第一部分：冷冻周期的动态特性和控制

P1 冷冻周期的动作特性和控制前记从这次开始，中级讲座【冷动周期的动作特性和控制】：如果不是冷冻周期的话，也称不上空调系统的动作特性和控制。作为闭合电路的蒸汽压缩或冷冻周期的动作特定和控制。按此，以构成冷媒电路的主要要素元器件为对象压缩机的容量控制，控制冷媒流量膨胀阀的控制，以及控制热交换里送风机的风量（或者是水热交换器的水量）控制的控制目的，进行关于控制算法的容易理解的讲座。内容的概要如下预定进行：第一章 何为冷冻周期的控制1.1 控制驱动和控制目的1.2 保护控制和新功能控制第二章 节能控制和舒适性控制2.1 定速压缩机的开停损失和冷冻周期的动作特性2.2 起动控制的方法2.3 变频压缩机的容量控制和部分负载特性2.4 COP和以提高除湿性能为目的再热除湿控制2.5 冷、暖同时热回收控制第三章 新冷媒应对控制3.1 非共沸混合冷媒3.2 组成控制3.3 封入最消减控制第四章 控制模拟4.1 传送函数和重叠控制4.2 周期时常数和根据热传送时常数的mismatch的hunting第一章 所谓冷冻周期的控制实行冷冻周期的控制时，首先必要的东西是图1.1.1的冷媒电路系统图和图1.1.2的mollier线图。边看冷媒电路，确认各要素元器件的（右图），和图1.1.2的mollier线图来掌握。1.1 控制驱动和控制目的图1.1.1所示简单的冷媒电路为例，进行控制驱动和控制目的的说明。驱动装置有4个。变频压缩机的转速和膨胀阀的开口面积.和冷凝器的外电机转速和蒸发器的送风机转速。1.1.1作为驱动的压缩机旋转压缩机、涡旋压缩机等的容积型蒸汽压缩机是每单位时间吸入吐出一定容积的蒸汽。内容积冲程量叫（），每单位时间的排出的量称为理论排出活塞量（）。P283页：冲程量（）：（转动/秒）（脉动）：理论活塞排出量（）改善这个质量成为循环流量（）：吸入冷媒蒸汽的容积比:体积效率（约0.8-0.9左右）冷媒循环流量和理论活塞排出量正比例，和吸入冷媒蒸气的容积比成反比，与体积效率成正比。这其中，可能控制的是频率。正确来说压缩机的转数。若是DC电机搭载的压缩机的话，频率转数，诱导电动机的活磁界的频率和转子的转数间有slip比存在，如图1.1.4-图1.1.9所示，根据负载转矩slip比也不同。：实转数（回/秒）：slip比（约0.03）：磁界频率冷媒蒸气的容积比（）根据mollier线图，压力P高时变小，温度T低时变小（图1.1.10），也就是说循环流量是，低压压力高时，吸入蒸气冷媒温度低时增加，这些mollier线图上的物理性值是其他的有驱动的膨胀阀，根据送风机和外气室内温度条件也有影响。P284页图1.1.9图1.1.10最后的体积效率是压缩比的函数在图1.1.11上表示，压缩比变大后，泄漏增加，体积效率变化。这个是决定高压和低压的空气条件，热交换器的性能，以及压缩机各个泄漏性能。用冷冻周期能控制的，尽量使高压P1变低，低压P4高些运行。具体例子来说，表示的是旋转压缩机的1次转速中的slip比的变动。图1.1.4是负载转矩（），相对于平均负载转矩14.5；转动角急剧增到180附近。另一方面，电机的发生转矩是图1.1.5所示平均值（），是相同的14.5，描述为正弦波。其结果，转动速度w（）是图1.1.6所示最初加速，后半部减速。这个结果电机的特性曲线图所示，图1.1.8所示能追踪转动中的slip比，这时电机效率比曲线是图1.1.9所示，平均电机效率变成0.723，图1.1.12的横轴是用热焓（），保持冷媒1能量。冷媒循环量是（）时，冷房能力（）入下面公式所示：冷媒循环量（）：冷冻效果（）（）：蒸发器出口冷媒热焓（）：蒸发器入口冷媒热焓（）按照次，能力是和冷媒循环流量成正比，可以说冷冻效果成正比，这其间，冷冻效果是依存膨胀阀以及热交换器的送风机的控制，压缩机的控制目的是直接地控制制冷能力（冷冻能力）还有制热能力。在这里，压缩机的理论压缩能力是（）如图（1.1.12）下列公式：吐出冷媒热焓（）：吸入冷媒热焓（）理论是下面的公式：在这里所说的是理论，等熵压缩在S一定的线上被压缩的情况（P285页）也有。实际压缩机输入（）是，有？全断热效率如下面公式：: 0.7-0.9 （7） （8）1.1.2 压缩机的控制目的控制目的是发挥跟负载相配合能力， 这个相当困难的。比如制冷运行时，制冷负载使用什么来检知，使用常规的，蒸发器吸入空气温度用图表线表现和图1.1.14所示。蒸发器吸入空气温度的目标值为，也就是说，以蒸发器吸入空气温度负载为代表的例子，当然无视温度、辐射、气流。本来是什么样就是什么样。时刻变化的蒸发器吸入空气的温度用传感器来取出，与蒸发器吸入空气温度的目标值的偏差作为控制信号。在这里的计数课题是，每亿秒取一次传感值，或者取几次平均值。1次的遥感的话，有误信号的可能性，通常取遥感值3次，取最大值和最小值除剩下的信号的平均值。P286页下次根据室内吸入空气温度偏差，决定压缩机变频的频率的变更量，在这里，成为控制算法的心脏部。输出变频频率的变更量，到冷冻周期安定蒸发温度为止花费时间。