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VRV空调系统特性与控制策略研究（三）摘要：通过对影响vrv空调系统在热泵模式下室外机蒸发器-压缩机模块换热量和过热度的压缩机频率、室外空气温度、蒸发温度、蒸发器风量的模拟分析，得出了不同参数对系统的影响和调节特性，提出了压缩机频率控制冷剂流量，室外机风量控过热度的新的控制原理和方法，这种方法更适合于vrv空调系统。
关键词：vrv空调系统压缩机冷凝器调节特性控制策略独立控制蒸发器-压缩机联合调节特性与控制策略1.引言在本文（一）（二）的基础上，运用数值模拟的方法分析vrv空调系统在热泵模式下压缩机频率、室外温度、室外机风量、蒸发温度、冷凝温度等对室外冷凝器换热的影响，得出了室外机的调节特性，从而归纳出了制冷模式下对室外机机更合理的控制策略――压缩机频率控制制冷剂流量，室外机风量控制过冷度。
2.调节特性2.1 压缩机频率-流量特性图1 压缩机流量特性如图1所示，当空调系统制剂过热度tsu＝5℃，冷凝温度tc＝50℃时，在不同蒸发温度te下的压缩机流量特性曲线。
在相同入口状态下，制冷剂质量流量随压缩机频率的上升而增加；随着蒸发温度的升高，压缩机的压缩比逐渐变小，压缩机入口制冷剂比容减小，其流量特性曲线的斜率逐渐增加。
2.2 风量-风温联合调节特性在冷凝温度tc=40℃，过冷度tsb＝5℃，蒸发温度te=-10℃，制冷剂流量gr=0.015kg/s 情况下，蒸发器换热量q与风量gα、风温tα的关系曲线如图2所示。
图2 q-gα-tα关系曲线在某一固定风温下，如tα＝0℃，当风量很小时，蒸发器出口制冷剂为两相状态，随着风量的增加，增大了管外空气侧的换热系数，还使空气侧的换热能力增加，蒸发器出口制冷剂焓值逐渐增大，换热量也逐渐上升。
当风量增大到使蒸发器出口过热以后，风量的增加对换热量的影响很小。
在蒸发温度不变时，风温的上升，使得蒸发器内外侧换热温差逐渐增大，因此使蒸发器出口过热所对应的风量也随风温的上升而逐渐减小，如tα＝15℃曲线所示，在风量gα＝300m3/h时，蒸发器出口制冷剂就已经过热。
摘要：通过对影响VRV空调系统在热泵模式下室内机冷凝器-电子膨胀阀模块换热量和过热度的电子膨胀阀开度、室内空气温度、冷凝温度、冷凝器风量的模拟分析，得出了不同参数对系统的影响和调节特性，提出了电子膨胀阀控制室温，室内机风量控过冷度的新的控制原理和方法。
这种方法更适合于VRV空调系统。
关键词：VRV空调系统电子膨胀阀冷凝器控制策略独立控制冷凝器－电子膨胀阀联合调节特性与控制策略1.引言在本文（一）～（三）的基础上，运用数值模拟的方法分析VRV空调系统在热泵模式下电子膨胀阀开度、室内温度、室内机风量等对室内冷凝器换热量和冷凝器出口过冷度的影响，得出子制热模式下室内机的调节特性，从而归纳出了制热模式下对室内机机更合理的控制策略――电子膨胀阀控制室温，室内机风量控制过冷度。
2.调节特性2.1 开度-室温联合调节特性当空调系统蒸发温度Te＝8℃，过热度Tsu＝5℃，压缩机频率为80Hz，冷凝温度Tc＝50℃时，在不同室内温度Tα下的室内冷凝器出口过冷度Tsb随电子膨胀阀开度的变化规律如图1所示。
电子膨胀阀开的越大，制冷剂流量也相应增大，冷凝器出口处的过冷液体也相应减少，过冷度降低。
室内温度越低，冷凝器出口的制冷剂被冷却到温度也相应降低，过冷度变大。
2.2 开度-风量联合调节特性当空调系统制热运行，房间温度为Tα＝21℃，制冷剂过热度Tsu＝5℃，蒸发温度Te＝8℃，冷凝温度Tc＝48℃时，在不同风量下的室内冷凝器换热量Q、冷凝器出口制冷剂过冷度Tsb与电子膨胀阀开度的关系曲线。
在相同风量下，在保证冷凝器出口有过冷度的情况下，由于电子膨胀阀开大，通过的制冷剂流量也要增大，冷凝器的换热量增大，冷凝器出口的过冷度降低。
