多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計-文檔資料

1、1漫談多聯(lián)機漫談多聯(lián)機清華大學(xué)清華大學(xué) 20052005年年10 10月大連月大連 2 漫談多聯(lián)機漫談多聯(lián)機 前前 言言 多聯(lián)機系統(tǒng)的作用域多聯(lián)機系統(tǒng)的作用域 多聯(lián)機系統(tǒng)的合理設(shè)計多聯(lián)機系統(tǒng)的合理設(shè)計 多聯(lián)機組尚需提高多聯(lián)機組尚需提高 結(jié)束語結(jié)束語 3 前前 言言漫談多聯(lián)機漫談多聯(lián)機4前言前言 多聯(lián)機的分類多聯(lián)機的分類單冷單冷型型熱泵型熱泵型熱回收型熱回收型 一部分房間供冷一部分房間供冷 同時一部分房間供熱同時一部分房間供熱 2管制系統(tǒng)管制系統(tǒng) 3管制系統(tǒng)管制系統(tǒng)52管式熱回收型多聯(lián)式空調(diào)機組管式熱回收型多聯(lián)式空調(diào)機組EV1 EV2 EV3EV1 EV2 EV3 V1V1 V3V3 V2V2

2、V4V4室內(nèi)機組室內(nèi)機組 室外機室外機冷熱冷熱轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器63 3管式熱回收型多聯(lián)式空調(diào)機組管式熱回收型多聯(lián)式空調(diào)機組 室內(nèi)機組 室外機 EV0EV1 EV2 EV37前言前言 多聯(lián)機的特點多聯(lián)機的特點4容量自由組合容量自由組合 8 856 56 HPHP44系統(tǒng)簡單系統(tǒng)簡單 設(shè)計靈活設(shè)計靈活 室外機位置任意、作用半徑大室外機位置任意、作用半徑大44精確控制室內(nèi)溫度精確控制室內(nèi)溫度44節(jié)能節(jié)能 室內(nèi)機獨立控制、室外機變頻室內(nèi)機獨立控制、室外機變頻44安裝簡便安裝簡便 可靠性高可靠性高8前言前言 多聯(lián)機的現(xiàn)狀多聯(lián)機的現(xiàn)狀 良好的中小型中央空調(diào)系統(tǒng)方案良好的中小型中央空調(diào)系統(tǒng)方案 幾乎譽為可以一統(tǒng)

3、天下幾乎譽為可以一統(tǒng)天下 但是：但是： 多聯(lián)機的發(fā)展歷程才多聯(lián)機的發(fā)展歷程才2020年，一定存在年，一定存在 諸多不明的問題，需要提出加以討論諸多不明的問題，需要提出加以討論多聯(lián)機運行特性的主要研究方法是實多聯(lián)機運行特性的主要研究方法是實 驗研究，其仿真研究才剛剛起步驗研究，其仿真研究才剛剛起步 提出以下問題，希望引起大家的關(guān)注，提出以下問題，希望引起大家的關(guān)注，并在實踐中逐步回答并加以解決并在實踐中逐步回答并加以解決9系統(tǒng)作用域系統(tǒng)作用域漫談多聯(lián)機漫談多聯(lián)機10作用域作用域 作用范圍作用范圍實際配管長度實際配管長度 100150m等效配管長度等效配管長度 115175m總體高度差總體高度差

4、50m室內(nèi)機間高差室內(nèi)機間高差 15m 30？第一分支至最遠第一分支至最遠 40m11作用域作用域 問題問題lg ph 50m 管路承壓管路承壓 電子膨脹閥匹配電子膨脹閥匹配 40、150m蒸發(fā)溫度不同蒸發(fā)溫度不同吸氣壓力降低吸氣壓力降低排氣溫度上升排氣溫度上升制冷工況制冷工況（室外機在上）（室外機在上）12作用域作用域 問題問題lg ph 15、50m 液體閃發(fā)液體閃發(fā) 冷凝壓力保證冷凝壓力保證 150m高壓氣冷凝高壓氣冷凝制熱工況制熱工況（室外機在上）（室外機在上）13作用域作用域 性能系數(shù)性能系數(shù) 樣本樣本 ( (配管等效配管等效7.5m7.5m） 0 00.50.51.01.01.51