称这个为冷冻周期的动作特性，用图表表示。根据那个冷媒蒸发温度，向室内吹出的空气温度变化，室内气流循环，再次以蒸发器吸入空气温度应答时间也有延迟，这个应答是作为室内温度动作特性如最后的图表所示。用这样的驱动控制压缩机频率，经过几个阶段的应答延迟，以那个传感值为基础进行再次控制的方式为反馈，不过成为基本的控制方法。在这里，对表现出的应答延迟，针对一次延迟传达函数进行说明。驱动按图1.1.15所示步骤操作时，蒸发温度Te的应答如图1.1.16所示式如（9）所示。例2：蒸发温度（），传热面积（），热通过率（）的冷却器（热交换器），房间的空气从冷却。房间的空气的质量是（）空气的比热是（）时的房间的空气温度T（t）随着时间有何变化？（下面是公式）1.1.3 作为驱动的膨胀阀作为控制对象的膨胀阀，采取电子膨胀阀。作为膨胀结构，有毛细管和温度式自动膨胀阀，我们能控制的是电子膨胀阀。图1.1.18所示的是电子膨胀阀的一个例子。重点是图1.1.19所示，根据needle上下（y），微小开口面积（），能自动控制。步进电机驱动方式电子膨胀阀，根据如图1.1.20的只是脉冲数，微小开口面积（）能自由稳定。我们是，这个脉冲控制needle的上下经过开口面积（），冷媒循环流量（）如下面公式来控制。（R22）P288页1.1.4 电子膨胀阀的控制目的经过冷媒的流量控制时的控制目的是，确保第一上所记的性能，具体来讲有效活用热交换器提高能力，减少压缩机输入提高，对实际进行的过热控制和冷媒控制和突出过热控制3种进行说明。过热控制：所谓过热控制（），如图1.1.22的低压的温度和的偏差表示，更有蒸发器出口过热和压缩机吸入气体的过热。这个如图1.1.23所示，压缩机和蒸发器的连结配管长的情况，其间发生压损和热损失，过热如果和不同的话，需要判断使用那个控制信号性能更好。（P289页）还有作为遥感低压的饱和温度方法，有从蒸发器入口，从蒸发器中间，还有遥感低压压力交换饱和温度的方法。提升性能的一个手段是，有热交换器的管内传达率，图1.1.24表示的是针对管周上局部热传达率的质量（开度）变化。低干度的话，管上部的较小，管横，管下部大。环状流发达开度0.7-0.9的领域的管周方向的任一方向会大，成为喷雾流干度在0.9以上的话急减。根据此，蒸发器出口冷媒比接近0左右时传热性能变好。过冷控制：如图1.1.25的高压饱和液温度和冷凝器出口温度的差，饱和液温度的测定要点，检测冷凝器的中间的两相部的温度和计测高压压力换算饱和温度方法。通常目标过冷，在（4-5）时取峰值；有必要注意小的时候，在电子膨胀阀流入干度小的气液二相，狭窄电子膨胀阀的开口面积不能流入正规的冷媒量，引气高低压的不稳定，且发生冷媒音。另一方面大的话，凝缩器出口附近冷媒配管内液会多出，高压压力会上升，传热性能会下降。吐出过热控制：吐出过热控制是表示压缩机出口气体冷媒温度和高压饱和温度的差。高压饱和温度的检知方法是，前面所说的过冷控制和同样测定凝缩器中间的二相部的温度方法，计测高压压力换算饱和温度的方法。目标吐出过热在（10-20）左右发挥最大性能，有必要注意以下各点。大的话（-）吸入空气比容V4变大，循环流量根据（2）式减少。相反小的话（-）形成液压缩性能减少，成为压缩机故障的原因。电子膨胀阀控制时的过热应答的实例如图1.1.27所示。初期状态的SH7.18，电子膨胀阀55脉冲，频率60Hz，封入冷媒量1.25，冷媒循环量42.86,时间t0时，电子膨胀阀的开度为50脉冲急闭开口面积时的step应答数据。点是表示实际数据。P418页前记针对第一章冷冻周期控制所述的控制驱动和控制目的中的控制热交换量的送风机的风量（或者是水热交换器的水量）控制的控制目的进行讲述。原来是通过送风机转数的控制，在mollier线图上，想议论冷冻周期如何过度应答，在这之前在对热交换器的理论基础上流体温度的变化和流体的速度对表面热传达率所造成的影响的理解上，说明冷冻周期变动。标准的platfintube，空气冷媒热交换器如图1.1.28所示。冷媒流经管内测，空气流经管外侧。对支配热交换性能热通过率（）构成的要因进行解说。特别是成为控制对象的流体的速度对热通过率造成的影响，管内侧的冷媒流速对管内热传达率（）造成的影响和管外侧的风速对管外热传达率（）造成的影响能够分类。这个影响管外侧占60%80%，管内侧占20%40%比重。还有，管外表面热传达率是管外侧可以名为在干燥状态时的干面热传达率和伴随除湿湿润状态的湿润热传达率。也就是说是的10%20%增加。按照此，在处理凝缩器的热换热器时，只有干面热传达率比较好，处理和蒸发器的热交换时，干面热传达率和湿面传达率两方都必要。1.1.5 凝缩器送风机转速首先，如图1.1.29所示凝缩器热交换器的干面基准的热通过率和它的构成要素（，等）的相关关系的模式进行说明。1.1.5.1 热平衡冷媒侧加热凝缩器的情况冷媒侧热交换量是式（1.1.20） （1.1.20）：冷媒的损失热量（）：冷媒流量（）：入口冷媒热焓（）：出口冷媒热焓（）P419页（1） 式（1.1.20）表示的是冷媒失去的热量，冷媒流量和出入口热焓差。