涂 虬 馮自平 董凱軍 馮玉海 毛守博 國德防 唐 圣 逄 鵬

(1 中國科學(xué)院廣州能源研究所 廣州 510640; 2 中國科學(xué)院可再生能源與天然氣水合物重點實驗室 廣州 510640；3 海爾空調(diào)電子有限公司開發(fā)部 青島 266101)

目前，基于VRF空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)處理機已經(jīng)逐漸開始應(yīng)用[1-4], 該機組不同于組合式空氣處理機，外機直接采用技術(shù)成熟的VRF空調(diào)室外機，室內(nèi)機構(gòu)造和VRF空調(diào)室內(nèi)機相同，采取特有的控制方法，以達(dá)到目標(biāo)設(shè)定的出風(fēng)溫度，為室內(nèi)引入新風(fēng)，清除室內(nèi)不斷產(chǎn)生的空氣污染物，改善空氣品質(zhì)，保持室內(nèi)空氣的清新健康。其原理是采用冷媒直接蒸發(fā)式制冷(制熱)，通過調(diào)節(jié)設(shè)在新風(fēng)機液管上的電子膨脹閥開度自動控制制冷劑循環(huán)量，以實現(xiàn)目標(biāo)出風(fēng)溫度。其特點是改變配管長度和通過調(diào)節(jié)風(fēng)管上的調(diào)壓閥門實現(xiàn)機外靜壓可調(diào)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，易于滿足不同大小、不同距離的空間舒適新風(fēng)需求。

由于該類新風(fēng)處理機靜壓和風(fēng)量可調(diào)，而且靜壓變化范圍寬(如靜壓調(diào)節(jié)范圍100～200Pa或200～300Pa)，加之要求使用的環(huán)境溫度范圍廣(如制熱時室外環(huán)境溫度-5～20℃)，其控制難度大，普通VRF系統(tǒng)的控制方法已經(jīng)不適用。目前公開發(fā)表的文獻(xiàn)，只限于謝春輝[1]對新風(fēng)機制冷提出了簡單的設(shè)計措施，如加大蒸發(fā)面積、配置優(yōu)質(zhì)膨脹閥和氣液分離器、加裝壓力傳感器、針對低溫制冷采用有效的蒸發(fā)器除霜措施，實際上這些都是普通VRF空調(diào)上使用的措施，而且沒有給出制熱的控制方法。其余文獻(xiàn)都局限于實驗分析及新風(fēng)處理方式的探討，如文獻(xiàn)[2]通過實驗分析了制冷劑配管長度對全新風(fēng)風(fēng)管送風(fēng)式空調(diào)機組性能的影響，總結(jié)了機組制冷量、EER、排氣壓力、吸氣壓力、排氣溫度、制冷劑配管壓降等參數(shù)隨制冷劑配管長度變化的規(guī)律，對機組安裝配置及工程應(yīng)用有一定的參考價值，但是并沒有分析這些參量間的耦合關(guān)系，而實際上這些參量是相互影響的，任何一個變量發(fā)生變化，都會對其它變量產(chǎn)生影響。文獻(xiàn)[3]定性分析了VRF空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)處理方式的合理性，但沒有給出實驗結(jié)果和工程應(yīng)用的情況。

實際上，新風(fēng)機的控制具有自身的特點，既要達(dá)到設(shè)定的出風(fēng)溫度，還要保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行，而且實現(xiàn)高能效，其控制方法尤為重要。另外，對新風(fēng)機低溫制熱，出風(fēng)溫度難以達(dá)到設(shè)計目標(biāo)，特別是對大容量新風(fēng)機，如16HP及以上的新風(fēng)機，電機采用三相電機固定轉(zhuǎn)速，不能通過切換風(fēng)機轉(zhuǎn)速減小風(fēng)量來實現(xiàn)低溫制熱22℃目標(biāo)出風(fēng)溫度，因而優(yōu)化設(shè)計大容量的新風(fēng)機，在不同靜壓不同環(huán)境溫度下實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的運行，具有非常重要的意義。特別是對制熱運行，因為制熱環(huán)境溫度范圍寬，環(huán)境惡劣，還涉及到機器結(jié)霜除霜等問題。

