VRF制冷系统变吸气状态下频率与阀开度的同步调节

针对变流量制冷(Variable Refrigerant Flow,VRF)系统变吸气状态下带液量的精确控制以及控制元件所引起的滞后或超调现象,以变频滚动转子式制冷系统为研究对象,分别通过恒定频率不同阀开度与恒定阀开度不同频率两个实验,建立其单独控制下的拟合模型,得到其在不同工况下的同步控制方法。结果表明:过热度随阀开度的增大而减小,在过热度为6 K以下,即阀开度为27.8%～30%时,过热度控制难度上升,提高冷冻水温度可改善这一状况;过热度随频率的降低而减小,在过热度为5 K以下,即频率为44.5～46.5 Hz时,控制难度上升;吸气干度随阀开度增大而下降,随频率降低而减小;在某一工况下,以系统质量流量为控制目标,可以拟合得到频率与阀开度的关系式,实现同步控制,在变吸气状态可以精确控制吸气干度,不损坏压缩机,并使系统迅速达到稳定状态。     

变流量制冷系统中频率与电子膨胀阀开度的协同控制研究

针对变流量(VRF)制冷系统控制中的滞后或超调现象,本文以变频滚动转子式制冷系统为研究对象,分别通过改变压缩机频率与电子膨胀阀开度,建立了两者单独控制下的曲线拟合模型,并对不同工况下两者的同步控制方法进行了实验研究。结果表明:过热度随膨胀电子膨胀阀开度的增大而减小,在电子膨胀阀开度为28%～32%与频率为44.5～46.5 Hz时,过热度控制难度上升,通过调节冷冻水温度可改善这一状况;在一定的工况下,通过控制质量流量,可以得到频率与电子膨胀阀开度的关系式,实现电子膨胀阀开度与压缩机频率的同步控制,使系统迅速达到稳定状态。     

基于最小稳定过热度的制冷系统参数振荡分析

利用最小稳定过热度线对不同冷负荷工况下稳定与振荡区间的分段原理,并结合两相流流型,分析了滚动转子式制冷系统中过热度振荡的内在机理,同时增添压缩机频率工况,研究不同频率下各系统参数对系统性能的影响,提出了基于压缩机运行频率的最小稳定过热度线。结果表明:制冷剂质量流量持续增加,使得蒸发器出口制冷剂状态由过热蒸汽过渡为雾状流,最后出现含液膜的环状流,振荡剧烈时,三者约以秒级交替出现;制冷剂流态变化与交替改变了传热系数,使换热效果更为剧烈与多变,较高频率时这种不稳定效果更明显,且过热度振荡初始值最大;不同频率下,制冷量和制冷性能系数的变化均与过热度的表现相似,且频率越低,制冷性能系数越高,振荡越轻缓。     

VRF制冷系统频率与阀开度同步控制模型与试验验证

针对变流量制冷(VRF)系统压缩机频率与电子膨胀阀开度的精确控制,以及控制元件所引起的滞后或超调现象,以变频滚动转子式制冷系统为研究对象,分别通过定频率变阀开与定阀开变频率2个试验,得到二者单独控制下的曲线拟合,并建立二者在不同工况下的同步控制模型。结果表明:系统质量流量与电子膨胀阀开度呈二次项关系,随阀开度的增大而增大,与压缩机频率呈一次项线性增长关系;频率与阀开度同步控制模型经试验验证,实际值与计算值最大相对误差为3.99%,最小相对误差为0.04%,具有较好的可靠性;以系统质量流量为控制目标,得到频率、阀开度与蒸发温度值,便可建立该同步控制模型,大大简化频繁调节系统的时间损失,同时可以使系统迅速达到稳定状态。     

CO2热泵系统最佳充注量的实验研究与模型验证

为确定CO_2热泵热水器的最佳充注量以及充注量对热泵系统性能的影响,建立了带有回热器的CO_2热泵热水器实验装置系统,采用直径为1.1 mm,长度分别为0.5、1.0和1.5 m的毛细管进行最佳充注量实验研究,同时建立了毛细管长度计算模型并进行验证。结果表明:在同一管径、不同长度的毛细管下,制热性能系数(COP)随充注量的增多呈先上升后下降的趋势,其中会出现一个最佳值,长度为0.5、1.0和1.5 m的毛细管对应最佳充注量为220、260和305 g;在最佳充注量点,当毛细管长度为1 m时,系统COP达到最大,比0.5 m毛细管提高2.7%,比1.5 m毛细管提高5.3%;同一管径、不同长度的毛细管,在最佳充注量时改变毛细管的长度,蒸发温度变化小于0.5℃,吸气过热度变化小于0.6℃,两者改变均较小;模型计算的相对误差绝对值在4%内,即当毛细管管径小于1.1mm时,按均向流来构建模型的假设条件成立。     