（2） 式（1.1.21）表现的是空气得到的热量，空气的流量和比热和空气的出入口温度差。（3） 式（1.1.22）所示从冷媒来的空气热通过量，这个热通过量是由传热面积和热通过率和空气冷媒的平均温度差（对数平均温度差）。（4） 以上3式表示的热量和安定时，也就是等于定常状态：。（5） 结果，独立的能量平衡的式中3个如果知道入口冷媒状态、和入口空气温度和流量、的话，可以同时决定热交换量和出口冷媒状态, 和出口空气温度。（6） 正确来说，前面所记的3个公式（1.1.20、1.1.21、1.1.22），简单来说如下假定。为了表现热交换器的性能的公式（1.1.21）和（1.1.22）一体化从空气侧来看使用温度效率。P421页按此变为,热通过率比来说变小.像以上决定传热性能的律速因子是管外的表面积传达率.下面针对各热电阻来叙述特性。1.1.5.4 管外表面传达率(干面) 【】(1)管外侧热传达率是根据翅片和管之间流过的空气的流速受到影响,如图1.1.35所示,空气流速越快热传达率变好.(2)通常的platfin热交换器在0.050.2 (3)特别是传热机械装置在低风速时变为层流温度境界层变厚,高风速时变为乱流,由于进行传热促进,作为有1有效数字的差异.1.1.5.5 管外表面污染电阻 【】由于管外侧的污染热电阻是随着时间变化有霉、灰尘等附着形成传热损害。热电阻全体中的几，和比较起来不能无限量。从控制的观点来看，不能成为短时间的热交换量或温度确保的控制对象。1.1.5.6 根据热传导热电阻【】作为完整例子，管厚0.35，铝铜的热传导率0.205时，热电阻。另一方面的热电阻是图1.1.28的热交换器前面风速5时，0.2 ；的热电阻变为5 。按此：，约；以管壁的热传导率作为起因热电阻和管外表明热传达率为起因的热电阻，定量变小，而且因为不能形成控制对称，可以无视。1.1.5.7 以管内侧热传达率为基础热电阻【】，管内侧热传达率如上月出版的图1.1.24再次刊登。横轴是蒸发器内冷媒的干度x（质量），纵轴是局部热传达率（x）。而且图中左上有的是管内的上、下，横方向各个局部热传达率，像这样蒸发器内冷媒是两相流的流动样式为起因导到局部管内热传达率变化，质量、管内位置等受到影响，平均的管内表面传导率是取24，管内外侧热面积比设定为15左右时，热电阻为7.5，拥有管外表面热传导率为基础热电阻5 ，同样水平的比重，但是，这个热电阻初期的目的也成为不了，管外侧送风机的风量控制的直接对象。1.1.5.8 管内侧污垢的fowling热电阻【m2*/kw】，由引起的热电阻，这个也成为不了我们的控制对象。正如以上所述，支配传热性能律速因子是管外的表面热传导率，这个表面热传导率是去掉热交换器前面风速与风量成正比例而变化。还有湿面热传导率同样定性来讲，在这说明不能参照下列各项。那么，我们进行驱动的热交换器用控制送风机转速，在mollier线图上，冷冻周期如何变化进行解说。1.1.5.9 冷媒凝缩代表温度和冷媒蒸发代表温度实际的冷冻周期的动作是图1.1.36的mollier线图上所示，凝缩器入口由于有过热气体而高温，带有吐出过热。而且，即使在蒸发器内伴随有冷媒的压力损失引起温度下降，出口附近有subcooled温度更加下降。同样，即使在蒸发器内发生冷媒的压力损失对这蒸发器出口发生温度降低，出口附近有过热温度会上升。在这里为了设计正确的热交换器；把热交换进行微小分割有必要推进计算，从控制立场来看，如图1.1.37所示，无压损的饱和凝缩温度和蒸发温度分别为冷媒凝缩代表温度和冷媒蒸发代表温度。1.1.5.10 凝缩侧送风机转速控制送风机转速的风量造成的影响如式1.1.29：初期转速（转动/s）：控制后的转速（转动/s）：初期风量（）：控制后的风量（）凝缩器前面面积对前面风速是式1.1.30：前面风速（）：前面面积（）相对前面风速来讲管外热传导率是图1.1.35。热通过率是式1.1.23。温度效率是式1.1.27。凝缩器热交换量是式1.1.26。另一方面冷媒侧的热交换量是式1.1.20。从这个空气侧看热交换量的式1.1.26和冷媒侧来看的热交换量式1.1.20是一致的，冷媒凝缩代表温度形成mollier线图上的高压侧温度以及压力。正确地能组成program；用下列例子简单的说明一下。例4：凝缩器送风机转速1700，风量6.0，前面面积0.1，入口空气温度20，空气密度1.176，空气比热1.005，冷媒凝缩代表温度38，管内侧热传导率2.0，管外传热面积3，管内电热面积0.2时，求凝缩器的温度效率及热交换量，还有量测转速1870上升时的凝缩温度变动。P423页例四所述，使凝缩器送风机增加10，使风量和前面风速上升10后，管外热传达率上升，热通过率的增加7。另一方面，温度效率伴随送风量增加的下降1.5。热交换量是冷媒凝缩温度；如果保持38不变化，比，来上升7，下降1.5，结算上升5.5。图1.1.38所示相对横轴空气侧的热交换量相对温度差（）表现为直线，一方面，冷媒侧能力由式1.1.20表示，冷媒流量（）和凝缩器出入口热焓差的积。