定速空调能效优化模式研究

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1、文章编号：1009-9441(2010)08—0021—02定速空调能效优化模式研究口口王鸿强}(郑州新郑国际机场管理有限公司，河南郑州451161)摘要：提出的双压缩机柜式空调控制装置构建了学习型控制技术，通过获取空调器所处房间的温度特性，动态修正双压缩机的自调整切换规则，提高了定速空调的能效比和舒适度；控制装置采用内嵌双压缩机自调整切换规则的设定温度上、下限启停规则控制空调器，通过室内与室外控制装置以电力载波方式通信、压缩机电流检测电路，使系统具有高可用性。关键词：定速空调；学习型控制技术；双压缩机；自调整

2、切换规则；电力载波中图分类号：，I'U831．7文献标识码：B引言我国是空调生产大国，2007年产量为8991．7万台，占到全球总产量的70％。2009年，内销空调达3751．56万台，年耗电超过1000亿kW·h，占城市夏季用电高峰负荷的30％以上。2010年6月1日，GB12021．3-2010《房间空气调节器能效限定值及能效等级》开始实施，将对空调的节能降耗产生重要影响。目前，国内主流空调是热泵型定速空调，以“格力牌”空调为例，其2008年的变频空调国内销量仅为2132套。在技术和成本双重因素作用下，相当

3、．时间内定速空调在我国市场仍占主流地位是企业界和学术界的共识；变频和变容空调的核心部件依赖进口的局面短期内无法得到根本性改观。因此，立足国内现有技术条件，开发高能效定速空调是亟待是希望短时间内将室温降至设定温度。定速压缩机围绕运行额定点进行设计和优化，以获取最佳额定运行性能。定速空调器能效比低是启停开关控制技术造成的，压缩机的频繁启停使定速空调严重偏离设计工况，导致能效比下降、舒适性变差。减少定速压缩机的启停次数，减小工况的波动幅度，就能改善定速空调的能效比和舒适性。借鉴大型中央空调系统的多压缩机体系结构，根据

4、冷(热)负荷的变化，变更多压缩机的运行组合，通过分系统的某种协同来提升能效比和舒适性，是一种有效而可行的方法。现有的研究忽视了一个至关重要的事实是，不同房间的温度特性不同，因而固定的“定时”切换规则或“温差”切换规则往往效果欠佳。合乎逻辑的做法是，以某种切实可行的方法获取空调所处房间的温度特性，以此量身定制多压缩机的切换规则。其次，空调压缩机发生故障不可避免，但双压缩机在某台发生故障时，依然具有提供某种服务能力的可能性，而使双压缩机的高可用性从可能变为现实的前提是空调具有压缩机故障检测功能。其三，单压缩机点对点

5、的直接控制不适合多压缩机空调，随着电力载波技术的成熟，空调室内／外控制装置采用电力载波通信有望减少安装工作量，提高空调的可靠性。现以国内柜机销量最大的制冷量6250w(约2．5P)空调为例展开讨论。解决的问题。1能效机理分析2硬件平台设计双压缩机柜式空调制冷系统如图1所示。定速空调温控采用启停开关技术，以温度设定值的调节精度上、下限来控制压缩机的启动、运行和停机，将温度维持在设定温度调节精度的上、下限区间。定速空调的优点是技术成熟、独立计量、安装维修方便、冷(热)调节简单、价格低廉等，缺点是能效比低、舒适性差等

6、。定速空调的能效比低、舒适性差与制冷系统无关，问题源于用户选型和温控方法。用户的首选标准是满足可能出现的极端负荷需求，如夏天人们总，一一一一一⋯2一一一一一一一，，一⋯一』一一一一一，·14B14Dk⋯⋯⋯⋯⋯m⋯⋯⋯一．J图1双压缩机柜式空调制冷系统结构框图建材技术与应用8／2010·21·以空调制冷模式为例，当内嵌双压缩机自调整切换规则的设定温度上、下限启停规则选择小容量压缩机21A运行，大容量压缩机21B停止；相应的电磁阀14A、14C、23A、23C开启，电磁阀14B、14D、23B、23D关闭；压缩机

7、21A经电磁阀23C压缩低温低压制冷剂气体，加压后的高温高压气体经电磁阀23A至室外换热器24；高温高压制冷剂气体在室外换热器中放热成中温高压液体，此时室外风扇选择低速，中温高压液体经电磁阀14A、毛细管13A变为低温低压液体；低温低压液体制冷剂在室内换热器11中吸热蒸发变为低温低压气体；低温低压气体再被压缩机吸人压缩，如此循环。大容量压缩机21B运行、小容量压缩机停止与此类似，此时电磁阀14A、14C、23A、23C关闭，电磁阀14B、14D、23B、23D开启，制冷剂流经毛细管13B。空调制热模式通过四通阀

8、切换改变制冷剂的流向来实现。双压缩机柜式空调控制系统如图2所示。不同容量定速双压缩机空调包括：室内机组、配置不同容量定速双压缩机的室外机组、室内控制装置、室外控制装置，室内控制装置通过电力载波通信与室外控制装置相连。室内控制装置包括室温检测模块、红外信号接收模块、按键扫描模块、显示模块、室内风扇驱动模块、电力载波通信模块和主控模块；室外控制装置包括室外温度检测模块、压缩机电流检测模块、