 关键词热特性系数测试标准全工况图 随着计量供热的 提出，作为末端设备的散热器，既要求能够提供必要的散 热量以满足房间热负荷需求，又必须能够适应用户对室温 调节和用热量控制目的。另一方面，散热器的设计工况常 与标准测试工况不同，设计时需要对散热器的标准散热量 进行换算。所有这些都要求，对散热器的全工况特性有一 个全面的了解。本文在对散热器热特性深入分析的基础上， 得出热特性系数与测试条件无关的结论。最后建立散热器 热特性方程，并绘制散热器全工况图。 图 1 散热器热工测试系统图 1-被测试件；2-低位加热水箱；3-高位加热水 箱；4-循环水泵；5-上水； 6-旁流管；7-循环管；8-流量测量装置；9-冷 水；10-表冷器；11-风机； 12-电加热；13-风道；14-空气夹层；15-测 试小室 1 散热器测试标准对比 散热器传热方程为： （1） 式中：A、B-散热器热特性系数。 上述系数 A、B 是在标准测试室中得到的。我国使用的 散热器测试标准有 ISO6149-75 和 GB/T13754-92。此外，世 界上许多国家都制定有自己的国家标准，如德国标准 DIN4703、美国 I=B=R（美国锅炉与散热器制造商协会）标 准等。ISO3149-75 标准的基本原理是采用闭式隔热冷却小 室，在室温恒定条件下进行散热器标准测试。小室与周围 环境隔热，被测试件散热量由夹层内的人工冷源冷却介质 逼真，以保证小室的恒温条件，冷却夹层和有水冷和风冷 两种。所有散热器测试标准基本原理都相同，但在具体技 术参数规定上有所不同。表 1 为 ISO3149-75