而且，冷媒循还流量高压低的话，也就是说冷媒凝缩温度低的话，压缩机的体积效率上升情况如图1.1.11所述。按此推理，冷媒侧能力变为如图1.1.38的直线所示的能力。冷媒侧和空气侧的能力平衡点A是mollier线图上的冷冻周期的安定要点。按照此，凝缩器侧送风机的转速上升后冷媒凝缩温度也就是高压压力下降，凝缩器热交换量由少许上升。这样强硬地处理蒸发器的热交换量热量增加，蒸发器入口空气温度和冷媒蒸发温度的温度差会变大，低压有所下降。更有高压能下降的话，成绩系数COP会上升。1.1.6 凝缩器侧送风机转速的控制目的在这里，凝缩器的送风机转速的控制目的中有关性能改善的部分进行描述。1.1.6.1 冷房COP关于空气热源的冷房运行时，凝缩器担当室外热交换器，达到向高温外气的放热机能。Mollier线图上，比外气温高的凝缩温度，成为高压压力。这时，送风转速为最大，最大限发挥热交换能力。只是，夜间的部分负荷运转时，为了减低噪声有降低送风机转速无声模式。1.1.6.2高温吹出 凝缩器在室内侧，作为暖房被利用的情况，通常是从遵从利用者的遥控送风模式指令（强，中，弱），送风自动模式的情况和制热起动时，维持吹出温度，为了确保舒适性相测凝缩温度，控制送风量。1.1.6.3 高压确保冷冻机的冬期还有中间期运行时，热源侧凝缩器的外气侧温度变低，特别有高压过分下降的情况。1.1.6.4 最小转速 空气热源的暖房运行时，室内侧热交换器为凝缩器。这时的特别部分负载运行最小能力运行时，设定室内送风机的转速的最小值，防止短路电路。1.1.7蒸发器送风机转数 用蒸发器的热交换，包含除湿，使用湿面热传达流量率。不是凝缩器处理对数平均温度差，使用对数平均热函基准热通过率。P425页(1) 冷媒侧热交换量的式（1.1.31）是和干面的式相同等。(2) 空气侧热交换量的式（1.1.32）是表现为空气流量和出入口空气的热焓差的积，干面的式（1.1.21）的温度和空气比热和流量的积不同。温度伴随除湿无法处理潜热。(3) 通过管壁的热交换量的式（1.1.33）本来就和干面的式（1.1.22）不同，成为热焓差基准的式。特别是冷媒配管的外壁，相当冷媒温度作为湿饱和空气状态的热焓数来处理。(4) 湿面正确来讲可以作为前面所记的3各式（1.1.31）和式（1.1.32）和式（1.1.33）来解释，简单来说可以作下列假定，为了表现热交换器的性能把式（1.1.32）和式（1.1.32）一体代从空气侧来看使用热焓数定。1.1.1.2热焓效率对图1.1.42（1）假定= = 也就是无压损二相冷媒的蒸发 （2）新定义 热焓效率的定义是，对入口空气的热函和入口冷媒温度相当的管外湿润饱和空气的差，表示出口空气热焓接近到什么地方。（图的部分在资料上）。1.1.7.3湿面管外热传达率 【】湿面是热交换器的外壁温度，比周围空气的露点温度低的状态，管壁和翅片表面发生水膜而产生的。照此几何学上前面面积狭窄风速实质上是up。热交换性能比变大。图1.1.46表示的是热焓基准的湿面表面热传达率的例子。1.1.7.4蒸发器侧送风机转速控制根据蒸发器侧的送风机转数控制调整热交换性能，伴随冷媒蒸发温度的变化。根据这个对除湿性能也有影响，不但热交换能力还有对这个空气质量也有必要考虑，通过【例5】，说明定量的意思。【例5】蒸发器风量=5,前面风速=1.0,入口空气温度24，入口空气相对湿度60，冷媒蒸发温度8，管内热传达率=2.0管外传热面积3，管内传热面积0.2。空气的物性值入口空气绝对湿度0.0112，入口空气热函=52.496,干燥空气定压比热1.005，水蒸气的定压比热1.846，空气密度1.167, =2500。 这时，求吹出空气的温度和湿度及除湿量。而且预测使转数up蒸发器风量10时上述性能。【解答】入口空气条件（绝对湿度0.0112的露点温度是根据空气线图15.8，冷媒蒸发温度8，这个蒸发器表面是湿面。前面风速是=1.0，根据图1.1.43，湿面管外热传达率=0.07根据热焓基准热通过率是（1.1.35）（注：下面内容在资料上）P427页按此，蒸发器风量为2倍后，从空气侧来看热交换性能增加42，实际是，从冷媒侧来看热交换量也向增加方向变化。冷媒侧热交换量是表现为（1.1.31）是，特别冷媒循环量是依在前报的式（2）的中的比容积（）;低压上升气体冷媒比容积变小，空气侧热交换量和冷媒侧热交换量平衡。1.1.8蒸发器侧送风机转数控制的控制目的 根据蒸发器侧送风机转数控制，对蒸发器侧性能波及的影响，对除湿性能也有影响。也就是说蒸发器能力和蒸发温度和除湿量，还有低温时对结霜、冻霜也有必要考虑。1.1.8.1冷房能力 冷房运行时，室内侧热交换器变为蒸发器，这个送风量基本遵从基本的用户指令。只是自动模式，压缩机频率根据高-低。室内送风机的转数也从高低连动来控制。1.1.8.2除湿运行为了增加除湿量，有必要减低蒸发温度，使室内送风机的转数下降来运行。1.1.8.3蒸发温度固定运行 要在产业用途和低温机用，对目标蒸发温度进行和压缩机频率连动的蒸发器风机的转数控制。