5、.52.02.02.52.53.03.03.53.50 02020404060608080100100120120140140制冷量制冷量(kW)(kW)EER(W/W)EER(W/W)14作用域作用域 性能系數(shù)性能系數(shù)室外機室外機室內(nèi)機室內(nèi)機0室內(nèi)機室內(nèi)機3室內(nèi)機室內(nèi)機2室內(nèi)機室內(nèi)機1 1室內(nèi)機室內(nèi)機4CHCHCHCHCHCHCHCHCHEV1EV2EV5EV4EV3壓縮機壓縮機r r 換熱器換熱器氣液分離器氣液分離器高壓氣管高壓氣管低壓氣管低壓氣管液管液管Tliq,0Tgas,0Tliq,1Tgas,1Tliq,2Tgas,2Tliq,3Tgas,3Tliq,4Tgas,4PgasPLiq

6、PgasPLiqPgasPLiqPLiqPgasPLiqPgasPliqPHigh,gasPLow,gasTsu,1Tsu,2Tex5 5個室內(nèi)機個室內(nèi)機制冷劑：制冷劑：R407cR407c3 3管熱回收型系統(tǒng)管熱回收型系統(tǒng)作用半徑約作用半徑約40m40m實驗機組實驗機組地點：列日大學(xué)地點：列日大學(xué)15作用域作用域 性能系數(shù)性能系數(shù)0.000.000.500.501.001.001.501.502.002.002.502.503.003.00151520202525303035354040室外溫度室外溫度 COPCOP30% 30% 部分負荷部分負荷 50% 50% 部分負荷部分負荷 = 50

7、%= 50% 50% 50% 部分負荷部分負荷 60% 60%試驗試驗: :室外溫度室外溫度 負荷負荷 COP COP基本不變基本不變 16作用域作用域 能耗問題能耗問題 配管長度影響配管長度影響流動阻力流動阻力R22 吸氣管阻力吸氣管阻力銅管銅管OD t=0.04/m mm p=731 pa/m 18 5.84 kW ( 7.0m/s) 22 10.31 (1421/11.716.1) 28 20.34 (2836/12.716.3) 35 37.31 (4554/12.715.2) 42 61.848 . 1QQLtt17作用域作用域 能耗問題能耗問題 配管長度影響配管長度影響系統(tǒng)能力系統(tǒng)

8、能力制冷量制冷量蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度t0 te t 室內(nèi)機（總和室內(nèi)機（總和, tn）吸氣管阻力吸氣管阻力QeQ0室外機室外機18作用域作用域 能耗問題能耗問題 配管長度影響配管長度影響系統(tǒng)能力系統(tǒng)能力等效長度等效長度30m30m50m50m80m80m100m100m 120m120m 150m150m制冷制冷 t 2.2 3.6 5.8 7.3 8.8 11t 2.2 3.6 5.8 7.3 8.8 11 0.93 0.93 0.890.89 0.830.83 0.780.78 0.740.74 0.68 0.68 制制 熱熱0.990.99 0.990.99 0.970.97 0.970.9

9、7 0.960.96 0.950.95吸氣管阻力壓縮機吸氣壓力降低，制冷吸氣管阻力壓縮機吸氣壓力降低，制冷能力下降，每能力下降，每約約3的容量修正率：的容量修正率：19作用域作用域 能耗問題能耗問題配管長度影響配管長度影響系統(tǒng)能耗系統(tǒng)能耗lg ph流動阻力流動阻力吸氣壓力下降、過熱增加吸氣壓力下降、過熱增加系統(tǒng)系統(tǒng)EER相應(yīng)下降，每相應(yīng)下降，每約約3%EER 1.9 2.4 20作用域作用域 能耗問題能耗問題0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度 20 15 10 5 0 20 15 10 5 0 制冷量制冷量 kWkWA AB BC C1

