多联机空调系统设计.ppt

漫谈多联机清华大学2005年10月大连漫谈多联机前言多联机系统的作用域多联机系统的合理设计多联机组尚需提高结束语前言漫谈多联机前言—多联机的分类单冷型热泵型热回收型一部分房间供冷同时一部分房间供热2管制系统3管制系统2管式热回收型多联式空调机组EV1EV2EV3V1V3V2V4室内机组室外机冷热转换器3管式热回收型多联式空调机组室内机组室外机EV0EV1EV2EV3前言—多联机的特点容量自由组合8～56HP系统简单设计灵活室外机位置任意、作用半径大精确控制室内温度节能室内机独立控制、室外机变频安装简便可靠性高前言—多联机的现状良好的中小型中央空调系统方案几乎誉为可以一统天下但是：多联机的发展历程才20年，一定存在诸多不明的问题，需要提出加以讨论多联机运行特性的主要研究方法是实验研究，其仿真研究才刚刚起步提出以下问题，希望引起大家的关注，并在实践中逐步回答并加以解决系统作用域漫谈多联机作用域—作用范围实际配管长度100~150m等效配管长度115~175m总体高度差50m室内机间高差15m30？第一分支至最远40m作用域—问题lgph50m管路承压电子膨胀阀匹配40、150m蒸发温度不同吸气压力降低排气温度上升制冷工况（室外机在上）作用域—问题lgph15、50m液体闪发冷凝压力保证150m高压气冷凝制热工况（室外机在上）作用域—性能系数样本(配管等效7.5m）00.51.01.52.02.53.03.5020406080100120140制冷量(kW)EER(W/W)作用域—性能系数室外机室内机0室内机3室内机2室内机1室内机4CHCHCHCHCHCHCHCHCHEV1EV2EV5EV4EV3压缩机r换热器气液分离器高压气管低压气管液管Tliq,0Tgas,0Tliq,1Tgas,1Tliq,2Tgas,2Tliq,3Tgas,3Tliq,4Tgas,4PgasPLiqPgasPLiqPgasPLiqPLiqPgasPLiqPgasPliqPHigh,gasPLow,gasTsu,1Tsu,2Tex•5个室内机•制冷剂：R407c•3管热回收型系统•作用半径约40m实验机组地点：列日大学作用域—性能系数0.000.501.001.502.002.503.00152025303540室外温度℃COP30%部分负荷50%部分负荷=50%50%部分负荷60%试验:室外温度负荷COP基本不变作用域—能耗问题配管长度影响—流动阻力R22吸气管阻力铜管ODt=0.04℃/mmmp=731pa/m185.84kW(7.0m/s)2210.31(14~21/11.7~16.1)2820.34(28~36/12.7~16.3)3537.31(45~54/12.7~15.2)4261.848.1QQLtt作用域—能耗问题配管长度影响—系统能力制冷量蒸发温度t0tet‘室内机（总和,tn）吸气管阻力QeQ0室外机作用域—能耗问题配管长度影响—系统能力等效长度30m50m80m100m120m150m制冷t℃2.23.65.87.38.8110.930.890.830.780.740.68制热0.990.990.970.970.960.95吸气管阻力压缩机吸气压力降低，制冷能力下降，每℃约3％的容量修正率：作用域—能耗问题配管长度影响—系统能耗lgph流动阻力吸气压力下降、过热增加系统EER相应下降，每℃约3%EER1.9～2.4作用域—能耗问题051015202530蒸发温度℃20151050制冷量kWABC12’2”3”3’MEOpp23p12室外机室内机3室内机配管阻力的影响室外机：吸气压力降低制冷量减小室内机：蒸发温度提高制冷量减小提高设计水平漫谈多联机设计要点作用半径适当控制吸气管阻力损失设计要点优化匹配合理确定室内外机容量设计要点－5051015202530蒸发温度℃20151050制冷量kWABC12’2”3”3’pp23p12室内机3室内机室外机寻优室内机寻优冷量不足室外机设计要点－5051015202530蒸发温度℃20151050制冷量kWABCpp23p12室外机室内机3室内机室外机寻优室内机寻优设计要点系统布局要思考需要考虑室内机和室外机的相对位置关系设计要点制冷模式—室外机在下部上升高压液体管需克服重力损失防止液体闪发制热模式—室外机在上部高差越大要求压缩机排气压力越高设计要点••高压液体远距离传输可能出现沿程闪发和液体回流••膨胀阀的容量要考虑室内机在任何位置都有良好调节特性设计要点各房间空气参数应相差不大否则：适应低参数增加能耗提高机组系统水平漫谈多联机系统的控制问题数码涡旋压缩机均油与回油措施R410A系统控制问题VRFtestbenchEvolutionofthereferencetemperatures.15.020.025.030.01.41.61.82.0Testtime(Hour)Temperature(°C)t_ret_mean_0t_ret_mean_1t_ret