變頻兩管制熱回收多聯機的技術研究

劉芬

摘要：從目前的空調設計狀況看，多聯機空調系統較為普遍，成為大多數建筑物的首選設計。在空調領域，多聯式空調（熱泵）機組（以下簡稱“多聯機”）由于能效高（特別是部分負荷下）、安裝靈活、易維護、初投資低等優點被越來越多的用戶所接受。變頻兩管制熱回收多聯機具有室外機占地小，安裝簡單，材料成本低，所需工時少，安裝費用低等優點，相信變頻兩管制熱回收多聯機所占市場份額會越來越高，給越來越多的多聯機用戶帶來實實在在的好處。因此本文對此進行了研究與分析。

關鍵詞：變頻兩管制熱回收;多聯機;研究

1變頻兩管制熱回收多聯機的技術原理

熱回收的含義簡單來說就是回收制冷房間排出的熱量用于制熱房間制熱，具體來說，系統通過室內機換熱器從制冷房間吸收熱量，然后通過室內機換熱器將該熱量全部或部分釋給制熱房間用于制熱，系統不足或剩余的熱量再通過室外機換熱器從環境吸取。而對于普通熱泵多聯機，制熱室內機所需熱量全部來自于室外機換熱器吸熱和耗電。因此，相比普通熱泵，熱回收多聯機具有明顯的節能效果。

2多聯機空調系統原理

多聯機空調是當前最為先進的一種空調形式，在全世界提出能源和環境的理論下，其具備良好的可推廣性，節能與環保是當今世界關注的焦點問題，多聯機空調在節能環保中有一定的促進意義，特別是能夠節省大量的空間。工作原理主要是：多聯機空調通過控制系統集中控制，提取室內舒適性基本參數、室外環境參數和表征制冷系統運行狀況參數等相關的數據，然后，再通過分析，進一步考慮到舒適準則，電腦變頻做好有效的調整，全面調節好壓縮機輸氣量，同時，也對空調系統風扇、電子膨脹閥等部件進行高效控制，全面為室內提供良好的空氣，通過自動化調節，保證了空調穩定性運行，全面滿足室內冷氣需要。

3變頻兩管制熱回收多聯機的技術

3.1高溫制冷強化技術

在室外溫度和室內溫度都比較高時，室內機的蒸發溫度較高，制冷效果較差，經過制冷室內機的回氣溫度也比較高，導致壓縮機的排氣溫度和排氣過熱度會相應升高，就會使系統有排氣溫度過高的風險。

通過再冷卻回路出口過熱度SHM3（SHM3=TM3-TPS3，TM3和TPS3分別為再冷卻回路出口溫度和出口壓力PS3對應的飽和溫度）判定再冷卻回流的流量，同時通過主流路出口過冷度SCM2（SCM2=TPS2-TM2，TM2和TPS2分別為主流路出口溫度和出口壓力PS2對應的飽和溫度）判定制冷室內機的制冷效果，確定再冷卻回路的電子膨脹閥EXV2的開度。可以通過試驗獲得SHM3的經驗目標值。當SHM3

在關小EXV2的同時，需要通過SCM2驗證此時的制冷效果是否可以接受：如果SCM2還是比較低，小于最優值B，則證明有制冷效果還沒有達到最優;如果SCM2增大到高于最優值B，且繼續增大，證明再冷卻回路的作用可以接受只是排氣溫度會上升，此時為了保證排氣溫度在較合理的范圍，并防止EXV2關到極小導致再冷卻回路流量接近沒有，引起的SCM2迅速減小，且排氣溫度迅速上升的現象，需要在此時禁止繼續關小EXV2。當SHM3>目標SHM3的時候，證明再冷卻回流的流量太小，EXV2開度太小，需要開大EXV2。在開大EXV2的同時，需要通過SCM2驗證此時的制冷效果是否可以接受：如果SCM2依然很高，大于最優值B，證明有制冷效果可以接受;如果SCM2降低到低于最優值B，且繼續降低，證明再冷卻回路的作用開始減弱，需要在此時禁止繼續開大EXV2。通過SHCM2判定再冷卻回流的流量，同時通過SCM2判定制冷室內機的制冷效果調節EXV2的開度，使再冷卻回路的EXV2的開度保持在最優值。

3.2低溫制熱強化技術

在制熱模式下，室外機高壓管的高壓氣進入制熱室內機，在制熱室內機放熱后，通過MS的支路EXV2變為低壓氣體回到室外機。這樣，EXV2的開度會影響進入制熱室內機的制冷劑流量，同時會調節制熱室內機的冷凝溫度。室外溫度越低，室外機的蒸發壓力越低，進而會導致制熱室內機的冷凝壓力也降低，從而會降低制熱室內機的出風溫度，需要減小EXV2的開度、提高高壓進而提高送風溫度。

另外，在室外溫度較低的情況下，室外機管路的散熱會變大，需要提高室外機的排氣溫度抵消這部分熱損失。為了解決不同的室外溫度下，如何達到更好的制熱效果的問題，尤其是室外溫度較低、壓縮機頻率已經達到最大的情況，筆者提出低溫制熱強化技術：壓縮機頻率按目標排氣過熱度DSH調節，目標DSH與壓縮機的目標高壓及室外溫度有關，室外溫度越低，則壓縮機的目標DSH越高。因為室內機積液會影響制熱效果，所以設定目標DSH需要考慮制熱室內機過冷度過大導致制熱室內機積液的問題。通過控制合理的MS壓差Δp=pS1-PS2，可以使系統既滿足排液要求，又有很好的制熱表現和能效表現。

3.3混合模式中壓控制技術

為了使制冷/制熱室內機都能夠達到較好的效果，需要按照合適的比例將液態制冷劑分配給制冷室內機，氣態制冷劑分配給制熱室內機。AC的主路電子膨脹閥用于中壓控制：通過控制前后的壓差（Δp=ps1-ps2）實現制冷/制熱室內機制冷劑的分配。

在AC的中壓控制邏輯中，設置一個初始的壓差控制目標，但是該目標需要在系統實際運行過程中不斷學習調節，從而達到制冷劑的合理分配。在制冷劑合理分配的情況下，制熱室內機的電子膨脹閥通過調節閥門開度可以將過冷度控制在目標值。但是在制冷劑分配不合理的情況下，比如制熱室內機制冷劑過少，已經超過室內機電子膨脹閥的調節范圍，導致其一直處于常開狀態，這種情況下，應該重新調節中壓控制目標值，使制冷劑重新合理分配。

4結語

綜上所述，變頻空調的基本結構和制冷原理和普通空調完全相同。變頻空調的主機是自動進行無級變速的，它可以根據房間情況自動提供所需的冷（熱）量;當室內溫度達到期望值后，空調主機則以能夠準確保持這一溫度的恒定速度運轉，實現“不停機運轉”，從而保證環境溫度的穩定。變頻兩管制熱回收多聯機的室外機通過換熱器能力無級調節、全逆流無毛細管制冷劑均勻分流可以準確控制室外機輸出的高低壓和過冷度。雖然在中國，變頻空兩管制多聯機由于種種原因，還沒有發展成熟，以國家宏觀調控以及空調商等方面看來，變頻兩管制多聯機必然成為一種趨勢。

參考文獻：

[1]石文星，成建宏，趙偉，等.多聯式空調技術及相關標準實施指南[M].中國標準出版社，2010.

[2]中央空調市場，2017年度中國中央空調市場總結報告第三章主流機型市場分析[J].機電信息，2018（04）：26-27.

（作者單位：青島海爾空調電子有限公司）