在固定开度时，随着风量的增大，过冷度也会有所增加，在保证有过冷度的情况下，由于过冷度的增加只增加了现热换热，换热量也会有所增加，风量对换热量的影响并不明显。
因此，风量对冷凝器出口制冷剂过冷度影响比较明显，而电子膨胀阀开度对室内冷凝器的换热量影响比较明显。
VRV空调控制系统标签: 制冷系统VRV空调系统变频压缩机电子膨胀阀换热器VRV空调系统是在电力空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。
VRV空调系统需采用变频压缩机、多极压缩机、卸载压缩机或多台压缩机组合来实现压缩机容量控制；在制冷系统中需设置电子膨胀阀或其它辅助回路，以调节进入室内机的制冷剂流量；通过控制室内外换热器的风扇转速积，调节换热器的能力。
在变频调速和电子膨胀阀技术逐渐成熟之后，VRV空调系统普遍采用变频压缩机和电子膨胀阀。
空调系统在环境温度、室内负荷不断变化的条件下工作，而且系统各部件之间、系统环境与环境之间相互影响，因此VRV空调系统的状态不断变化，需通过其控制系统适时地调节空调系统的容量，消除其影响，是一种柔性调节系统。
其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。
2.VRV空调系统的特点变频VRV空调系统的相对于定速系统具有明显的节能、舒适效果：(1)VRV空调系统依据室内负荷，在不同转速下连续运行，减少了因压缩机频繁启停造成的能量损失；在制冷/制热工况下，能效比COP随频率的降低而升高，由于压缩机长时间工作在低频区域，故系统的季节能效比SEER相对于传统空调系统大大提高；采用压缩机低频启动，降低了启动电流，电气设备将大大节能，同时避免了对其它用电设备和电网的冲击。
(2)VRV空调系统具有能调节容量的特性，在系统初开机时室温与设定温度相差很大，利用压缩机高频运行的方式，使室温快速地到达设定值，缩短室内不舒适的时间；系统调节容量使室温波动很小，改善了室内的舒适性；极少出现传统空调系统在启停压缩机时所产生的振动噪声，且室内机风扇电机普遍采用直流无刷电机驱动，速度切换平滑，降低了室内机的噪声。
空调VRV系统工作原理及设计流程一、VRV概念VRV全称Variable Refrigerant Volume。
中文意为：可变制冷剂流量。
即一台室外机配置多台室内机，通过改变制冷剂流量能适应各房间负荷变化的直接膨胀式空气调节系统。
原理是通过控制压缩机的冷媒循环量以及进入室内机的冷媒流量，来满足系统对冷热需求的负荷与输出。
V-V ariable(可变化) R-R efrigerant（冷媒）V- V olume（容量）这种系统结构由日本大金公司开发创造，并且“VRV”成为其相应产品的注册商标，所以其他品牌无法再将自己的同类产品称为VRV。
目前业内将冷媒流量可变系统称为“VRF”（Variable Refrigerant Flow）以此来区分。
当然，国内厂商也将自己同类商品定义了类似的名称，例如：美的叫MDV，格力叫GMV等等，其实都是同一个定义。
二、应用优势VRV的原理是根据不同室内机的工作情况与负荷需求，来决定对其输送冷媒的流量大小，以此来控制不同室内机的输出功率。
而当整个系统的负荷需求下降时，则室外机对压缩机的冷媒循环量进行控制，从而降低总输出。
它根据人们通常的使用习惯，充分的利用了压缩机的输出功率来满足不同房间的负荷需求，能将负荷低的内机冷量输送到负荷高的内机去，这样通过一台外机就能满足多台内机的使用需求，提高使用效率的同时也降低了能源的消耗。
制冷运转如下：举个简单的运用例子（制冷运转）：上面表格，只是简单的表述了VRV系统的控制变化。
其逻辑电路的判断、控制，实际是需要经过复杂的参数收集与计算后来实时调节，才能让室内机达到近似于恒温舒适的状态。