1.1.8.4 送风模式运行 冷房运行时，室内侧蒸发器的送风机运行；压缩机停止时，只有送风机保持运行，维持舒适性。1.2 保护控制和新机能控制1.2.1过电流防止控制 为了防止压缩机用电机上有过电流流过，防止变频、电机的破坏为目的。根据一次电流sensing降低频率。还有就是停压缩机。1.2.3高压保护控制 设计高缩机吐出压力的上限值，防止压缩机和附属机器的破坏。感知高压压力的饱和凝缩温度，控制凝缩机风机转数，还有变更膨胀阀的开度。还有在压缩机吐出口设置高压压力调节器，使频率回落停止压缩机。1.2.2液压缩防止控制 防止对压缩机的过度的液包，防止压缩机的破损。检测压缩机吸入冷媒气体的过热，控制膨胀阀。既使这样危险时停止压缩机液体冷媒。1.2.5 subcooled控制把凝缩器作为热交换器有效地使用，提升成绩系数（COP），目使膨胀阀入口冷媒完全液化，为了防止huting，把凝缩器出口冷媒的subcooled设置为48。1.2.6再热量的控制 把冷却、除湿空气再加热升温时，调节再加热用凝缩热交换量。感知升温吹出的温度，进行主凝缩器的风机控制。详细再第2章有说明。1.2.7膨胀阀的消音控制 通过膨胀阀冷媒通过气体或者二相运行模式，固定前馈膨胀阀的开度或者依照模式开度生成来控制。1.2.8 气体漏泄检知 对于封入冷媒量，检知气体漏泄，发生警报，检测定常mollier线图上的动作的偏差判断气体漏泄，现在还没有通用性和可靠性的简单方法。1.2.9除霜控制 空气热源热泵的暖房运行时室外热交换器上生成一定量的着霜，除霜运行控制导入。感知蒸发温度，实行热气除霜运行或者逆动周期运行或者加热除霜，室外热交换器出口冷媒温度上升时除霜运行结束，之后经过除水分后，恢复到通常暖房运行。1.2.10 结霜防止运行控制冷房运行时，防止从室内热交换器向室内吹出露珠。感知蒸发温度，为了不使蒸发温度降得更低，降低频率或者提高风机转数。1.2.11 室外机静音运行控制夜间运行时，为了降低室外机的声音，降低压缩机的频率，减少室外送风机的转数。1.2.12 热回收控制冷房负载和暖房负载混合的情况，或者冷房负载和暖房负载混在的情况，冷媒电路构成蒸发器和凝缩器，负载的不平衡用室外热交换器外理余剩热来外理。详细 在第2章讲解。第2章 节能控制和舒适性控制冷冻周期应用机器的节能化在对应环境问题变得越来越重要，从小型的家用空调到大型的涡旋冷冻机，在对应各个马力区域，使用的节能技术也不同。在本章，以下列5个题目为焦点，以mollier线图为中心，尽量能成为共通的技术课题。分各节进行说明。第1点，定速压缩机的发停损失冷冻周期的动特性，部分负载对应运行时伴随压缩机的发停，在冷冻周期的动特性上，发生能量损失。根据这个冷媒移动为了削减损失的冷冻周期控制进行阐述。第2是起动控制的某种方法。定常运行中的部分负载的存在也就是thermo on/off的过渡特性不同，初期起动时，发生的冷冻周期的动特性和其相关的东西。由冷媒电路内的冷媒的熟睡状态起动，其后伴随冷媒移动，分布，压力，温度有力地进行应答。这时的电子膨胀阀和开度怎样控制才好，更快，更节能，能形成舒适环境进行说明。第3是变频压缩机的容量控制和部分负载特性。在空调机实行排行榜。以高COP作为目标来开发机器。确实为了对应部分负载搭载变频，实施连续容量控制，冷冻能力下降，COP上升。但是，冷房运行模式，随着压缩机频率下降，冷媒循环流量减少冷冻能力减少，冷媒和二次侧容气的温度差变小，冷媒蒸发温度上升，SHF也上升，不能除湿。也就是高COP等于SHF=1实行运行，室内2490%时COP=7。COP在求取时能力Q（KW）备受关注， 自此也应该考虑其中的显热冷却和潜热除去的比率。第4是COP和除湿性能提高为目的再热除湿控制。改良上述所记现象冷媒再热冷冻系统的构筑和其控制相关的内容。从冷房气味的除湿到暖房气味的除湿，潜热能力和显热能力如何自由控制进行阐述。第5是冷暖同时，热回收控制，1个冷媒电路利用侧的热交换器有复数个。也就是说一拖多空调，冷房负载和暖房负载可以同时发生。蒸发器上蓄积的热用冷凝器来放热。这两个负载的差用室外热交换处理。针对这个控制和冷冻周期进行阐述。2.1定速压缩机的发停损失和冷冻周期的动作特性。2.2解析对象冷媒电路在冷房时，压缩机起动时，连续运行时，压缩机停止时的冷房能力，压缩机输入，蒸发器风机输入，COP，蒸发器局部温度，各部压力的变化用图2.1.1的冷媒电路计测，解析。运行方法是有连续运行和ON/OFF运行。连续运行是指运行开始后16.5小时经过时的安定的冷冻周期时的东西。ON/OFF周期运行是指反复5分钟ON 5分钟OFF经过2小时的情况。(1) 运行特性文献的老数据显示，连续运行和运行率50%（5分钟ON 5分钟OFF）的ON/OFF时的运行特性如表2.1.1所示。就特征而言，50%运行率时，和连续运行时比，能力降为1半，输入在一半以上，作为结果后COP的减低14%。还有除湿量对800cc/h变为0cc/h。(2) 蒸发器局部配管温度分布。为了看热交换器能多大程度的被利用，在连续运行时的蒸发器局部配管温度分布在图2.1.2，ON/OFF运行时数据如图2.1.3和图2.1.4所示。