1 優(yōu)化設(shè)計模型

曾開發(fā)出的10HP新風(fēng)機，試驗表明目標(biāo)冷凝溫度對系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行是至關(guān)重要的參量。如果采用普通VRF制熱控制方法，即以固定的冷凝溫度如45℃為控制目標(biāo)，調(diào)節(jié)壓縮機能力輸出，通過調(diào)節(jié)電子膨脹閥開度來控制制冷劑流量，以達(dá)到制熱目標(biāo)出風(fēng)溫度，試驗證明這種控制方法是不可行的。對名義制熱(外機室、內(nèi)機室7℃DB，6℃WB)試驗，系統(tǒng)排氣溫度、油溫高達(dá)108℃，出現(xiàn)頻率頻繁波動的現(xiàn)象，對最大制熱，即使內(nèi)機閥開度調(diào)節(jié)到最小開度80PLS，出風(fēng)溫度仍會遠(yuǎn)高于22℃的設(shè)定目標(biāo)，特別是靜壓增加時，風(fēng)量減小，新風(fēng)機換熱效果降低，會出現(xiàn)出風(fēng)溫度高達(dá)36℃的情況，而且按照該控制方法系統(tǒng)運行頻率高，不節(jié)能。另外，對低溫制熱、除霜，由于環(huán)境溫度低，即使系統(tǒng)運行頻率高達(dá)120Hz，而實際冷凝溫度只能達(dá)到30～32℃。因而這種控制方法是不可行的，應(yīng)采取變目標(biāo)冷凝溫度的控制措施，即不同環(huán)境溫度下對應(yīng)不同的目標(biāo)冷凝溫度。

假定目標(biāo)冷凝溫度為Tc,tar，換熱修正系數(shù)為ε，定義式為

(1)式變形得到

式中：Tout、Tar、Tc,tar分別為出風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度、目標(biāo)冷凝溫度；Tc,min、Tc,max分別為最小和最大目標(biāo)冷凝溫度。

為防止目標(biāo)冷凝溫度過低，系統(tǒng)運行頻率低，導(dǎo)致排氣溫度、油溫過低損壞壓縮機，定義Tc,min=30℃。另外，為防止目標(biāo)冷凝溫度過高，系統(tǒng)運行頻率高，導(dǎo)致排氣溫度、油溫過高出現(xiàn)頻率波動或者出風(fēng)溫度過高的現(xiàn)象，定義Tc,max=40℃。

對10HP新風(fēng)機，通過試驗確定出換熱修正系數(shù)為0.69，新風(fēng)機閥最小開度為80PLS。按照以上優(yōu)化模型計算得出的名義制熱、最大制熱、除霜、低溫制熱的目標(biāo)冷凝溫度分別為35℃、38℃、32℃、30℃。

按照該模型確定出的目標(biāo)冷凝溫度和新風(fēng)機電子膨脹閥的最小開度進(jìn)行16HP大容量新風(fēng)機試驗。

2 實驗現(xiàn)象及問題分析

2.1 新風(fēng)機系統(tǒng)介紹

新風(fēng)機系統(tǒng)安裝圖和結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 新風(fēng)機系統(tǒng)安裝示意圖及新風(fēng)機結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Installation schematic diagram of FAP system and structure diagram of FAP

新風(fēng)機外機采用普通的VRF空調(diào)，其系統(tǒng)原理圖如圖2所示。通過設(shè)定目標(biāo)冷凝溫度來控制壓縮機運行頻率，通過調(diào)節(jié)新風(fēng)機的電子膨脹閥開度，達(dá)到目標(biāo)出風(fēng)溫度。對制熱，需要達(dá)到的適宜的出風(fēng)溫度為20～25℃，控制目標(biāo)溫度為22℃。

圖2 16HP大容量新風(fēng)機系統(tǒng)原理圖Fig.2 Principle schematic diagram of 16HP FAP system

圖2中：Tdi, Td1, Toil, Ta, Tdef, Toci, Tc1, Tc2, Tar, Tout分別為相應(yīng)的溫度傳感器測到的變頻壓機排氣溫度、定頻壓機排氣溫度、油溫、外環(huán)溫、除霜盤管溫度、冷凝器出口氣管溫度、新風(fēng)機氣管溫度、液管溫度、回風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度；EEVa1，EEVa2分別為室外機和室內(nèi)機電子膨脹閥；SV1，SV2為電磁閥。其中Toci溫度傳感器是用來控制制熱時外機電子膨脹閥開度，控制目標(biāo)為Toci過熱度6℃。