VRV系统中，有两个部件是必不可少的。
1：变频压缩机。
2：电子膨胀阀。
我们知道了变频技术用于对电动机的输出进行控制，也就不难理解，外机是如何控制冷媒循环量的了。
换句话说，VRV系统是建立在变频空调的基础之上的，没有变频做基础，则VRV不可实现。
电子膨胀阀这个部件属于空调四大部件之一的节流部件。
VRV空调系统的节能性研究与应用VRV空调系统作为集变冷媒流量控制技术、变频控制技术等多种先进理念，满足用户对空调节能性、舒适性、美观性、可靠性及智能性的多重要求。
广泛用于办公、商业、制造及家具行业。
虽然VRV空调系统在节能、舒适等方面有很多优势，但如果在实际设计安装方面不加以重视，会直接影响使用效果。
使VRV空调系统的节能性、舒适性、可靠性大大降低。
本文就VRV系统的节能性进行论述，并着重探讨VRV空调系统的应用。
标签：VRV空调系统；节能性；应用引言：制冷剂流量可变系统（Variable Refrigerant V olume）即是VRV空调系统的全称，它的形成是以分体式空调为基础的。
由室外机、室内机、遥控装置和冷媒配管等组成空调系统。
它对压缩机的制冷剂流量通过控制，使室内冷热负荷的要求适时的满足。
由于每台室外机形成的小型系统是独立的，完全相互独立运行每一空调分区，避免了即便是局部使用也要将中央空调整个系统全部启动的情况，再加上先进的变频技术，具有舒适、节能、运转平稳等优点。
VRV空调系统占有建筑空间小、设计安装方便、不需机房、运行费用低等优点。
一、VRV空调系统的原理VRV空调系统是一种冷剂式空调系统，若干室内通过1台室外机机输送制冷剂，通过控制各换热器的制冷剂流量和压缩机制冷剂的循环量来实现室内冷、热负荷的要求。
蒸汽压缩制冷循环通常情况下，主要由冷凝器、压缩机、蒸发器和节流装置4部分组成。
通过管道各部分之间连接成全封闭的系统，在循环中制冷剂连续不断地在冷凝器中释放热量并从蒸发器中吸取熱量，从而实现制冷。
制冷剂蒸汽被压缩机吸入，蒸发器产生的压力不等，在冷凝器中冷却凝结成高压液体，在压缩机中被压缩为制冷器压力后进入冷凝器中。
温度降低为蒸发温度，同时经节流机构制冷剂液体分流降低绝热膨胀压力，此时，制冷剂分别进入各蒸发器中，并变为气液混合物，在低温环境中吸收热量而蒸发，从而完成制冷过程。
通过上面的循环，压缩、蒸发、节流、冷凝、再蒸发的循环过程使制冷剂不断完成，从而实现连续制冷。
VRV空调系统的定义及控制原理1.VRV空调系统是在电力空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。
VRV空调系统需采用变频压缩机、多极压缩机、卸载压缩机或多台压缩机组合来实现压缩机容量控制；在制冷系统中需设置电子膨胀阀或其它辅助回路，以调节进入室内机的制冷剂流量；通过控制室内外换热器的风扇转速积，调节换热器的能力。
在变频调速和电子膨胀阀技术逐渐成熟之后，VRV空调系统普遍采用变频压缩机和电子膨胀阀。
空调系统在环境温度、室内负荷不断变化的条件下工作，而且系统各部件之间、系统环境与环境之间相互影响，因此VRV空调系统的状态不断变化，需通过其控制系统适时地调节空调系统的容量，消除其影响，是一种柔性调节系统。
其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。
2. VRV空调系统的特点变频VRV空调系统的相对于定速系统具有明显的节能、舒适效果：(1) VRV空调系统依据室内负荷，在不同转速下连续运行，减少了因压缩机频繁启停造成的能量损失；在制冷/制热工况下，能效比COP随频率的降低而升高，由于压缩机长时间工作在低频区域，故系统的季节能效比SEER相对于传统空调系统大大提高；采用压缩机低频启动，降低了启动电流，电气设备将大大节能，同时避免了对其它用电设备和电网的冲击。