_mean_2t_ret_mean_3t_ret_mean_4t_ret_mean_outdoorTest:Starthour:Stophour:17-12-200115:35:0517-12-200117:11:16TEST_12_011217室温波动严重实验：同上系统控制问题VRFtestbenchEvolutionoftherelativepressures.0.02.04.06.08.010.012.014.016.018.020.022.024.026.028.030.01.41.61.82.0Testtime(Hour)Relativepressure(Bar)p_H_gazp_L_gazp_gaz_iup_liqp_liq_iuTest:Starthour:Stophour:17-12-200115:35:0517-12-200117:11:16TEST_12_011217吸气饱和温度约0oC排气饱和温度约40oC实验：同上系统控制问题室内机风速由用户设定，不能作为调节手段（自动模式除外）目前控制策略普遍存在的问题基本不能调节制冷量实际表现为ON/OFF控制控温精度不高最小过热度不能保证系统控制问题系统调节实质—减少蒸发器总面积制冷量蒸发温度t0tet‘压缩机室内机（总和,tn）Q0最佳减少室内机面积各室内机负荷变化一致系统控制问题制冷量蒸发温度t0tet‘压缩机Q0ON/OFF控制温度波动大电子膨胀阀控制吸气过热度大蒸发温度下降能效降低系统不稳定系统控制问题制冷量蒸发温度t0tet‘压缩机室内机（总和,tn）吸气管阻力QeQ0优佳纯面积控制优化控制系统控制问题控制对象：室温、压缩机容量、压缩机吸气过热度限制条件：低压的限定（除湿、节能）高压的限定（供热、节能）控制策略：规则控制、反馈控制系统的稳定性数码涡旋卸载控制—吸气旁通的极限情形数码涡旋PWM电磁阀•On:加载•Off:卸载动、静涡旋盘间分离1亳米数码涡旋数码涡旋的卸载控制最佳周期时间：与容量调节比例呈反比趋势，容量调节比例越低，最佳周期时间越长1091112131415161718最佳周期时间/s容量比率/%0102030405060708090100(c)最佳周期时间曲线(a)固定周期时间100%0%10s5s5s(b)可变周期时间10s5s5s20s10s10s数码涡旋无电磁干扰、控制系统简单能效较好不能超负荷制热部分负荷除湿性能好吗？不需要考虑回油吗？数码涡旋数码涡旋少干扰安培(A)19th17th13th11th7th5th0123451917131175变频系统EMC规定数码涡旋系统EMW数码涡旋性能对比变频压缩机性能曲线01000200030004000500060007000800090001000030405060708090100110120130f(Hz)Qe、Pin(W)0.00.51.01.52.02.53.03.5EER(W/W)EERQePinte、tc一定数码涡性能对比02468101214Capacity(KW)048121620DigitalScrollInverterVariableSpeed数码涡旋变频系统制冷量蒸发温度(C)蒸发温度低，又节能???未获得不同占空比的性能曲线数码涡旋除湿01234567891011121314排气压力储气罐压力蒸发器压力压缩机吸气压力占空比50％蒸发器表面温度数码涡旋回油数码涡旋也需回油运转模式电磁阀调节周期约20s,系统的时间常数为分钟级，可利用加载时较大的流速带油室内机开启状态取决于用户，不工作的室内机一定会存油需根据数码涡旋压缩机工作特点设计回油模式回油问题压缩机多台并联自动均油多联机运行过程的回油R410AR410A制冷剂吸气管路流速与R22系统基本相当吸气管路流动阻力也基本相当但是：吸气管制冷剂温度～7℃时，每变化1℃R22的压力变化为约18720Pa/℃R410A约29590Pa/℃二者之比约为0.65吸气管等效长度100m,修正系数约0.85大大提高系统能效017.01080~1060Re/1047.0/1033.06410/2244266smCARRR410AR410A的配管φ15.887.1~14.0kW7.93~15.86m/sφ19.0525.518.84φ22.2228.0/25.514.64/13.40φ25.4033.5~40.0/28.013.03~15.59/10.93φ28.5845.0~68.0/33.5~40.013.70~20.56/10.10~12.08φ31.8073.5~96.0/45.0~68.017.64~23.09/10.9~16.35φ38.10101~136.0/73.5~136.017.28~23.18/12.5~结束语漫谈多联机••多联机目前缺少现场实测数据••提高系统能效比和系统调控性能是目前急需解决的问题••多联机是多末端制冷系统系统设计是机组设计的延续需要提高技术支持水平••积极研究热回收型多联机谢谢！