分别显示的是蒸发器入口（1）到出口（23）冷媒的流经沿着U带部的配管壁温度。连续运行时从入口（1）到（18）能够有效地使用。另一方面，压缩机起动时（NO）时的30秒的局部温度分布如图2.1.3所示。每时每刻蒸发器配管温度有下降，最后5节后，还有蒸发器中间位置（10）处温度下降。根据这个，冷房能力还不能充分显出，可以预想是除湿没有进行。还有蒸发压力相当的饱和温度检测位置（热敏电阻设置位置）在中间偏上流侧设置。随着压缩机OFF：蒸发器管壁温度如图2.1.4所示上升，最终达到室温25。（3）压力变动和输入连续运行时,压缩机吸入压力是0.45MPa，吐出压力1.8 MPa，输入是相对0.723KW，ON/OFF运行时，如图2.1.5所示吐出压力的overchutpeak压力P1=1.9 MPa，吸入压力P5的underchute压力达到0.42 MPa，压缩机输入peak值达到0.860KW。5分钟的平均输入是0.3862=0.772KW。相对连续运行时的输入0.723KW，ON/OFF时起动时的peak输入功率up 率0.860/0.723=1.19（19%up）是表示负载转矩的上升率。必须要考虑变频驱动电路的耐转矩特性上升19%。还有压缩机OFF时，为了室内舒适性，室内送风机是送风模式输入40W。（4）局部热交换量 蒸发器上局部热交换量（1.1.32），固定A0*u，根据蒸发器配管温度图2.1.3的数据各pass时系列局部热交换量出现的如图2.1.6。压缩机起动前在蒸发器中间下流侧是室内风机运行中，以及上流是从凝缩器经由毛细管考虑流入高温、高压的冷媒，进行稍许热交换，伴随驱动从蒸发器入口侧能力能力下降，可以明白中间以下还有热交换没有充分进行这个情况。（5）局部干度X 从蒸发器入口到出口的局部干度X，从压缩机起动前间隔30秒的数据如图2.1.7所示。起动前的干度相对变小，液变多。伴随压缩机起动由于从高压侧的凝缩器出口热交换的不充分的未凝缩气体流入蒸发器入口，蒸发器内干度X一旦上升然后变小，慢慢变为安定干度分布。（6）局部气泡率局部气泡率的变化图1.8所示。压缩机启动前起泡率低。也就是液体含量比较多。表示气体的体积比率所示的起泡率，随后压缩机起动，一旦上升然后接近稳定。（7）局部冷媒分布量 每一根冷媒配管，从上流到下流的冷媒分布量如图2.1.9所示。压缩机起动前很多的冷媒在管内滞留，伴随着压缩机起动冷媒一旦过分减少，随着时间经过渐增。这个事情伴随压缩机起动，蒸发器内的液冷媒在液冷媒状态下被吸入压缩机内。可以推定为液压缩状态。2.1.2 ON/OFF时段动特性的根源本质 发生部分负载对应时伴随压缩机的发停，冷冻周期内的冷媒分布成为压力、温度的动特性的根源。按照此，为了使冷冻周期的高效率化，各构成要素（压缩机、凝缩器、膨胀阀、蒸发器的改良开发，还有必要详细分析冷媒填充量，循环冷媒流量的控制，热交换器内的冷媒分布，冷媒周期全体的控制。特别今后包含部分运行为了提升年度COP，伴随机器操作，必须正确把握冷媒电路的动作特性。 发生压缩机停止时分析能量损失要因的话可以从下列几项来说。（1）机压缩机停止时，高压侧冷媒流入低压侧，变成等压，热能量增加混合热焓，变成能量损失。（2）停止时，高压侧冷媒流入低压侧的蒸发器，发生再起动时液压缩，形成输入的增大。（3）比较连续安定运行时的冷媒周期各构成要素的合适的冷媒分布，停止时蒸发器上最大的冷媒熟睡，凝缩器分布过少的气体冷媒，起动时由于有必要从低后侧到高压侧移动，消费无用的输入。从这些东西，来把握冷冻周期的起动特性把握，包含停止时冷媒的分配状态也很重要。（3）蒸发器局部配管温度分布和常规的冷冻周期的蒸发器局部配管温度分布图2.1.3 相比，高低压遮断阀冷冻周期如图2.1.14所示，伴随压机ON达到瞬时安定蒸发温度。蒸发器配管有效利用率也是18个/23个的78%。按此冷房能力除湿量充分up。（4）压力变动和输入图2.1.13所示冷冻周期，如图2.1.15所示压缩机停止时，凝缩器压力P2保护高压状态，逆止阀和电磁阀被遮断。但是从压缩机吐出port到逆止阀间的压力P1是根据压缩机内的漏泄低压降低。低压侧压力P3-P5相当周围温度的饱和压力约0.9Mpa上升。在这儿，凝缩器侧高压压力P2是和蒸发器侧低压分离的，维持高压压力，压缩机吐出的压力P1再起动压力下降，变为吸入，吐出同一压力，也就是说避免了差压起动。再起动时的高压压力的overchute压力P1的最大值是720W，比常规的peak输入860W（图2.1.5）降低20%。不引来再起动时的低压，顺畅地进行再起动。（5）局部热交换量蒸发器的局部热交换量如图2.1.16。伴随压缩机起动快速，接近定常的局部热交换分布，且从蒸发器入口1到18的pass有效地贡献热交换。（6）局部冷媒分布图2.1.17所示，本冷冻周期，安全运行时的冷媒分布就那样维持压缩机停止，压缩机起动后马上转为热交换。 2.1.4 ON/OFF损失减低用冷冻周期技术课题（1）压缩机差压起动对策停止压缩机关闭冷冻系统时，设置在凝缩器出口侧电磁阀同时关闭，高压冷媒和低压冷媒遮断的情况，压缩机吐出侧花费高压压力，压缩机吸入侧有低压压力。