(2) VRV空调系统具有能调节容量的特性，在系统初开机时室温与设定温度相差很大，利用压缩机高频运行的方式，使室温快速地到达设定值，缩短室内不舒适的时间；系统调节容量使室温波动很小，改善了室内的舒适性；极少出现传统空调系统在启停压缩机时所产生的振动噪声，且室内机风扇电机普遍采用直流无刷电机驱动，速度切换平滑，降低了室内机的噪声。
中央空调系统有主机和末段系统。
按负担室内热湿负荷所用的介质可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统。
按空气处理设备的集中程度可分为集中式和半集中式。
按被处理空气的来源可分为封闭式、直流式、混合式(一次回风二次回风)。
主要组成设备有空调主机(冷热源) 风柜风机盘管等等.中央空调系统优点—切实体现用户最高要求：经济节能：主机由微电脑控制，每个区间末端风机盘管可自行调节温度，区间无人时可关闭，系统根据实际负荷做自动化运行，开机计费，不开机不计费，有效节约能源和运行费用。
环保：主机采用水源热泵型机组，电制冷，没有燃烧过程，避免了排污；整个系统为密闭式管路系统，可避免霉菌灰尘等杂质对系统的污染，使环境清新优美，特别适于高档别墅、高级公寓与写字楼的使用。
节约空间：主机体积小巧，不设机房，无需占用设备层，减少公用设施和土建投资，室内末端暗藏在吊顶内，极易配合屋内装修。
个性化：中央空调系统以区间为单元，满足用户不同区间需求，室内末端安装采用暗藏方式，不影响室内的审美观，不占据室内空间，适应用户的个性化需求。
简化管理：于采用不同区间单独控制系统为用户所有，产权关系明确，可简化空调设施管理。
提升档次：中央空调主机可以避免破坏楼体的整体外观，使用户充分享受高档综合环境的同时，提升产品质量及量贩档次。
投资方便：可根据量贩发展情况，分期分批投资添置空调系统，同时量贩档次提升，因此资金周转快，有效地利用资金更进一步开发。
户式中央空调的分类☆ 风管机一台定频室外机，一台定频室内机，通过风管把冷热风送至每个房间，可方便将室外新风引入；对空气进行加湿等集中处理也较容易，是廉价的机器，设计合理每个房间的噪声仅增加1～3分贝，卧室不必吊顶，每个房间在可高于主温控器设定的温度以上，对温度进行控制；可以有一定比例的能量转移，达到节能及加快空调冷热速度的效果。
室内机局部噪声较大，根据现场不同的安装条件，实测在42～52分贝之间，对设计及安装要求很专业。
摘要近年来，VRV空调系统因设备数量少、安装布置灵活、运行节能高效、维护简单方便、冷量分配灵活等优点，被广泛应用于办公楼、宾馆、商场和别墅等中小型建筑中。
VRV空调系统是由一台变频压缩机、一个冷凝器、多个室内蒸发器和多个电子膨胀阀构成的一个多变量、强耦合、非线性的系统，对变频压缩机转速和电子膨胀阀开度的协调控制是保证系统安全高效运行的关键。
针对VRV空调系统中房间温度和过热度的调节问题，本文进行了相应的研究工作。
在阅读了大量中外文献的基础上，总结了VRV空调系统现阶段的研究进展，分析了变频压缩机、冷凝器、蒸发器、电子膨胀阀的工作机理和模型。
通过分析可知，在VRV 空调系统中，由于蒸发器和冷凝器中的制冷剂状态与其中的压力、温度有着紧密的联系，通过机理建模得到的模型必然是高阶的、非线性的。
在实际控制器的设计过程中，需要将模型进行简化处理，这会带来一定的建模误差。
前人通过辨识实际VRV空调系统的运行参数，得到了低阶、线性增量式的状态模型，本文以该模型为基础，建立了适用于控制器设计的离散化的状态空间模型。
该离散化模型是原有模型的推导与变换，既保留了原有模型的精度，也使控制器的选择更为广泛。
在VRV空调系统离散化状态空间方程的基础上，将房间的温度偏差、蒸发器最佳过热度及控制器的输出增量作为系统的综合优化目标，基于最优控制策略，研究了房间温度和蒸发器过热度的最佳控制方法，实现VRV空调系统的整体节能优化运行。