2.2 試驗裝置

試驗外機采用已經(jīng)開發(fā)并成功應(yīng)用的16HP外機，型號為KMR-450W/D532B，壓縮機為直流變頻壓縮機(型號ANB52FKEMT)和一臺定頻壓縮機(型號BN65YFHMT)并聯(lián)，外機采用2個電子膨脹閥，型號為HAM-BD24FKS。16HP新風(fēng)機型號為KMR-450E/XH532A，風(fēng)機采用三相電機，額定功率1.5KW，雙風(fēng)扇，靜壓范圍為200～300Pa?？紤]到新風(fēng)機普遍存在低溫制熱效果差，需要加大制冷劑流量，采取大口徑電子膨脹閥，口徑為3.2mm，型號為HAM-BD32FKS。

試驗在海爾空調(diào)電子有限公司焓差室進(jìn)行，采用焓差室測試平臺監(jiān)控軟件監(jiān)測出風(fēng)干/濕球溫度、外機側(cè)、內(nèi)機側(cè)干/濕球溫度、風(fēng)量、靜壓、制冷(熱)量、功率。采用自編的監(jiān)控軟件監(jiān)測系統(tǒng)運行參數(shù)和狀態(tài)，如各溫度、壓力、壓縮機運行頻率、電子膨脹閥開度以及室外風(fēng)機、電磁閥、四通閥開關(guān)狀態(tài)。

由于新風(fēng)機是從室外引回風(fēng)，試驗時可以把室外機、新風(fēng)機分別裝在焓差室的外機室、內(nèi)機室，把兩側(cè)調(diào)到相同的環(huán)境溫度進(jìn)行實驗。不同工況下的環(huán)境溫度見表1。

表1 新風(fēng)機制熱運行工況Tab.1 Experimental environmental condition of FAP

2.3 試驗現(xiàn)象與分析

按照表1中的環(huán)境溫度分別在靜壓ΔP=200Pa和300Pa 下進(jìn)行試驗。

2.3.1 名義制熱

調(diào)節(jié)內(nèi)機室、外機室工況均為7℃DB、6℃WB，按照制熱目標(biāo)冷凝溫度Tc,tar=35℃，新風(fēng)機電子膨脹閥最小開度80PLS，在靜壓200Pa和300Pa下進(jìn)行名義制熱試驗。試驗發(fā)現(xiàn)200Pa靜壓下名義制熱運行正常，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，但靜壓為300Pa時，出現(xiàn)系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的現(xiàn)象，見圖3、4所示。

圖3 Tc,tar =35℃, ΔP=200Pa名義制熱試驗曲線Fig.3 Experimental curve of nominal heating under the condition of Tc,tar =35℃, ΔP=200Pa

圖4 Tc,tar=35℃, ΔP=300Pa名義制熱試驗曲線Fig.4 Experimental curve of nominal heating under the condition of Tc,tar=35℃, ΔP=300Pa

圖3中給出一個外機閥開度，另一個閥的開度在另一個曲線界面中，在冷媒分流情況較好時，兩個閥的開度基本相同。300Pa靜壓下出現(xiàn)特殊回油過程：當(dāng)系統(tǒng)運行時，定頻壓縮機停機而變頻壓縮機頻率小于60Hz，持續(xù)30分鐘，進(jìn)行一次特殊的回油過程，定頻機開啟，變頻機以30Hz運行，目的是加大壓縮機輸出能力、提高回油效果、防止壓縮機缺油。

從圖4可以看出：當(dāng)Tc,tar=35℃，靜壓為300Pa時，系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，外機電子膨脹閥開度LEVa1、頻率INV_F，排氣溫度Tdi、油溫Toil、排氣壓力Pd和對應(yīng)的飽和溫度Pd_t、出風(fēng)溫度Tout波動明顯。

