变频空调系统调节特性研究

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1、变频空调系统调节特性研究STUDYONTHEADJUSTINGPERFORMANCEOFVARIABLE　FREQUENCYAIRCONDITIONINGSYSTEM　摘要　本文能过仿真计算的方法，分析了各种影响空调系统性能的因素，分为扰动因素和调节因素，本文分析了各因素对空调系统性能影响的规律，为实现变频空调系统的优化设计、自动控制和故障诊断奠定了基础。　关键词:变频空调系统频率热交换器容量ABSTRACT　　Allthefactorsanceofvariablefrequencyairconditioningsystemandbesepa

2、ratedintotulation.Theresultsareveryusefulforoptimizingthedesign,automaticcontrollinganddiagnosisofexception.　KEYfrequencycapacityofheatexchanger1引言　　变频压缩机的使用，提高了空调器的部分负荷时的性能，用变容量的柔性控制代替了起停控制，同时也提高了室内的热舒适性。电子膨胀阀的出现在家用小型空调器中取代毛细管，对压缩机吸气过热度进行有效的控制，改善了变频空调的非标准工况下的性能，也增加了空调器的调控手

3、段。两者的出现不仅使空调器的性能得到改善并将大大加快空调器机电一体化的进程[1,2,3]。随着日本向中国开放变频压缩机市场，变频空调器成为空调器厂家新的经济增长点，所以，变频空调器的研究开发成为了国内空调器厂家和研究团体的热点课题。　由于变频空调系统性能的优劣不仅取决于制冷系统的优化匹配，还在很大程度上取决于控制系统特别是控制策略的好坏。变频空调控制系统的控制对象是一个多目标非线性系统，可采用模糊理论、人工神经网络理论、遗传算法等现代控制理论来实现。但仅仅控制室温等人体舒适性参数是不够的，必须综合考虑空调系统的可靠性、稳定性和室内环境的舒适性

4、因素，而这些因素都和制冷系统特性密切相关。所以研究空调系统的特性是开发变频空调系统及其控制系统的前提。本文利用变频空调系统仿真模型，利用其仿真结果分析了多种因素对变频崆调系统性能的影响规律，为变频空调系统的开发提供了一定的理论指导。　　2影响因素　以压缩机为核心将影响制冷系统性能和制冷剂状态的因素分为两大类：扰动因素和调节因素，实际上制冷系统的运行过程即为扰动和调节因素的对立统一过程。　2.1扰动因素　　扰动因素是指被动影响制冷系统性能和制冷剂状态的因素。VRV系统中的扰动因素有以下内容：　　室外环境工况指室外环境的温、湿度条件。　　室内环境

5、工况指各室内环境的温、湿度条件。　　室内机风速当将室内机风速成的控制权交与用户时，室内机风速的改变对于制冷系统而言，将成为被动影响制冷循环的因素。　　室内机运行模式按流经室内换热器的制冷剂状态不同，室内机的运行模式分为制冷（包括除湿）、制热模式两类，不包括送风模式。　　2.2调节因素　　调节因素是指通过控制系统的调节部件主动影响制冷系统性能和制冷剂状态的因素。在VRV系统中的调节因素包括以下内容：　　压缩机运行频率压缩机运行频率是调节制冷循环、改善系统性能的主要因素。在变频空调系统中，通常利用压缩机频率直接控制室温。　电子膨胀阀开度在变频空调

6、系统中，室温和蒸发器出口过热度可以通过压缩机频率和电子膨胀阀开度实现解耦控制，故一般采用电子膨胀阀单独控制蒸发器出口过热度。　室外换热器风速室外机换热器的风速是调节制冷循环状态、改善系统性能的主要因素之一。无论室外换热器作为蒸发器还是冷凝器使用时，对换热器的各种风速进行调节，可以分级控制换热器的容量，进而控制制冷循环的冷凝温度和蒸发温度等制冷剂状态参数。　此外，还有热气旁通除霜电磁阀等也是系统的调节因素。　3调节特性分析　变频空调系统的性能不仅与压缩机的频率有关，而且与室内、外热交换器的容量和室内、外环境工况有密切的关系。根据　3．5蒸发器环

7、境湿球温度对空调系统性能的影响　当蒸发温度低于其工作环境的露点温度时，蒸发器表面会出现水蒸气凝结现象，其结果会强化传热，其传热的推动力是环境空气与蒸发器表面饷和空气的焓差，或者说明空气湿球温度之差。　从图5可以看出，当其它因素固定不变时，蒸发器工作环境的湿球温度升高使得制冷循环的冷凝温度缓慢上升，但蒸发温度明显上升；由于其压缩比和吸气比容逐渐减小，制冷剂质量流量逐渐上升，制冷剂流量增加与单位质量压缩功减小程度基本一致，故空调系统的耗功量基本不变。冷凝温度变化平缓，冷凝器出口焓值并无较大改变；另一方面，蒸发温度提高使得单位制冷量增加，其综合效果

8、是空调系统制冷量和能效比均有一定程度提高。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图5蒸发器入口空气湿球温度对空调系统性能的影响　4结论