MATLAB 的仿真结果表明，针对VRV空调系统的多种运行工况，该控制方法能够满足控制精度和过热度的安全性的要求。
针对最优控制器无法克服由建模误差带来的系统参数不确定性的问题，本文设计了鲁棒控制器，以克服模型参数的不确定性，达到理想的控制精度，并使用MATLAB软件进行仿真实验。
仿真结果表明，在VRV空调系统多种运行工况下，所设计的鲁棒控制器能够克服模型参数不确定性对运行性能的影响，仿真曲线变化平稳，没有波动，空调运行安全可靠。
VRV空调系统的特点和设计试验方法的开题报告一、选题背景随着人民生活水平的提高，人们对生活环境以及舒适性的要求也越来越高，空调作为一种重要的适应性设备被广泛应用到人们的生活、办公、生产和航空等各个领域中。
而VRV空调系统作为一种新型的空调系统，在市场中越来越受到人们的关注和喜爱。
因此，开展VRV空调系统的研究和设计试验方法探究具有一定的现实意义和科研价值。
二、论文主要内容本文重点研究VRV空调系统的特点和设计试验方法，主要包括以下内容：（1）VRV空调系统的概述和特点分析，主要介绍VRV空调系统的工作原理、产品结构、性能特点等方面的内容。
（2）VRV空调系统的设计方法分析，主要介绍VRV空调系统的设计方法、系统参数选取等方面的内容。
（3）VRV空调系统的试验方法研究，主要介绍VRV空调系统的试验流程、试验方案、试验标准等方面的内容。
三、论文的研究意义本文旨在深入探究VRV空调系统的特点和设计试验方法，为大家提供更为详尽和专业的VRV空调系统研究资料。
VRV空调系统的研究和开发，不仅有利于提高空调系统的性能和舒适度，还可以促进节能减排，减少对环境的污染，具有很高的社会和经济意义。
四、研究方法本研究将采用文献资料法和实验方法相结合的方法，通过对相关文献的分析和综述，对VRV空调系统的特点和设计试验方法进行深入研究；并通过实验方法对VRV空调系统进行试验，验证和分析其性能和特点，为后续研究提供理论和实践依据。
五、论文进度安排本论文预计分为以下几个阶段进行：（1）文献综述和理论研究，探究VRV空调系统的特点和设计试验方法；（2）试验准备和实验进行，验证和分析VRV空调系统的性能和特点；（3）数据分析和结果呈现，对VRV空调系统的特点和性能进行分析和探究；（4）论文撰写和审阅，完成论文的撰写和修改工作。
六、预期成果通过本次研究，可得到以下预期成果：（1）掌握VRV空调系统的概述、特点、设计和试验方法等方面的知识；（2）深入了解VRV空调系统的性能和特点，对其进行科学评估及优化；（3）为VRV空调系统的研究和开发提供理论和实践依据；（4）可以为空调系统的研究和相关领域的发展做出贡献。
多联机VRV系统研究摘要：针对多联机VRV系统原理和特点，对其系统性能进行了分析。
结果表明：采用高效涡旋压缩机、冷（热）量直接由制冷剂输送和冷（热）量随负荷灵活调节，使得多联机VRV 系统具有较高的COP和运行稳定性；同时也指出，回油问题、配管长度的影响和大量制冷剂的使用，成为VRV系统推广应用首要解决的关键难点。
通过多联机VRV系统与传统风机盘管热泵空调系统初投资和运行费用对比分析，当建筑规模较大时，传统风机盘管热泵空调系统的经济性要优越于多联机VRV系统。
本文为多联机VRV系统的研究提供依据。
关键词：多联机VRV 涡旋压缩机负荷 COP 制冷剂经济性多联机VRV [1](variable refrigerant volume)空调系统即可变制冷剂流量空调系统，由日本大金（DAIKIN）公司于1982年开发推出，打破了传统的中央空调(水冷冷水机组+热水锅炉+空调末端)设计理念，在传统的房间分体空调器由一台室外机连接一台室内机的一对一方式的基础上，研制出了一台室外机连接多台室内机的供暖制冷系统，使设计、安装、运行及维护管理更为简单、方便，节能。