10、 12 2 2”2”3 3” ”3 3 MME EO O p p p p2323 p p1212室外機室外機室內(nèi)機室內(nèi)機3 3 室內(nèi)機室內(nèi)機 配管阻力的影響配管阻力的影響室外機：吸氣壓力降低室外機：吸氣壓力降低 制冷量減小制冷量減小室內(nèi)機：蒸發(fā)溫度提高室內(nèi)機：蒸發(fā)溫度提高 制冷量減小制冷量減小21提高設(shè)計水平提高設(shè)計水平漫談多聯(lián)機漫談多聯(lián)機22 設(shè)計要點設(shè)計要點作用半徑適當(dāng)作用半徑適當(dāng)控制吸氣管阻力損失控制吸氣管阻力損失23設(shè)計要點設(shè)計要點 優(yōu)化匹配優(yōu)化匹配合理確定室內(nèi)外機容量合理確定室內(nèi)外機容量24設(shè)計要點設(shè)計要點 5 0 5 10 15 20 25 30 5 0 5 10 15 20 25

11、 30 蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度 20 15 10 5 0 20 15 10 5 0 制冷量制冷量 kWkWA AB BC C1 12 2 2”2”3 3” ”3 3 p p p p2323 p p1212室內(nèi)機室內(nèi)機3 3 室內(nèi)機室內(nèi)機室外機尋優(yōu)室外機尋優(yōu)室內(nèi)機尋優(yōu)室內(nèi)機尋優(yōu)冷量不足冷量不足室外機室外機25設(shè)計要點設(shè)計要點 5 0 5 10 15 20 25 30 5 0 5 10 15 20 25 30 蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度 20 15 10 5 0 20 15 10 5 0 制冷量制冷量 kWkWA AB BC C p p p p2323 p p1212室外機室外機室內(nèi)機室內(nèi)機3 3 室內(nèi)機室內(nèi)機室

12、外機尋優(yōu)室外機尋優(yōu)室內(nèi)機尋優(yōu)室內(nèi)機尋優(yōu)26設(shè)計要點設(shè)計要點 系統(tǒng)布局要思考系統(tǒng)布局要思考需要考慮室內(nèi)機和室外機需要考慮室內(nèi)機和室外機的相對位置關(guān)系的相對位置關(guān)系27設(shè)計要點設(shè)計要點 制冷模式制冷模式 室外機在下部室外機在下部上升高壓液體管需克服重力損失上升高壓液體管需克服重力損失防止液體閃發(fā)防止液體閃發(fā)制熱模式制熱模式 室外機在上部室外機在上部高差越大高差越大要求壓縮機排氣壓力越高要求壓縮機排氣壓力越高28設(shè)計要點設(shè)計要點高壓液體遠距離傳輸高壓液體遠距離傳輸 可能出現(xiàn)沿程閃發(fā)和液體回流可能出現(xiàn)沿程閃發(fā)和液體回流膨脹閥的容量膨脹閥的容量 要考慮室內(nèi)機在任何位置都有良要考慮室內(nèi)機在任何位置都有良好

13、調(diào)節(jié)特性好調(diào)節(jié)特性29設(shè)計要點設(shè)計要點各房間空氣參數(shù)各房間空氣參數(shù)應(yīng)相差不大應(yīng)相差不大否則：適應(yīng)低參數(shù)否則：適應(yīng)低參數(shù) 增加能耗增加能耗30提高機組系統(tǒng)水平提高機組系統(tǒng)水平漫談多聯(lián)機漫談多聯(lián)機31 系統(tǒng)的控制問題系統(tǒng)的控制問題 數(shù)碼渦旋壓縮機數(shù)碼渦旋壓縮機 均油與回油措施均油與回油措施 R410A32 系統(tǒng)控制問題系統(tǒng)控制問題VRF test benchEvolution of the reference temperatures.15.020.025.030.01.41.61.82.0Test time (Hour)Temperature (C)t_ret_mean_0t_ret_mean_

