变频控制VRV空调系统运行特性与能耗分析研究

摘要

VRV空调系统全称为VariableRefrigerantVolume系统,即制冷剂流量可变系统.该文对VRV空调系统展开了一系列实验和理论研究,以期得到VRV空调系统的运行特性和节能性.该文在同济大学VRV空调系统整机性能实验台上,首次对变频控制热泵式VRV空调机组(一台室外机带三台室内机)的冬夏季运行工况进行了一系列实验.根据实验,分析了影响室内机制热(制冷)量的因素、不同工况下VRV空调机组的运行能耗及其影响因素,得到了VRV空调机组冬夏季运行工况下的部分负荷运转特性,并对室内机换热器变流量特性进行了研究.在实验基础上,根据制冷系统各部件的特点,首次建立了VRV空调机组各部件数学模型.对蒸发器和冷凝器,用无能为力态的分相集中参数法来建模,对电子膨胀阀和压缩机,用稳态集中参数法来建模.根据建立的各部件数学模型,分别编制各部件的仿真子程度,并编制了制冷剂热力性质计算子程序,换热系数子程序以及湿空气参数子程序.对VRV空调机组进行数学仿真计算.并将计算结果与实验值相比较,二者吻合很好.利用编制的VRV空调机组数学模型,对某一实际建筑中的VRV空调系统进行了全年运行季节的动态能耗计算,得到了运行季节的平均季节能效比SEER,以此来评价VRV空调机组的节能情况.为了能更有力地说明VRV空调机组的节能性,该文选用普通风冷螺杆式热泵机组作为冷热源,对所选建筑采用风机盘管加新风系统进行空调系统设计,并根据样本参数计算该空调系统的全年能耗及季节能效比SEER,将其数值与VRV空调系统进行比较.经过比较可以得到,在冬、夏季运行季节中,VRV空调系统的季节能效比均高于螺杆式风冷热泵空调系统,在部分负荷时,VRV空调系统的节能性能更为显著.由此说明,VRV空调机组的节能性优于螺杆式风冷热泵空调系统.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1 VRV空调系统概述

1.2国内外研究动态

1.2.1 VRV空调系统的发展现状

1.2.2制冷系统数字仿真的现状及发展

1.3本课题的研究工作

1.3.1 VRV空调系统运行特性和节能性的实验研究

1.3.2 VRV空调系统的数字仿真研究

1.3.3 VRV空调系统的全年能耗分析

参考文献

第二章变频控制热泵式VRV空调系统实验研究

2.1实验装置及测试仪器

2.1.1实验装置

2.2测试仪器

2.2.1多用打点式记录仪

2.2.2温度测量仪器

2.2.3风速测量仪器

2.2.4功率测试仪器

2.2.5电量测试仪器

2.2.6制冷剂压力测量仪器

2.3实验方法

2.3.1实验系统设计

2.3.2测点布置

2.3.3研究方法

2.4冬季制热工况实验结果分析

2.4.1冬季制热运行特性及能耗分析

2.4.2室内机变流量特性分析

2.5夏季制冷工况实验结果分析

2.5.1夏季制冷运行特性及能耗分析

2.5.2蒸发器变流量特性分析

2.6本章小结

参考文献

第三章变频控制热泵式VRV空调机组数学模型

3.1数学模型建立的基本方法

3.1.1理论方法

3.1.2系统识别法

3.1.3实验方法

3.1.4联合法

3.2变频控制热泵型VRV空调机组数学模型

3.2.1概述

3.2.2压缩机数学模型

3.2.3蒸发器数学模型

3.2.4冷凝器数学模型

3.2.5电子膨胀阀数学模型

3.2.6制冷剂热力学性质的计算

3.3数学模型的求解

3.3.1蒸发器模型的求解

3.3.2压缩机模型的求解

3.3.3冷凝器模型的求解

3.3.4电子膨胀阀的求解

3.3.5 VRV空调系统数学模型求解

3.4数学模型的验证

3.4.1夏季动态工况的数学模型验证

3.4.2冬季工况的数学模型验证

3.5本章小结

参考文献

第四章VRV空调系统全年能耗分析

4.1实际建筑介绍

4.2空调系统的设计

4.2.1设计负荷的计算

4.2.2 VRV空调系统设计

4.2.3风机盘管加新风系统设计

4.3全年空调能耗分析

4.3.1全年空调动态能耗计算方法

4.3.2建筑物全年空调动态负荷计算

4.4 VRV空调系统与普通风冷热泵空调系统全年能耗比较

4.4.1 VRV空调系统能耗分析

4.4.2普通风冷热泵空调系统能耗分析

4.4.3 VRV空调系统与普通风冷热泵空调系统全年能耗比较

4.5本章小结

参考文献

第五章结论与展望

5.1本文结论

5.2研究展望

致谢

攻读博士期间发表论文