多联机VRV技术于90年代初引入我国。
VRV系统因其设备少、布置灵活、节能、维护简单等特点，成为目前办公楼、宾馆、医院及高级别墅等建筑中最为活跃的户式中央空调系统形式之一。
本文对多联机VRV系统的优缺点进行了深入分析，并对其经济性给予了评价，为多联机系统的完善提供资料。
1多联机VRV 系统原理及分类多联机VRV空调系统是为适应空调机组集中化使用需求在分体式和多联式空调系统基础上发展起来的一种新型制冷剂空调系统。
其主导思想是“变频、一拖多和多拖多”，体现变频空调的节能理念[3,4]。
在多联机VRV空调系统中，一台室外机与一台室内机相连的系统称为单元VRV空调系统或变频空调器；一台或多台室外机与多台室内机相连的系统称为多元VRV空调系统。
图1给出了多联机VRV空调系统示意图。
VRV 空调系统特性与控制策略研究（一）――――电子膨胀阀――蒸发器联合调节特性与控(1)通过对影响蒸发器换热量的讲因素――膨胀阀开度、空气温度、风量、蒸发温度、和冷凝温度等参数的分析，得出了不同参数对系统的影响和调节特性，提出了新的更适合于制冷系统的控制方法――风量控过热度、开度控室内温度的独立控制原理和方法，这种控制方法更适合用于制冷空调系统。
关键词：蒸发嚣电子膨胀闪工调节特性控制方法独立控制符号CD――开度系数Z――轴向长度，mT e . Tc――蒸发、冷凝温度，℃Tin――室内温度，℃Tα――换热器进口风温，℃Fi――压缩机频率，HzGr――制冷剂流量，kg/sGα――风量，m 3/hTsu――过热度，℃Tsb――过冷度，℃Q――换热量，kWρ――介质密度，kg/m3P-压力，Pah――介质焓，J/kgA――管内截面积，m2S――管内截面周长，mA（z）――开度对应的截面积d――管径τ――管内表面切应力，N/m2 q――热流密度，W/m2α――两相流空泡系数g――重力加速度，9.8m/s2 u――流速，m/sOv――电子膨胀阀开度下标l――液相制冷剂v――汽相制冷剂a――空气1.引言随着制冷空调技术的迅速发展，空调器正在从传统的单室内机、单室外机的结构逐渐向单室外机多室内机及多室内机和多室外机系统发展，系统结构逐渐趋于复杂，具有代表性的变流量制冷系统（Variable Refrigerant Volume Air - conditioning System, 简称VRV）也从单元变流量制冷系统（SVRV）向多元变流量制冷系统发展（MVRV）[1-3]。
对于多室内机的热回收系统来说，室内机可能同时做冷凝器或蒸发器使用，而且随着人民生活水平的提高，对室内热舒适性也提出了更高的求，传统的一些控制方法已不能再适应新空调系统的需。
由于系统的复杂程度的增加，传统的一些基于制冷空调系统整体的控制算法都由于其兼容性和可扩展性等因素而受到了很大的局限，因此各室内机和室外机独立控制的思想已经被引入到制冷空调系统的控制之中，一些控制理论和算法如矩阵电子控制算法、人工神经元算法和模糊控制算法都已经被引用到实际的制冷空调系统中[4-8]。
为使制冷空调系统能安全稳定的运行，除了在控制技术上提高之外，更注重研究制冷空调系统本身的运行调节特性。
本文在通过分析系统在制冷模式下电子膨胀阀开度、室内温度、室内机风量、蒸发温度、冷凝温度等对室内机换热的影响的基础上，得出了室内机的调节特性，找出了对室内机制冷模式下更合理的控制策略。
2.数学模型2.1 电子膨胀阀电子膨胀阀是通过步进电机等手段使阀芯产生连续位移，从而改变制冷剂流通面积的节流装置。