原因分析如下：系統(tǒng)按照目標(biāo)冷凝溫度35℃控制壓縮機輸出能力，當(dāng)靜壓為300Pa時，風(fēng)量為3000m3/h，遠(yuǎn)低于200Pa靜壓時的風(fēng)量5000m3/h，系統(tǒng)運行頻率較200Pa時低，導(dǎo)致排氣溫度過熱度或油溫過熱度(油溫與冷凝溫度之差)低于20℃，為防止出現(xiàn)過熱度偏低，外機電子膨脹閥關(guān)小，以提高排氣溫度和油溫。但是隨之而來，排氣壓力和對應(yīng)的冷凝溫度上升，冷凝溫度達(dá)到36℃。按照控制功能要求，為防止頻率頻繁波動，在冷凝溫度為(35±1)℃時，壓機頻率保持不變，但是排氣溫度和油溫上升得較快。過熱度超過25℃以上，外機閥由Toci過熱度控制，而不進(jìn)行排氣過熱度的修正，閥的開度增大，此時排氣壓力和冷凝溫度下降較快，冷凝溫度降低到32℃，頻率又開始上升。在外機閥開度增大和頻率上升的綜合作用下，排氣溫度和油溫表現(xiàn)為下降，降低到25℃以下，外機閥開度進(jìn)行排氣溫度過熱度修正，閥的開度減小。如此反復(fù)，導(dǎo)致各參量頻繁波動。以上試驗結(jié)果可以看出室內(nèi)機、外機的狀態(tài)參數(shù)之間相互耦合的關(guān)系，任何一個參量的變化都會對其它產(chǎn)量產(chǎn)生影響。

相反，當(dāng)靜壓為200Pa時，其風(fēng)量較300Pa時的風(fēng)量大，相同頻率下排氣壓力及對應(yīng)的冷凝溫度較300Pa時低，為達(dá)到目標(biāo)冷凝溫度，運行頻率較300Pa時高，排氣溫度和油溫過熱度大于25℃以上，外機閥開度按照Toci過熱度控制，不會出現(xiàn)由于排氣溫度、油溫偏低而使頻率頻振蕩，導(dǎo)致其它運行參量隨之波動的現(xiàn)象。

改用普通VRF系統(tǒng)制熱控制方法，即采取固定的45℃目標(biāo)冷凝溫度，在200Pa、300Pa下分別進(jìn)行名義制熱，試驗運行正常，如圖5、6所示。

圖5 Tc,tar =45℃，ΔP＝200Pa名義制熱試驗曲線Fig.5 Experimental curve of nominal heating under the condition of Tc,tar =45℃, ΔP=200Pa

圖6 Tc,tar =45℃，ΔP＝300Pa名義制熱試驗曲線Fig.6 Experimental curve of nominal heating under the condition of Tc,tar =45℃, ΔP=300Pa

實驗結(jié)果表明對名義制熱，當(dāng)目標(biāo)冷凝溫度為45℃時，實驗運行穩(wěn)定，沒有波動現(xiàn)象。但是系統(tǒng)運行頻率高，能耗高，不節(jié)能。而且300Pa靜壓時，出風(fēng)溫度高達(dá)28℃，高于設(shè)計要求。

對比10HP新風(fēng)機名義制熱，當(dāng)目標(biāo)冷凝溫度為45℃時，出現(xiàn)由于運行頻率達(dá)120Hz，使排氣溫度、油溫過高出現(xiàn)頻率波動，繼而導(dǎo)致其它運行參數(shù)隨之波動的現(xiàn)象。而當(dāng)目標(biāo)冷凝溫度為35℃時，運行正常。

對比表明：對16HP新風(fēng)機，目標(biāo)冷凝溫度35℃偏小，應(yīng)提高目標(biāo)冷凝溫度。其原因在于16HP新風(fēng)機外機采用雙風(fēng)扇，風(fēng)量14000m3/h遠(yuǎn)大于10HP新風(fēng)機外機風(fēng)量10000m3/h，而內(nèi)機風(fēng)量相差不大，因而相同頻率下16HP新風(fēng)機排氣壓力和對應(yīng)的冷凝溫度較10HP高，這樣在較低頻率下即可達(dá)到目標(biāo)冷凝溫度35℃。在這種情況下，如果靜壓加到到300Pa，內(nèi)機風(fēng)量減小，排氣溫度和對應(yīng)冷凝溫度更高，運行頻率更低，此時出現(xiàn)因排氣溫度或油溫低導(dǎo)致頻率和其它參數(shù)波動的現(xiàn)象。

2.3.2 最大制熱

圖7 Tc,tar =38℃, ΔP＝200Pa最大制熱試驗曲線Fig.7 Experimental curve of nominal heating under the condition of Tc,tar =38℃, ΔP=200Pa

圖8 Tc,tar =38℃, ΔP＝300Pa最大制熱試驗曲線Fig.8 Experimental curve of nominal heating under the condition of Tc,tar =38℃, ΔP=300Pa

