多联机空调系统设计

null漫谈多联机漫谈多联机清华大学 2009年10月大连 漫谈多联机 漫谈多联机 前 言 多联机系统的作用域 多联机系统的合理 多联机组尚需提高 结束语 null 前 言漫谈多联机前言 — 多联机的分类前言 — 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2管式热回收型多联式空调机组3管式热回收型多联式空调机组3管式热回收型多联式空调机组前言 — 多联机的特点前言 — 多联机的特点容量自由组合 8～56 HP 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 — 多联机的现状前言 — 多联机的现状 良好的中小型中央空调系统 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 null系统作用域漫谈多联机作用域 — 作用范围作用域 — 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 15m 30？ 第一分支至最远 40m作用域 — 问题作用域 — 问题 lg ph 50m 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 — 问题作用域 — 问题 lg ph 15、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 — 性能系数作用域 — 性能系数LiqPgasPliqPHigh,gasPLow,gasTsu,1Tsu,2Tex5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℃/m mm p=731 pa/m 18 5.84 kW ( 7.0m/s) 22 10.31 (14~21/11.7~16.1) 28 20.34 (28~36/12.7~16.3) 35 37.31 (45~54/12.7~15.2) 42 61.84作用域 — 能耗问题作用域 — 能耗问题 配管长度影响—系统能力制冷量蒸发温度t0 te t‘ 室内机（总和, tn）吸气管阻力Qe Q0室外机作用域 — 能耗问题作用域 — 能耗问题 配管长度影响—系统能力 等效长度 30m 50m 80m 100m 120m 150m 制冷 t℃ 2.2 3.6 5.8 7.3 8.8 11 0.93 0.89 0.83 0.78 0.74 0.68 制 热 0.99 0.99 0.97 0.97 0.96 0.95 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 — 能耗问题作用域 — 能耗问题配管长度影响—系统能耗 lg ph流动阻力吸气压力下降、过热增加 系统EER相应下降，每℃约3%EER 1.9 ～ 2.4 null作用域 — 能耗问题 0 5 10 15 20 25 30 蒸发温度 ℃20 15 10 5 0 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null提高设计水平漫谈多联机 设计要点 设计要点作用半径适当 控制吸气管阻力损失设计要点设计要点 优化匹配 合理确定室内外机容量null设计要点 －5 0 5 10 15 20 25 30 蒸发温度 ℃20 15 10 5 0 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null设计要点 －5 0 5 10 15 20 25 30 蒸发温度 ℃20 15 10 5 0 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null提高机组系统水平漫谈多联机null 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 系统控制问题实验：同上 系统控制问题 系统控制问题吸气饱和温度约0oC 排气饱和温度约40oC 实验：同上 系统控制问题 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t0 te t‘ 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 系统控制问题系统控制问题 制冷量蒸发温度t0 te t‘ 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系统控制问题制冷量蒸发温度t0 te t‘ 压缩机 室内机（总和, tn） 吸气管阻力Qe Q0优佳纯面积控制优化控制系统控制问题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 null 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null 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 10 9 11 12 13 14 15 16 17 18 最佳周期时间/s 容量比率/% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 (c) 最佳周期时间曲线 (a) 固定周期时间 100% 0% 10s 5s 5s (b) 可变周期时间 10s 5s 5s 20s 10s 10s 数码涡旋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 数码涡旋少干扰 数码涡旋 性能对比 数码涡旋 性能对比te、tc一定 数码涡性能对比 数码涡性能对比蒸发温度低，又节能 ??? 未获得不同占空比的性能曲线 数码涡旋除湿 数码涡旋除湿 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14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 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 R410A 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 18720 Pa/℃ R410A 约 29590 Pa/℃ 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 R410AR410A R410A的配管 φ15.88 7.1~14.0 kW 7.93~15.86 m/s φ19.05 25.5 18.84 φ22.22 28.0/25.5 14.64/13.40 φ25.40 33.5~ 40.0 / 28.0 13.03~15.59 / 10.93 φ28.58 45.0~ 68.0/ 33.5~ 40.0 13.70~20.56 / 10.10~12.08 φ31.80 73.5~ 96.0 /45.0~ 68.0 17.64~23.09/ 10.9~16.35 φ38.10 101~136.0 /73.5~136.0 17.28~23.18/12.5~ null结 束 语漫谈多联机null•• 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 null谢 谢 ！