研究表明，电子膨胀阀的流量特性可借鉴热力膨胀阀的研究成果[9-12]，其模型描述为：能量方程：h in =hout(1)动量方程：2.2 蒸发管路及蒸发器模型2.2.1管内制冷剂侧稳态模型在VRV空调系统中，由于膨胀阀可能设置在离蒸发器较远的位置，节流后的两相制冷剂沿膨胀阀后的管路进入蒸发器，所以在该段管路及蒸发器内部的大部分区域制剂处于两相流动状态；当液体过冷度较小时，由于管道阻力及上升立管中重力的影响，液态制冷剂将会出现闪蒸，闪蒸之后管路内的流动也为气、液两相流动；当室内换热器制热采用其出口电子膨胀阀控制制冷剂过冷度时，膨胀阀之后的高压液体管内仍然可能呈气、液两相状态。
在制冷空调领域内，蒸发管路内制冷剂两相流呈环状流[13,14]，故本文以环状流建模。
因制冷剂蒸发现象可能发生上述管段的任何位置，建模时必须在动量议程中考虑重力项。
能量守恒议程：整理上述议程，分别得到气、液两相流的质量守恒方程和动量守恒方程。
质量守恒方程：动量守恒方程：式中Ρtp =αρv(1-α) ρl是微元管段中两相流体单位容积的质量，称为两相流体的密度。
在式（3）～（5）中存在P、α、uv 和u1四个未知数，方程无法封闭求解。
传统的方法采用空隙率经验公式作为补充方程，使方程封闭。
但目前还不存在公认准确的空隙率模型计算公式；本文采用文献［4］所提出的两相界面关系方程使方程封闭。
气、液两相界面关系方程：在式（3）～（6）四个方程中，共有P、α、uv 和u1四个未知数，方程组封闭可解。
2.2.2 空气侧换热模型因横流蒸发器外侧的空气流速较低，一般Re＜2000，且蒸发器沿气流方向的管排数较少，故忽略空气侧压降，只考虑质量守恒和能量守恒方程。
质量守恒方程：能量守恒方程：3.调节特性数值求解蒸发管路和电子膨胀阀的数学模型，可以得出系统的仿真特性。
对于选定的系统来说，换热器的几何参数为定值，是一个不可调的参数。
因此，影响电子膨胀阀－蒸发器部分换热效果的因素主有电子膨胀阀开度、换热风量、冷凝温度、蒸发温度、室内环境温度、换热器几何参数。
3.1 膨胀阀开度对蒸发器换热量的影响如图1所示，当系统风量为600m3/h其他参数不变时，蒸发器换热量随膨胀阀相对开度的变化曲线。
图1 换热量随膨胀阀相对开度变化曲线当电子膨胀阀开度很小时，通过蒸发器的制冷剂流量也很小，制冷剂很容易在蒸发器内变成热气体，在蒸发器出口处有一定的过热度，蒸发器两端的制冷剂焓差基本为一定值。
因为制冷剂流量随电子膨胀阀开大而增加，在换热条件仍能保证蒸发器出口制冷剂过热时，出口制冷剂焓值变化不大，所以蒸发器的换热量也随流量的增加而逐渐增加。
当膨胀阀继续开大，制冷剂流量增大到一定程度以后，换热条件已经不能使制冷剂出口有过热度，出口已经处于两相区，管外空气侧的流量和换热系数基本为定值，制冷剂流量的增大造成出口干度的降低，但管内制冷剂的换热系数会有所上升，因此，蒸发器换热量只随电子膨胀阀相对开度的增加略有上升。
这说明，在蒸发器出口有过热度的情况下，通过调节电子膨胀阀的开度来调节蒸发器的换热量的效果是很明显的，而当蒸发器出口已出现回液的情况下，通过调节电子膨胀阀的开度来调节蒸发器的换热量收效甚微。
3.2 室内机风量对蒸发器换热量的影响换热量随室内机风量的变化曲线如图2所示，当风量很小时，不能使管内的制冷剂完全蒸发，蒸发器出口有一定的回液，随着风量的增加，管外的换热系数也逐渐增加，空气带走的热量增多，因此蒸发器出口处的制冷剂干度也逐渐增加，制冷剂在蒸发器进出口的焓差逐渐增大，在制冷剂流量不变的情况下，换热量逐渐增大，当风量增大到一定程度以后，蒸发器内的制冷剂能够完全蒸发，风量增加使制冷剂只能进行显热交换，出口焓值变化已经不大，所以换热量随风量增大而略有增加。
图2 换热量随风量变化曲线3.3 冷凝温度对蒸发器换热量的影响在其他因素不变的情况下，冷凝温度、冷凝压力的变化主通过影响制冷剂流量来影响蒸发器的换热量，如图3所示。
随着冷凝压力的升高，电子膨胀阀的进出口压差也随着增大，在蒸发器能够保证制冷剂完全蒸发的情况下，制冷剂流量的增加也就意味着蒸发器换热量的增加。
