变频多联机变工况特性的模拟研究

论文摘要

近年来,变频多联机以其系统简单、使用灵活、运行可靠、季节能效比高等优点,被越来越多的应用于办公楼、商场等公共场所。但是关于变频多联式空调系统变工况特性的研究工作目前还不够深入,因此对该空调系统进行变工况特性的研究对系统优化、节能设计及运行方式研究具有重要的理论和实际指导意义。本文以西安建筑科技大学环境与市政工程学院办公楼安装的一套MDV变频多联式空调系统为研究对象,利用MATLAB语言对压缩机和换热器建立了数学仿真模型,并利用仿真模型,模拟研究了该系统和换热器部分负荷时的性能。本文利用所建立的数学模型,分别模拟了名义制冷和名义制热工况下运行时变频多联机室内、室外机的性能参数变化情况。在名义制冷工况下,室内机两相区制冷剂侧表面传热系数随管长先增大后减小,约到管长的80%时达到峰值,蒸发过程中压降较大,由625.4 kPa下降到553.4 kPa;室外机两相区制冷剂侧表面传热系数明显高于过热区和过冷区,且三个相区传热系数均随管长逐渐减小;室内外机在名义制冷工况下所需盘管面积均小于名义制热工况,同时制冷工况下室内机传热系数和制冷剂侧表面传热系数要大于名义制热工况。本文还模拟了室内设定温度一定时室外温度变化引起室内机负荷变化时的运行参数变化。当负荷减小为名义制冷工况下的80%、60%、40%时,室内机盘管所需面积分别减小为名义制冷工况的91.8%、80.5%和68.2%;室内机空气出口温度从13.93℃逐渐升高到21.68℃;制冷剂侧表面传热系数和室内机传热系数也随着负荷率的降低而减小。本文模拟分析了室内机运行台数变化引起负荷率变化时室外机运行参数的变化情况结果表明:当室内机运行台数减少时,导致室外机负荷降低,进而导致室外机制冷剂流量减小。当制冷剂流量减为名义工况下的1/2、1/3和1/4时,冷凝器所需盘管面积分别减少为原面积的82.3%、66.1%和58.4%,同时制冷剂侧表面传热系数和冷凝器传热系数也相应减小。本文研究结果表明,为了更好的达到节能的目的,室内负荷变化时可以通过适当调节膨胀阀开度及维持蒸发器出口过热度最佳以使制冷剂恰好流过整个管长时满足所需换热量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 变制冷剂流量空调系统的国内外研究现状及水平
• 1.2.1 变制冷剂流量空调系统在国内的研究现状
• 1.2.2 变制冷剂流量空调系统在国外的研究现状
• 1.3 本课题研究的主要工作
• 2 变频多联式空调系统部件数值仿真模型
• 2.1 压缩机模型
• 2.2 蒸发器模型
• 2.2.1 建模假设
• 2.2.2 控制方程组
• 2.2.3 算法流程图
• 2.3 冷凝器模型
• 2.3.1 建模假设
• 2.3.2 控制方程组
• 2.3.3 算法流程图
• 2.4 本章小结
• 3 变频多联室内机性能模拟及分析
• 3.1 机组结构参数及名义工况
• 3.2 名义制冷工况下室内机性能模拟及分析
• 3.3 制冷工况下室内机变负荷时模拟及分析
• 3.3.1 80%负荷率时室内机模拟分析
• 3.3.2 60%负荷率时室内机模拟分析
• 3.3.3 40%负荷率时室内机模拟分析
• 3.4 名义制热工况下室内机性能模拟及分析
• 3.5 本章小结
• 4 变频多联室外机性能模拟及分析
• 4.1 名义制冷工况时室外机性能模拟分析
• 4.2 名义制冷工况下制冷剂流量变化时室外机性能模拟分析
• 4.2.1 1/2 名义工况制冷剂流量时室外机性能模拟分析
• 4.2.2 1/3 名义工况制冷剂流量时室外机性能模拟分析
• 4.2.3 1/4 名义工况制冷剂流量时室外机性能模拟分析
• 4.3 名义制热工况下室外机的模拟分析
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献