这样的状态再起动压缩机后，负载转矩变大电机转矩不足导致失速，无法起动。所以在压缩机吐出侧设置了逆正阀，构成图2.1.20的冷媒电路，吐出管部的高压气体冷媒，从压缩机内隙间的漏泄逃逸的吸入管，压缩机自体在低压环境下放置的方法。这种情况弱正压缩室内油的流发，可以逆止阀进行阻止。弱正是是运行中有逆止阀通过冷媒的压力损失，性能低不下少许。（2）高低压遮断阀代替电磁阀+毛细管的电子膨胀阀，能实现技能全闭功能吗？也就是说有全闭功能的电子膨胀阀变得必要起来。因此需要满足以下的要求。（a）电子膨胀阀的全闭速度是有必要电磁阀并排瞬时全闭。定常norrow运行中到全闭状态要花费10数秒，这样流入高压冷媒，能量损失的消减效果就会变少。（b）从全闭到再驱动时，也就是说不发生触合。电子膨胀阀有高压和低压存在，这个压差有必要形成可以转动的转矩。份2.2起动控制的方法本节是通常运行中的部分负载的所谓thermo ON/OFF的过渡特性不同的，初期起动时可见的冷冻周期的动态特性和其控制进行阐述。从冷冻电路为冷媒的熟睡状态，启动压缩机，之后随着冷媒的移动，分布压力和温度有力地进行应答。这时电子膨胀阀的开度怎样控制，更快、更节能，能形成舒适环境进行说明。2.2.1初期起动时的冷媒分布首先暖房运行条件，热泵空调的初期起动时的压力变化如图2.2.1，冷媒分布移动状态如图2.2.2所示。压力变化的特征是，低压的引入在压缩机起动40秒后，更平缓，高压压力缓慢到5分钟后逐渐上升。还有，起动时的冷媒起动的特征是，起动前在蒸发器本就存在很高的，冷媒途中经过40秒左右，压缩机内包含的冷媒增加，安定时，冷凝器上被分配上很多的冷媒。（1） 冷媒分布计测方法本实验数据在文献上所示，冷媒电路用压缩机部，冷凝器部，液管部，蒸发器部的？能判断设计的电磁阀和金属球阀，和下次起动后的时间同时瞬停，根据各部分的重量测定而得到。当然，一次重量测定之后引入的真空，再次填充同一冷媒量，放置一晚，再次起动计测其他时刻。（a） t0秒， 起动前，室内21室外7运行，冷冻周期安定后停止，放置一晚上（b） t40秒，引进时（c） t=7分50秒，低压引进后，一次上升，再次下降至安定时的低压最高点（d） t1小时，安定运行时（2） 试验结果（a） 起动前是在蒸发器集中了80左右的冷媒。（t0秒）（b） 低压引入时，压缩机上30，以上的冷媒沉积。（t40秒）（c） 低压回复时，冷凝器上分配了最大冷媒量的60。（t7分50秒）（d） 安定时，冷凝器55。蒸发器15，压缩机约10。（3） 考察（a） 起动前，蒸发器内封入冷媒量的80多余，压缩机10，冷凝器3，图2.2.3的连接管模式，对这个机械装置进行说明。室内温度Ti和室外温度T0的异常温度为基础，冷媒电路内共通压力P相对低温T0支配饱和压力Pos。详细在图2.2.4的mollier线图和冷媒的溶解度线图连成的图进行说明。P599页根据室内温度Ti和室外温度T0的不同温度，冷媒电路内共通压力P相对低温T0支配饱和压力。详细在图2.2.4的mollier图和冷媒的溶解度线图连成的图进行说明。溶解度溶解的液冷媒/（油溶解的液冷媒）相对外气温度T0，Po时纯冷媒的饱和压力是Pos，冷媒电路内的油冷媒压力P比Pos要效。如果PoPos。溶解度是1，油的冷媒会溶解。这样冷媒电路内的压力P在Pos之下。压缩机和蒸发器内的冷媒是B，冷凝器内的冷媒是C。这个B和C是mollier线图的过热气体，溶进油内的冷媒变为液体。按照此，冬期暖房运行时的压缩机停止时，可以理解低温室外的压缩机和蒸发器冷媒熟睡。（b） 发生低压引进现象机械装置是能用以下说明蒸发器内的大量液冷媒是没有充分热交换还是湿的状态被吸入压缩机，密度浓的二相冷媒被压缩吐出循还流量多。另一方面，向蒸发器从膨胀阀流入的气体冷媒少，增减蒸发器向低压处下降。还有从压缩机突出的高压，低温的气体冷媒是如图2.2.5所示高压的压缩机的油溶解，冷凝器冷媒没有重返供给的状态持续，按照此，冷冻周期（蒸发器）内成为冷媒不足状态，发生低压引进现象。2.2.2 起动时的压缩机吸入和突出冷媒举动高压的压缩机的起动起动时的吸入冷媒的干度和压缩机腔内冷冻机油的溶解度时系列数据如图2.2.2所示。据图2.2.6结果所示，起动后到30秒吸入干度非常低，冷媒（接近x0.5干度），还有，冷冻电路内的蒸发器起动前残留的液态冷媒急速地被吸入到压缩机，2分钟经过后，压缩机吸入干度逐渐上升，压缩机起动后的6分钟到0.9。对冷冻机油的冷媒的溶解度，最初20左右上升到32，2分钟经过后，再次降下至安定。这个溶解度峰值是，压缩机吸入干度的上升和运行，x0.7以上后，压缩机突出冷媒被推定为过热气体。图2.2.7标示吐出温度和压缩机吐出冷媒量。吐出冷媒流量是保持压缩机起动后10-20秒后峰值，以后到90秒附近减少，之后再次增加到安定。这个是如前面所属起动前后在蒸发器留的液体冷媒，气在压缩机吐出吸入，根据高压上升对油的溶解度增加，对冷凝器的流出减少，使油生温再次溶解减少，吐出冷媒流量增加。