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VRF空调系统优化控制研究

夏建军  
【摘要】: VRF(Variable Refrigerant Flow,变制冷剂流量)系统在节能方面和改善室内环境舒适性等方面具有突出的表现。然而目前系统控制策略方面的研究主要集中在如何实现控制的稳定性、可控性和可靠性上面。系统在部分负荷工况条件下,往往偏离了能耗最优运行工况,系统的能耗性能有待进一步提高。针对以上不足,笔者开展了以下三方面研究。 本文的研究内容分为三大部分:一为现状调查研究;二为VRF系统能耗最优运行工况点确定研究;三为实现VRF系统最优化运行控制策略研究。 首先,对基于不同室内机控制策略(室内机间歇运行和室内机连续调节)下的VRF系统运行工况和控制策略进行实验研究和理论分析。研究表明,采用室内机通断控制方法,系统运行工况具有随机性和不稳定性;采用室内机连续调节的控制方法可实现系统稳定工况,但需要对运行工况点进行节能优化。 第二,研究能耗最小运行工况点的确定方法。首先对一拖多VRF系统和单元式空调系统的进行了比较。指出其在控制上的最大区别在于在相同的吸、排气压力下,如何满足各室内机不同的负荷率的要求。研究变室内机换热器出口过热(冷)度控制方法,从热力学理想工况出发确定了VRF能耗最小工况点的运行特征,并通过解决在实际过程中对应的各种矛盾,提出最小能耗运行工况点的确定方法。研究结果表明,采用制冷运行室内机出口过热度最小值确定系统最优吸气压力,制热运行室内机出口过冷度最小值确定系统最优排气压力,液体旁通控制吸气过热度可达到能耗最小运行目标。同时给出了室外机风机风量优化准则:应根据换热器负荷率控制风机风量。 第三,研究实际运行中使实际运行工况逼近最优运行工况的控制调节方法。以分散自律控制方法为基础,研究了VRF系统优化控制方法中所需的三个测量参数(室内机过热(冷)度测量回路,膨胀阀压差过小供液量不足检测回路,室外机换热器换热量计算回路),以及对应的四个控制过程:室内机膨胀阀控制,压缩机转速控制,室外机风机转速控制和液体旁通阀控制。提出应采用串级调控的方法控制压缩机转速。最后对控制策略的稳定性进行了分析,指出该控制策略是稳定的。


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