图 3 换热量随冷凝温度变化曲线3.4 蒸发温度对蒸发器换热量的影响在其他因素不变的情况下，蒸发温度、蒸发压力的变化从两个方面来影响蒸发器的换热量，一方面随着蒸发温度（蒸发压力）的升高，电子膨胀阀的进出口压差减小，使得通过电子膨胀阀的制冷剂流量减小；另一方面，蒸发温度的升高，使得制冷剂与空气的换热温差减小，也使换热效果降低。
两个方面的因素共同使蒸发器的换热量随着蒸发温度的升高而降低。
如图4所示。
图4 换热量随蒸发温度变化曲线摘通过对影响蒸发器换热量的讲因素――膨胀阀开度、空气温度、风量、蒸发温度、和冷凝温度等参数的分析，得出本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。
摘针对天津市一实际地下耦合地源热泵示范工程，在对所采用的地源热泵机组中的单螺杆式压缩机产品样本数据分析的基础上，具体拟合出了单螺杆式压缩机运行的输气系数和绝热效率与压缩比之间的关系式，并与往复活塞式压缩机相比较，结果表明单螺杆式压缩机可获得较高的输气系数。
同时分析了不同工作温度对单螺杆式压缩机循环性能的影响，所得结论为单螺杆式热泵系统数值模拟和运行特性分析提供了基础数据。
关键词：单螺杆压缩机地源热泵循环性能Study on Performance of Single Screw Compressor in a Closed-circuit Ground Coupled Heat Pump with R22Abstract: The volumetric efficiency and isentropic efficiency curves of single screw compressor in a closed-circuit ground coupled heat pump were fitted. The results demonstrate that the Performance coefficient of single screw compressor can excel to that of the reciprocator. The paPer also studies the cycle Performance of screw compressor under different work temperature, all results provide fundamental datum to numerical simulation and operating analysis of GCHP with single screw compressor.Key words: Single Screw Compressor; Closed-circuit Ground Coupled Heat Pump; Cycle performance0. 前言单螺杆压缩机是近十几年发展起来的新型容积式压缩机。
它具有重量轻、体积小、结构简单、运转可*、振动噪声小、维护简便等优点，在日本被誉为新时代的压缩机。
单螺杆压缩机主用于冷冻机组、空调机和热泵[1]。
以往地源热泵机组大都采用往复压缩式，随着压缩机技术的发展，近几年来，单螺杆式压缩机在热泵系统中尤其在大型系统中得到了较多的推广和应用。
与往复活塞式压缩机相比，在同样的工况条件下，它可获得较高的输气系数。
压缩机性能，尤其是输气系数和总效率是热泵和空调系统循环分析和运行动态特性分析的基础数据。
鉴于单螺杆式压缩机性能的定量分析和研究少有文献报道，本文结合天津市一地下耦合地源热泵实际示范工程，对所采用地源热泵机组中的单螺杆式压缩机产品样本数据分析的基础上，具体拟合出了单螺杆式压缩机运行的输气系数和绝热效率与压缩比之间的关系式，并分析了工作温度的变化对压缩机循环性能的影响。
