多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥開度和制冷劑充灌量的試驗研究

狄春紅

摘 要：變頻多聯(lián)機系統(tǒng)，又稱為變制冷劑流量的直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng)，簡稱VRV空調(diào)系統(tǒng)[1]。該文以一拖四工質(zhì)為R410A的多聯(lián)機系統(tǒng)為例，通過試驗的方法確定最佳電子膨脹閥開度和制冷劑充灌量，使得系統(tǒng)的EER為最大。

關(guān)鍵詞：VRV空調(diào)系統(tǒng) 電子膨脹閥開度 制冷劑充灌量 EER

中圖分類號：TK124 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（b）-0008-02

1 實驗系統(tǒng)

對空調(diào)器性能測試采用空氣焓差法[2]的原理，實驗對象為一套28 kW的多聯(lián)式R410A空調(diào)機組，其中機組的室外機是DLR-280W/BP，由一臺定速壓縮機和一臺變頻壓縮機并聯(lián)而成，該室外機組拖動三臺額定制冷為9.0 kW的風(fēng)管式室內(nèi)機（型號DLR-90F/BP）和一臺額定制冷為2.2kW的風(fēng)管式室內(nèi)機（型號DLR-22F/BP），室內(nèi)外機之間通過R410A專用銅管連接，該銅管需要有充分的保溫，并且機組與銅管所有連接部分需要進(jìn)行氣密性檢測。室外機到分配器前部的銅管長度為5 m，分配器到4個室內(nèi)機的銅管長度也均為5m，如圖1所示。工質(zhì)采用非共沸混合制冷劑R410 A，系統(tǒng)中制冷劑標(biāo)準(zhǔn)充灌量是12 kg，根據(jù)配管長度追加制冷劑，計算追加1.25 kg，合計需充注制冷劑量為13.25 kg。

實驗樣機的主要部件有：壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥、蒸發(fā)器（如圖2所示）。系統(tǒng)中，除了制冷系統(tǒng)的四大部件之外，還設(shè)置了消音過濾器、集液管、分流器、電磁閥、氣液分離器、高壓傳感器等輔助部件，使系統(tǒng)得以優(yōu)化[3]。除利用空氣焓差實驗臺測量空調(diào)器的制冷、制熱能力等參數(shù)之外，還對系統(tǒng)中某些關(guān)鍵點進(jìn)行溫度、壓力的測量，故在測試系統(tǒng)中布置了若干溫度傳感器、壓力變送器等裝置。

2 電子膨脹閥開度調(diào)節(jié)試驗

對于該同一系統(tǒng)曾經(jīng)調(diào)節(jié)測定額定制冷EER能力試驗（試驗工況：室外機，干球溫度35 ℃，濕球溫度24 ℃，室內(nèi)機干球溫度27 ℃，濕球溫度19 ℃）。系統(tǒng)中室外機DLR-90F/BP的熱交換器是由上、下兩部分構(gòu)成，每一部分各有一個電子膨脹閥，用來調(diào)節(jié)制冷劑的流量，以達(dá)到最佳制冷、制熱效果，即最優(yōu)EER值。

本研究以EER值作為評判標(biāo)準(zhǔn)，同時兩個室外換熱器的過冷度也起到輔助判斷作用。本系統(tǒng)中室外機使用的電子膨脹閥開度范圍為0-480步，20步以下為全關(guān)狀態(tài)，480步（空氣流量>35.5 NL·min-1）為全開狀態(tài)[4]。由于下部分換熱器的換熱面積大，且分流管路多，制冷劑流量自然需求大，因此以下部分換熱器的電子膨脹閥定在480步的條件下，調(diào)節(jié)上部分換熱器的電子膨脹閥的開度進(jìn)行對比。

從曲線圖3中，可以看出隨著對下部分換熱器的電子膨脹閥開度的逐漸關(guān)?。◤?80步關(guān)小至215步），上、下?lián)Q熱器的過冷度逐漸接近，最后交匯于一點，EER值也有弧形的變化，在膨脹閥處于230步（空氣流量為23.5 NL·min-1）時，達(dá)到最高點，因此確定了下?lián)Q熱器的膨脹閥開度為230步，上換熱器為480步是室外機系統(tǒng)的制冷劑分流最理想狀態(tài)。

3 制冷劑充灌量微調(diào)試驗

通常安裝的空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑量是在機器出廠標(biāo)準(zhǔn)充灌量的基礎(chǔ)上，按照配管的長度通過相應(yīng)的公式進(jìn)行計算追加量而得出的，但該合計充灌量是為了適用于廣大用戶而確定的，通常充灌量要比試驗中的略高。在試驗中為了能獲得最佳效果，即更高的EER值，需要微調(diào)制冷劑量。

本系統(tǒng)初期的充灌量是13.25 kg，室外機上、下?lián)Q熱器的電子膨脹閥開度依據(jù)分流均衡調(diào)節(jié)試驗確定的230和480步進(jìn)行設(shè)定，在其他試驗條件不變的情況下，以EER值最高作為評判標(biāo)準(zhǔn)。通過逐步釋放制冷劑，測試出一組EER數(shù)據(jù)，同時通過計算得到相對應(yīng)的EER模擬值，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1數(shù)據(jù)中實驗值與模擬值存在較大的誤差，最大誤差達(dá)到9.47%，平均誤差8.64%。產(chǎn)生誤差的原因主要是仿真系統(tǒng)存在的由于對各個部件的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行過于理想化的假設(shè)，且沒有考慮配管、壓降等因素，另中央空調(diào)實際運行中的回油控制導(dǎo)致系統(tǒng)冷量有較大的損失，因此導(dǎo)致較大的誤差。但從圖4對比曲線上來看，基本上可以看出仿真結(jié)果能夠反映出系統(tǒng)的運行規(guī)律。

從圖4中，可以看出隨著制冷劑充灌量的減少，EER值出現(xiàn)了峰值曲線，在制冷劑量處于12.55 kg時，達(dá)到最高點，因此確定了充灌量為12.55 kg是室外機系統(tǒng)的最優(yōu)制冷劑充灌量。

4 結(jié)論

對于現(xiàn)有冷凝器的構(gòu)造，分為上下部兩部分，下部分換熱器的換熱面積與上部分換熱面積不同（面積比為2∶1），且分流管路數(shù)量不同，理想設(shè)置是下部分換熱器膨脹閥開度為480步（空氣流量>35.5 NL·min-1），上部分換熱器膨脹閥開度為230步（空氣流量=23.5 NL·min-1）。

通過試驗得出本系統(tǒng)最佳制冷劑充灌量是12.55 kg，后期的改造產(chǎn)品的額定充填量應(yīng)盡可能接近該值。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬一太，王洪利.多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)及其能效標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展[J].機械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量2008（2）：21-23.

[2] 石文星，成建紅，趙偉，等.多聯(lián)式空調(diào)技術(shù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實施指南[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011：51-61.

[3] 付小平.空調(diào)技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2007.

[4] 郭筱瑩.多聯(lián)式空調(diào)機組的應(yīng)用[J].暖通空調(diào)，2004，34（12）：74-75.