低频率下电子膨胀阀调节对水源热泵系统参数的影响

压缩机低频运行可以减少电能消耗,但对系统性能也会产生一定的影响。以滚动转子式压缩机水源热泵系统为研究对象,通过改变电子膨胀阀开度,研究压缩机在低频运行时系统性能参数的变化特性。实验结果表明:压缩机在低频(25～35 Hz)运行时,电子膨胀阀对过热度或干度的调节区间为1%～9%,提高冷冻水进水温度,低频调控区间变为2%～18%,控制精度提高;制热量与COP在过热度1 K左右达到最大值,较于常规控制过热段(5～10 K)制热量提升10.3%～34.2%;COP提升11%～34.5%;在低频范围内,电子膨胀阀对质量流量的调节区间小于16%,对排气温度的调控区间小于18%;压缩机低频运行时,应避免其吸气口少量带液,此时系统性能骤降,恶化压缩机。     

电子膨胀阀开度对R32水源热泵系统性能的影响

以R32为制冷剂的变制冷剂流量(VRF,Variable Refrigerant Flow)转子式水源热泵系统为研究对象,通过改变电子膨胀阀开度(从6%到60%),对在不同压缩机频率(从40Hz到60Hz)下热泵系统性能的变化进行了实验分析。结果表明:在压缩机吸气口由过热状态向带液状态转变的过程中,电子膨胀阀开度的调节范围呈先减小后增大的变化趋势;随着电子膨胀阀开度的增加,系统的压比持续下降;在压缩机少量吸气带液(0. 98x1)时,制热量会出现峰值,制热量较于常规控制过热段提升了6. 6%～21. 6%,比制冷量的提升多了5%;系统制热性能系数增加了5%～19. 5%,比制冷性能系数的增量多了4%;当冷冻水进口温度上升时,系统制热量与性能系数都相应增大,且电子膨胀阀的调节范围也增大。     

基于不完全过热循环的制冷系统低频运行性能的研究

本文以制冷系统不完全过热循环(从压缩机吸气过热至吸气带液)为基础,通过将滚动转子式压缩机分别运行于不同的低频工况下,研究了性能系数、制冷量、压缩比、压缩机功耗、电效率及排气温度等各项制冷系统性能参数的变化特性,提出了该特性下的最佳优化控制策略。结果表明:可适当降低压缩机运行频率并将干度短期控制在0. 98≤x1,此时制冷量相比于常规过热度控制工况(5～10 K)提升8. 3%～16. 6%,性能系数COP提升12. 5%～15%。此外,压缩机电效率仅较常规过热度控制工况降低0. 3%～0. 7%,且实验最低频率(25 Hz)下的电效率值最大;实验最低频率下,节能效果显著,压比进一步降低,排气温度大幅减小,x0. 90时降幅达到40. 3%。     

不完全湿压缩应用于转子式制冷系统的可行性研究

针对部分制冷工质排气温度较高的现象,将不完全湿压缩方法应用于转子式制冷系统,通过在不同频率下改变压缩机的吸气状态(过热至不完全湿压缩),研究了系统循环性能及核心部件的热力特性。实验结果表明:不完全湿压缩下存在一个最佳干度控制范围0x0.96,在该区间内制冷量提升5.1%～5.5%,制冷性能系数(Coefficient of Performance,COP)提升5.4%～5.8%,排气温度较过热段改善20%以上,系统性能得到了明显提升;当吸气干度范围在0x0.96时,压缩机的热力性能基本维持良好,相较于过热段的极大值处,容积效率降低仅1%～2%,电效率降低亦仅1%～2%;不完全湿压缩下,压缩机频率的变化对系统性能及压缩机热力性能影响均较大;将压缩机运行于最佳干度范围区间0x0.96的较低频或是额定频率附近将获得最优综合效率。