图2.2.8标示的使压缩机内的冷冻油溶解的液冷媒的解析数据（实践）和试验数据（OFP）。给本冷媒电路的封入冷媒量是900g，冷媒机油是300cm3，全封入冷媒量的约一半500g是溶解为冷冻机油，可以视为冷媒电路内冷媒不足的情况。放至起动时的压缩机的冷媒的熟睡，为了顺利地实现冷冻周期的起动，有1）起动前的压缩机加热降低油的溶解度方法，2）压缩机停止时，不残留冷媒用高压和低压电磁阀进行遮断的方法。2.2.3 起动时电子膨胀阀的控制冷冻周期的起动时，为了使压缩机吸入冷媒气体的过热度在05，电子膨胀阀的开度控制适当地进行。不过，压缩机起动时，频率急剧上升，高低压力差液扩大，电子膨胀阀入口处的冷媒状态从气体相到液体相急变，流量也非连续性急增，对电子膨胀阀的开度指令，不能视过热度应答的延迟。按此，从目标过热和采样数据的差，就那样给电子膨胀阀的开度指令值作为输出，不能期待精度好的过热控制。不过，冷冻周期起动时，进行某一程度相似的起动模式的反复。对这样的起动特性，为了实现给予的过热度的对电子膨胀阀，根据试行和反复修正，有预先形成的可能。因此，根据文献3，在实验室反复起动冷冻周期，电子膨胀阀开度模式自动的在电脑生成说明设计支援系统。（1） 问题设定作为目标过热为（0tT）。添字t是是目标函数。T是起动时的过渡时间幅。试行，给予电子膨胀适当的开度指令，测定这个过热应答。在这个添字r是指令值函数，添字a是标示过热的应答。还有添字j表示j回的试行。j次的过热应答过热的目标值函数比较的数值，以下次的j1次的试行过热应答为目标值函数，这样比较接近，决定下次的j1次的试行的开度指令。在这里，从，计算的算法叫做修正算法。P601页（2）表现试行的漂移函数试行和修正的过程的安定性，用各阶段的试行的2次平均无差的平方相。 （2.2.4）伴随着试行重复有减少的倾向。当然这个假定成立。冷冻周期起动时，前提是以某一程度起动模式反复的。事实上，使频率上升的方法，送风量和风量为起动模式被固定。这个使行和修正的过程的安定性使根据 （2.2.5）来定义，根据试行的漂移函数进行调查的。试行的漂移函数是作为修正算数的函数如下求得。 （2.2.6）（下面的公式在资料上）为了调查试行和修正的过程的安定性，若是调查漂移函数j这个漂移函数是，冷冻周期的传达函数和（2.2.9）式后的偏差有什么样的修正函数来决定。修正函数不适合的话，试行和修正就会不安定，huting或者发散。（2） 冷冻周期的过热应答的传达函数的决定图2.2.10在室内温度21，室外温度7，室内风机以6固定的，频率试60Hz定运行时，电子膨胀阀的开度从60脉冲急闭时的过热的step应答的测定数据。这个数据FTC离散傅利叶变换表示功率矢量，这个结果通定后接近曲线，求渐衰系数和W（固有振动数），这个2次延迟的传送函数如下式所示。P602页(4)修正函数的形的决定决定修正函数的形,单纯来说为，也就是j+1次的电子膨胀阀的脉冲指令值,对j次的指令值过热偏差进行修正的话,过热应答会接近过热目标，用这个方法修正函数=1；试行的漂移函数,实行的漂移函数为，相对WWN=0.0238的波形成分,也就是对周期t=2/WN264秒的振动波形成分,phase(位相角) -90,偏差扩大.解决这个的方法: (2.2.13)进行修正,修正函数的形状是:来设计 (2.2.14)也就是,在j次试行根据t+j秒后的偏差,j+1次的t秒后的电子膨胀阀据诶的那个脉冲指令值。(5)压缩机起动时的电子膨胀阀脉冲开度模式的自动生成项目根据电子膨胀阀的脉冲变化冷冻周期的过热应答的传达函数:修正函数修正方法,使用偏差的秒(=30秒,60秒,90秒)的数据,调查安定性,这个结果, 越大,也能压制小波段的振动, 变为180秒后,这个拟制为各周期的大波.以下,使用试验的过热的是定数又相近=60120秒,采样数据间隔是15秒.压缩机起动时的电子膨胀阀的脉冲开度模式的自动生成如图2.2.13的系统,根据以下的算法进行.(a) j=1,给予目标过热=2-4P603页求安定运行的电子膨胀阀的脉冲开度,=(b) 实行j次的试行也就是, 作为电子膨胀阀的指令值来输出,测定这个应答的过热。=-:压缩机吸入温度():压缩机吸入压力相当饱和温度()计算(c)j次的试行的数据的偏差= -,模式形成时推进(f),不是那时候的推进(d)。(6) 电子膨胀阀脉冲开度自动生成结果以上的程序,初期起动时的过热时0-5安定的电子膨胀阀的脉冲开度模式.根据这个结果,可得到约23次最合适的模式,起动后1分钟左右过热变为0,实质是湿的状态,前节已经讲过,1分钟后过热约在0-5以内,这时生成的电子膨胀阀的开度(脉冲)是最初1000脉冲开,过2分钟左右到450脉冲关闭.P663页变频压缩机的容量控制和部分负载特性在这里,对一定速压缩机搭载的冷冻周期的动作特性,部分负载应对时,伴随压缩机的发停能量损失,这个解决作为根据变频压缩机频率可变,部分负载时也可能连续运行,减少压缩机的发停频率,随着这个发生有减低能量损失的技术,本节是使用变频用连续容量控制,