14、1t_ret_mean_2t_ret_mean_3t_ret_mean_4t_ret_mean_outdoorTest:Start hour:Stop hour:17-12-2001 15:35:0517-12-2001 17:11:16TEST_12_011217 室溫波動嚴(yán)重室溫波動嚴(yán)重實驗：同上實驗：同上33 系統(tǒng)控制問題系統(tǒng)控制問題VRF test benchEvolution of the relative pressures.0.02.04.06.08.010.012.014.016.018.020.022.024.026.028.030.01.41.61.82.0Test tim

15、e (Hour)Relative pressure (Bar)p_H_gazp_L_gazp_gaz_iup_liqp_liq_iuTest:Start hour:Stop hour:17-12-2001 15:35:0517-12-2001 17:11:16TEST_12_011217 吸氣飽和溫度約吸氣飽和溫度約0oC排氣飽和溫度約排氣飽和溫度約40oC實驗：同上實驗：同上34 系統(tǒng)控制問題系統(tǒng)控制問題室內(nèi)機風(fēng)速由用戶設(shè)定，不能作為室內(nèi)機風(fēng)速由用戶設(shè)定，不能作為調(diào)節(jié)手段（自動模式除外）調(diào)節(jié)手段（自動模式除外）目前控制策略普遍存在的問題目前控制策略普遍存在的問題基本不能調(diào)節(jié)制冷量基本不能調(diào)節(jié)

16、制冷量實際表現(xiàn)為實際表現(xiàn)為ON/OFFON/OFF控制控制控溫精度不高控溫精度不高最小過熱度不能保證最小過熱度不能保證35系統(tǒng)控制問題系統(tǒng)控制問題 系統(tǒng)調(diào)節(jié)實質(zhì)系統(tǒng)調(diào)節(jié)實質(zhì) 減少蒸發(fā)器總面積減少蒸發(fā)器總面積制冷量制冷量蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度t0 te t 壓縮機壓縮機 室內(nèi)機（總和室內(nèi)機（總和, tn）Q0 最佳最佳 減少室內(nèi)機減少室內(nèi)機 面積面積 各室內(nèi)機各室內(nèi)機負荷變化一致負荷變化一致 36系統(tǒng)控制問題系統(tǒng)控制問題 制冷量制冷量蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度t0 te t 壓縮機壓縮機 Q0 ON/OFFON/OFF控制控制 溫度波動大溫度波動大電子膨脹閥控制電子膨脹閥控制 吸氣過熱度大吸氣過熱度大蒸發(fā)溫度下

17、降蒸發(fā)溫度下降 能效降低能效降低 系統(tǒng)不穩(wěn)定系統(tǒng)不穩(wěn)定37系統(tǒng)控制問題系統(tǒng)控制問題制冷量制冷量蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度t0 te t 壓縮機壓縮機 室內(nèi)機（總和室內(nèi)機（總和, tn）吸氣管阻力吸氣管阻力QeQ0優(yōu)佳優(yōu)佳純面積控制純面積控制優(yōu)化控制優(yōu)化控制38系統(tǒng)控制問題系統(tǒng)控制問題控制對象：控制對象：室溫、壓縮機容量、室溫、壓縮機容量、 壓縮機吸氣過熱度壓縮機吸氣過熱度限制條件：限制條件：低壓的限定低壓的限定（除濕、節(jié)能）（除濕、節(jié)能） 高壓的限定高壓的限定（供熱、節(jié)能）（供熱、節(jié)能）控制策略：控制策略：規(guī)則控制、反饋控制規(guī)則控制、反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性系統(tǒng)的穩(wěn)定性39 數(shù)碼渦旋數(shù)碼渦旋卸載控制卸載控制

18、吸氣旁通的吸氣旁通的極限情形極限情形數(shù)碼渦旋數(shù)碼渦旋PWM電磁閥電磁閥 On:加載加載Off:卸載卸載動、靜渦旋盤間分離動、靜渦旋盤間分離1 1亳米亳米40 數(shù)碼渦旋數(shù)碼渦旋數(shù)碼渦旋的卸載控制數(shù)碼渦旋的卸載控制最佳周期時間：與容量調(diào)節(jié)比例呈反比趨勢，最佳周期時間：與容量調(diào)節(jié)比例呈反比趨勢，容量調(diào)節(jié)比例越低，最佳周期時間越長容量調(diào)節(jié)比例越低，最佳周期時間越長 10 9 11 12 13 14 15 16 17 18 最佳周期時間最佳周期時間 /s 容量比率容量比率/% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 (c) 最佳周期時間曲線最佳周期時間曲線 (a) 固定周期時間