進(jìn)行環(huán)境溫度為15℃DB、10℃WB最大制熱試驗，目標(biāo)冷凝溫度為38℃。試驗發(fā)現(xiàn)靜壓為200Pa時，系統(tǒng)運行正常，但是當(dāng)進(jìn)行300Pa靜壓試驗時，出現(xiàn)低排氣故障停機現(xiàn)象。試驗結(jié)果如圖7、8所示。

從圖8可以看出：外機閥已經(jīng)調(diào)節(jié)到最小開度96PLS，但是仍然出現(xiàn)排氣溫度過低故障停機的現(xiàn)象。這表明對最大制熱，目標(biāo)冷凝溫度38℃過小，導(dǎo)致運行頻率低，出現(xiàn)排氣溫度過低故障。再次表明換熱修正系數(shù) ε=0.69 選取不合理。

2.3.3 低溫制熱

考慮到低溫制熱(內(nèi)機室、外機室-5℃DB，-6℃WB)環(huán)境溫度過低，排氣壓力和對應(yīng)的冷凝溫度會降低，尤其是200Pa時風(fēng)量大，排氣壓力和冷凝溫度會更低，出風(fēng)溫度難以達(dá)到目標(biāo)出風(fēng)溫度，在確定出目標(biāo)冷凝溫度之前，按照45℃目標(biāo)冷凝溫度進(jìn)行試驗。實驗結(jié)果見圖9所示。

從圖9可以看出：靜壓為200Pa低溫制熱，變頻壓縮機和定頻壓縮機均開啟運轉(zhuǎn)(定頻壓縮機運行曲線在另一曲線界面上顯示)，且變頻壓縮機以最高頻率120Hz運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)運行正常，頻率、排氣溫度、油溫、外機閥開度、內(nèi)機閥開度沒有出現(xiàn)波動現(xiàn)象，但是冷凝溫度只能達(dá)到31℃，且內(nèi)機閥開度達(dá)到最大開度480PLS，出風(fēng)溫度只能維持在18℃度。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：外機閥開度按照Toci過熱度6℃控制，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，過熱度一直維持在6℃，外機閥開度保持在96PLS，導(dǎo)致冷媒循環(huán)量減少，即使內(nèi)機閥全開，但是出風(fēng)溫度低于22℃目標(biāo)溫度。分析表明為提高出風(fēng)溫度需要對外機閥的控制進(jìn)行修正，加大開度，增加冷媒循環(huán)量。

圖9 Tc,tar =45℃, ΔP＝200Pa低溫制熱試驗曲線Fig.9 Experimental curve of low temperature heating under the condition of Tc,tar =45℃, ΔP=200Pa

3 優(yōu)化方法改進(jìn)及實驗驗證

以上試驗表明目標(biāo)冷凝溫度對系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行是很重要的參量。當(dāng) ε=0.69 時，對名義制熱，目標(biāo)冷凝溫度35℃過低，導(dǎo)致300Pa靜壓下，排氣溫度和油溫偏低，出現(xiàn)外機閥開度波動頻繁的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致系統(tǒng)運行頻率、溫度等參數(shù)波動。對最大制熱，目標(biāo)冷凝溫度38℃，出現(xiàn)低排氣現(xiàn)象。但是如果目標(biāo)冷凝溫度選取過高，會導(dǎo)致系統(tǒng)在高頻下運轉(zhuǎn)，出現(xiàn)排氣溫度或者油溫過高，同樣導(dǎo)致系統(tǒng)頻率振蕩，繼而影響其它參數(shù)波動的現(xiàn)象。另一方面，系統(tǒng)運行頻率高，會導(dǎo)致COP降低，不能實現(xiàn)節(jié)能的目的，而且出風(fēng)溫度遠(yuǎn)高于目標(biāo)溫度，影響了室內(nèi)環(huán)境的舒適性。因而換熱修正系數(shù) ε需要試驗重新確定。

對低溫制熱，200Pa靜壓，壓縮機100%能力輸出，冷凝溫度最大只能達(dá)到31℃，出現(xiàn)出風(fēng)溫度偏低現(xiàn)象，其原因是外機閥開度過小，需要重新進(jìn)行修正其控制。

