vrv空调系统特性与控制策略研究（二）――――压缩机

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1、VRV空调系统特性与控制策略研究（二）――――压缩机摘要　　通过对影响VRV空调系统压缩机-冷凝器模块流量和换热量的压缩机频率、室外空气温度、冷凝温度、冷凝器风量、压缩机吸气压力与吸气过热度的模拟分析，得出了不同参数对系统的影响和调节特性，提出了压缩机频率控制冷剂流量，室外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：VRF空调系统　压缩机　冷凝器　调节特性　控制策略　独立控制符号　　f*----压缩机的零频率，因压缩机而异　　α、β----常数，且α＜1，β＞1　　υ、υ0----在特定的吸气温度、实际吸气温度下的比容　　Fυ---

2、-容积效率修正系数　　h0、△h----在特定、实际吸气温度下等熵压缩至排气压力时的焓增　　ρH----断面上制冷剂的均相平均密度　　hH-----断面上制冷剂的均相平均焓　　ai、bi、ci、ci----常数　　θ----液面与管道轴心之间所形成的夹角　　其它符号同本文（一）　　　　1.引言　　在本文（一）的基础上，通过分析VRV空调系统在制冷模式下压缩机频率、室外温度、室外机风量、蒸发温度、冷凝温度等对室外冷凝器换热的影响，得出了室外机的调节特性，从而归纳出了制冷模式下对室外机机更合理的控制策略――压缩机频率控制制冷剂流量，室外机风量控制过冷度。　　　　2.仿

3、真模型　　　2.1变频压缩机　　定速压缩机的建模至今已研究得较为充分，现在普遍采用图形法和效率法。本文针对VRV系统中使用最为广泛的旋转活塞式变频压缩机建立了图形法仿真模型[1]。　　制冷剂流量：　　　　　　　输入功率：　　　　出口温度：　　　2.2冷凝管路和冷凝器　　　　2.2.1管内两相制冷剂稳态模型　　制冷剂凝结换热主要在冷凝器内进行，但小负荷制热运行时，由于压缩机排气温度较低及管路的绝热效果不理想，制冷剂蒸汽在压缩机至室内冷凝器之间的高压气体管中也可能出现凝结现象。根据管内流速不同，制冷剂在管内两相区的流动可能存在三种流型，即雾状流、环状流和波状流。其流型

4、的划分可根据韦伯数We和傅鲁德数Fr来判定［2］。　　雾状流：We≥40及Fr≥7　　环状流：We＜40及Fr≥7　　波状流：Fr＜7　　对于压缩机至室内冷凝器之间的竖直管段，不存在波状流流型，波状流将存在于雾状流之后，环状流将靠近冷凝管的末端。根据以上准则，对可能出现的三种流型分别给予建模。　　(1)环状流　　　　　能量守恒方程：　　　　　　　　　　　　　质量守恒方程：　　　　　　　　　　　　　动量守恒方程：　　　　　　　　　　　　　　　　式中　Ρtp=αρv+(1-α)ρl，为两相流体的密度。界面关系方程：　　(2)雾状流　　　　假定在雾状流中气、液两相流速相

5、等，即uv=u1=u,3.调节特性　　3.1压缩机频率-流量特性　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　1　Gr-Fz-Te关系曲线　　　　当空调系统制冷剂过热度Tsu＝5℃，冷凝温度Tc＝50℃时，制冷剂流量Gr与压缩机频率Fr、蒸发温度Tc的关系曲线如图1所示。在相同入口状态下，制冷剂质量流量随压缩机频率的上升而增加；随着蒸发温度的升高，压缩机的压缩比逐渐变小，压缩机入口制冷剂比容减小，其流量特性曲线的斜率逐渐增加。　　　　3.2冷凝温度-压缩机频率联合调节特性　　在风温Tα＝35℃，Te＝7℃，Tsu＝5℃时，冷凝器换热量Q与压缩

6、机频率Fl、冷凝温度Tc的关系曲线如图2所示。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2　Q-Fz-Tc关系曲线　　　　当冷凝压力不变时，在频率很小的情况下，制冷剂流量也很小，冷凝器出口有很大的过冷度；随着压缩机频率的上升，制冷剂流量增大，两相区长度相对增加，在仍保证冷凝器出口制冷剂过冷的情况下，冷凝器的换热量随着流量的增加而逐渐增大；当流量增大到冷凝器出口制冷剂为两相状态时，空气侧的换热已达到极限，所以换热量基本保持不变。当冷凝温度（冷凝压力）上升时，压缩机进出口压缩比增大，制冷剂质量流量变小；但冷凝温度的升高，压缩机出口的制冷剂焓值和温

7、度都增大，与外界空气的换热温差就越大，增大了空气侧的换热极限，所以在冷凝器出口为过冷时，换热量只有少量增加，而冷凝温度增加后，增大了过冷段的长度，同时也使最大换热量有了很大的提高。　　　　3.3冷凝器风量-风温联合调节特性　　在Tc=50℃,Te=7℃,Tsu=5℃,Fz=80Hz情况下，冷凝器换热量Q与风量Gα、风温Tα的关系曲线如图3所示。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3　Q-Gn-Tα关系曲线　　当风温不变时，在风量很小的情况下，冷凝器出口制冷剂为两相状态；随着风量的增加，换热量逐渐增大，冷凝器出口制冷剂干度和焓值都

8、逐渐减小；