论多联式空调机组

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1、论多联式空调机组　　随着我国经济建设的发展，住宅建设迅猛增长，为了满足人们对室内外空气环境要求不断提高的需要，近年来出现了所谓“住宅空调”，水——空气系统、空气系统和多联式空调机组分别适合不同需要，呈三足鼎立局面。但是，必须注意的是，住宅空调的特点是冷暖两用、调控优良、可靠性高、节约能源，具备上述四方面的空调设备才堪称“住宅空调”，才能在此领域立足壮大。而调控是水-空气系统、空气系统当前的薄弱环节，应从速解决。至于多联式空调机组虽然比较完美，但是仍存在标准与难以掌握两大问题，本文将对此进行论述。　　变制冷剂流量空调系统根据室内机数量多少，可分

2、为单元式和多元式两种类型，而多联式空调机组就是多元式变制冷剂流量空调系统，因此，名为机组实际是一套整体系统，必须用整体的系统的观点进行分析研究与试验，才能正确地掌握与评价。　　多联式空调机组由一台或多台室外机与多台室内机组成，依靠制冷剂流动进行能量转换与输送，所以，它是由制冷剂管路将制冷压缩机、室内外换热器、节流装置和其它辅助部件联接而成的闭式管网系统，而室内外换热器又可视为具有扩展表面的传热管，在管内进行着连续冷凝或蒸发过程；这样，多联式空调机组——严格说即变制冷剂流量空调系统，实质上是由制冷压缩机、电子膨胀阀、其它阀件以及一系列管路构成的

3、环状管网系统。系统中的管路有以下3种类型：　　①外肋片直管：具有扩展表面的传热管段，承担系统与室内外环境进行热量交换作用；　　②光管直管：当其外覆保温层时，则视为复合直管，由于布置不同，有上升立管、下降立管和水平管之分；　　③光管弯管：具有一定弯曲角度的光管。　　根据上述剖析与归纳，石文星博士[1]率先提出以变容量制冷压缩机为核心的气液两相流体网络模型，从网络拓扑关系描述入手，通过增广关联矩阵，建立了变制冷剂流量空调系统的通用的分布参数模型，采用变步长求解。并以此为手段分析了多联式空调机组的运行特性，研究了系统的调节特性，从而为多元式变制冷剂

4、流量空调系统难以进行分析研究提供了解决方法。　　以变容量制冷压缩机为核心气液两相流体网络模型，与具有恒压点的单相不可压缩流体网络模型有明显的不同特点：　　①具有相变过程。制冷剂沿管路流动存在压力损失，且与外界环境发生热交换，会产生相变；在稳定工况下，流入与流出节点的质量流量相等，而体积流量不等。　　②管段阻力特性系统S并非常数。微元管段阻力系数取决于制冷剂状态和流速变化，各管段的阻力特性系数并非管段结构的函数，即管段阻力特性系数不能作为常数处理。　　③网络系统无恒压点。网络中各点的压力取决于制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀的匹配和调节关系，

5、取决于环境温度和制冷剂流动状态；网络系统通过制冷剂充注量或补充相应的方程封闭求解。　　④制冷剂的动力特性和传热特性存在耦合关系。各管段制冷剂的温度不仅取决于与外界环境的换热状况，还与该管段的压力密切相关。　　多联式空调机组以节约能源、智能化调节和精确的温度控制著称，但是，是否能真正具备上述三项优越性呢？实际并不一定，而与其容量大小和系统运行稳定性相关。　　关于多联式空调机组容量　　为了宣传多联式空调机组的优越与万能，常用以下几点表达，即：多室外制冷压缩机的单一系统，可联接64台、128台甚至256台室内机，配管最长可达125m，室外机、室内机

6、之间的高差可为50m，室内机之间的高差可达30m.且不论为了实现这种大系统的可靠运行，特别是针对由于环境温度过低与管路过长带来的液体回流、液态制冷剂再闪发和回油困难等问题，需要增加一些辅助回路与附件，致使系统复杂，更重要的是将造成过多能量消耗，以及系统难以稳定运行。　　为什么能耗增加？一方面由于机组容量增加，实现系统各部件的最优化匹配有难度，致使能耗增加。例如，日本为了实现1997年12月京都会议决议，规定多联式空调机组的制冷能效比为：制冷量小于等于4kW为，小于等于7kW为，小于等于28kW为，可以说明问题。另一方面，由于管路过长，阻力损失

7、大大增加，也将造成制冷压缩机能耗大为增加，各厂家对此均有说明，故不多述。总之，多联式空调机组容量不宜太大，额定制冷量以不大于56kW为好，而且，室外机就说可能分散布置。　　关于系统运行稳定性　　以制冷工况为例，蒸发温度和冷凝温度是表征系统运行状态的参数。但是，对于室内机来说却不能作为调节参数，为了保证系统稳定运行，需要控制蒸发器制冷剂出口的过热度，以防止回液，因此，室内机的被控参数是室温和蒸发器制冷剂出口的过热度，而调节参数只有室内机的风量和电子膨胀阀的开度。　　对于室外机来说，其中变频制冷压缩机是VRF气液两相流体网络的动力源，其吸气压力和

8、排气压力的变化是系统稳定运行的关键；但是，尽管制冷压缩机吸气压力和排气压力一定，室外环境温度、压缩机频率和冷凝器风量变化，都直接影响冷凝器制冷剂出口的再冷度，而此再