19、固定周期時間 100% 0% 10s 5s 5s (b) 可變周期時間可變周期時間 10s 5s 5s 20s 10s 10s 41數(shù)碼渦旋數(shù)碼渦旋無電磁干擾、控制系統(tǒng)簡單無電磁干擾、控制系統(tǒng)簡單能效較好能效較好 不能超負荷制熱不能超負荷制熱部分負荷除濕性能好嗎？部分負荷除濕性能好嗎？不需要考慮回油嗎？不需要考慮回油嗎？42數(shù)碼渦旋數(shù)碼渦旋 數(shù)碼渦旋少干擾數(shù)碼渦旋少干擾安培安培 ( (A)A) 1 1 9 9thth1 1 7 7thth1 1 3 3thth1 1 1 1 thth7 7thth5 5thth0 01 12 23 34 45 51 1 9 91 1 7 71 1 3 31 1

20、 1 17 75 5變頻系統(tǒng)變頻系統(tǒng)EMC EMC 規(guī)規(guī)定定數(shù)碼渦旋系統(tǒng)數(shù)碼渦旋系統(tǒng)E EMMWW43 數(shù)碼渦旋數(shù)碼渦旋 性能對比性能對比變頻壓縮機性能曲線變頻壓縮機性能曲線01000200030004000500060007000800090001000030405060708090100110120130f(Hz)Qe、Pin(W)0.00.51.01.52.02.53.03.5EER(W/W)EERQePint te e、t tc c一定一定44 數(shù)碼渦數(shù)碼渦性能對比性能對比02468101214Capacity (KW)048121620Digital ScrollInverter V

21、ariable Speed蒸發(fā)溫度低，又節(jié)能蒸發(fā)溫度低，又節(jié)能 ?未獲得不同占空比的性能曲線未獲得不同占空比的性能曲線45 數(shù)碼渦旋數(shù)碼渦旋除濕除濕 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14排氣壓力排氣壓力儲氣罐壓力儲氣罐壓力蒸發(fā)器壓力蒸發(fā)器壓力壓縮機吸氣壓力壓縮機吸氣壓力占空比占空比50蒸發(fā)器表面溫度蒸發(fā)器表面溫度46 數(shù)碼渦旋數(shù)碼渦旋回油回油數(shù)碼渦旋也需回油運轉(zhuǎn)模式數(shù)碼渦旋也需回油運轉(zhuǎn)模式電磁閥調(diào)節(jié)周期約電磁閥調(diào)節(jié)周期約20s,20s,系統(tǒng)系統(tǒng)的時間常數(shù)為分鐘級，可利的時間常數(shù)為分鐘級，可利用加載時較大的流速帶油用加載時較大的流速帶油室內(nèi)機開啟狀態(tài)取決于用戶，室內(nèi)機開啟狀態(tài)取決于用戶，不工作的室內(nèi)機一定會存油不工作的室內(nèi)機一定會存油需根據(jù)數(shù)碼渦旋壓縮機工作需根據(jù)數(shù)碼渦旋壓縮機工作特點設(shè)計回油模式特點設(shè)計回油模式47 回油問題回油問題 壓縮機多臺并聯(lián)自動均油壓縮機多臺并聯(lián)自動均油多聯(lián)機運行過程的回油多聯(lián)機運行過程的回油48R410AR410A R410A R410A 制冷劑吸氣管路流速與制冷劑吸氣管路流速與R22R22系統(tǒng)基本相當(dāng)系統(tǒng)基本相當(dāng) 吸氣管路流動阻力也基本相當(dāng)吸氣管路流動阻力也基本相當(dāng) 但是：吸