3.1 低溫制熱

分析圖9可以看出：按照Toci過熱度6℃控制外機閥開度，外機閥開度維持在最低開度96PLS，但是此時排氣溫度達(dá)到90℃，過熱度為59℃，遠(yuǎn)大于壓縮機要求的安全過熱度15℃，因此當(dāng)排氣溫度大于25℃，按照Toci過熱度6℃控制方法不合理，僅僅考慮到防止油溫、排氣溫度過低產(chǎn)生回液現(xiàn)象，而忽視了制熱效果。當(dāng)排氣溫度過熱度過高時，需要進(jìn)行修正，以加大外機閥開度，增加冷媒循環(huán)量，提高出風(fēng)溫度。

為驗證外機閥開度對制熱效果的影響，采取手動調(diào)節(jié)外機閥開度，進(jìn)行制熱實驗，實驗結(jié)果見圖10。

圖10 低溫制熱時電子膨脹閥不同開度下的試驗結(jié)果Fig.10 Experimental results of low temperature heating at different opening of EEV

圖10表明：隨著外機閥的開度增大，排氣溫度及排氣溫度過熱度下降較明顯，但是冷凝溫度及出風(fēng)溫度上升，當(dāng)閥的開度達(dá)到220PLS時，出風(fēng)溫度達(dá)到20～21℃，平均溫度20.5℃，達(dá)到設(shè)計要求。但是當(dāng)繼續(xù)增加到250PLS時，出現(xiàn)低排氣停機現(xiàn)象，圖中曲線顯示頻率為0，溫度過熱度為0℃，出風(fēng)溫度-5℃，即為回風(fēng)溫度。

對比分析圖9、10，提出如下制熱外機閥控制方法：制熱通常情況下按照Toci過熱度為6℃控制外機閥開度，當(dāng)排氣溫度過熱度或油溫過熱度大于40℃，持續(xù)1分鐘，Toci過熱度每分鐘減小1℃；當(dāng)排氣溫度過熱度或油溫過熱度在25～30℃，保持當(dāng)前的過熱度控制；當(dāng)在30～40℃，恢復(fù)到通常的過熱度，即6℃。為防止排氣溫度和油溫過低，當(dāng)排氣過熱度或油溫過熱度小于25℃，過熱度每分鐘加1℃ 。為防止過熱度修正過大，定義過熱度范圍2～10℃。

按照程序控制運行的試驗曲線如圖11所示。

圖11 修正后的200Pa靜壓低溫制熱實驗曲線Fig.11 Experimental curve of low temperature heating under ΔP=200Pa by revised control of EEV

圖11可以看出：外機閥開度隨排氣過熱度變化進(jìn)行修正，出現(xiàn)平緩的波動調(diào)節(jié)，但是出風(fēng)溫度、排氣壓力和低壓壓力較平穩(wěn)，出風(fēng)溫度可以維持在20～21℃，達(dá)到設(shè)計要求。當(dāng)靜壓為300Pa時，出風(fēng)溫度可以穩(wěn)定在22℃。

3.2 名義制熱

低溫制熱目標(biāo)冷凝溫度31℃，按照公式(1)計算得到 ε=0.66，由(2)式計算得到名義制熱下目標(biāo)冷凝溫度為37℃。按照該目標(biāo)溫度進(jìn)行200Pa、300Pa實驗，實驗結(jié)果見圖12、13所示。

實驗結(jié)果表明，按照修正后的控制模型來控制新風(fēng)機運行，運行穩(wěn)定，出風(fēng)溫度達(dá)到22℃。

圖12 Tc,tar =37℃, ΔP=200Pa名義制熱實驗曲線Fig.12 Experimental curve of nominal heating under the condition of Tc,tar =37℃, ΔP=200Pa

圖13 Tc,tar =37℃, ΔP=300Pa名義制熱實驗曲線Fig.13 Experimental curve of nominal heating under the condition of Tc,tar =38℃, ΔP=300Pa

對比圖12、13和圖5、6，可以看出目標(biāo)冷凝溫度37℃運行的頻率比45℃目標(biāo)冷凝溫度的頻率低，可以實現(xiàn)節(jié)能。

對最大制熱和除霜，按照修正后的模型，目標(biāo)冷凝溫度分別為40℃、34℃，實驗證明系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出風(fēng)溫度能達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。實驗結(jié)果這里不再一一列出。

以上試驗結(jié)果表明：修正后的優(yōu)化控制模型以及對外機閥的控制修正后，可以較好地用于新風(fēng)機在不同環(huán)境溫度、不同靜壓下的穩(wěn)定可靠運行。

4 結(jié)論

1)在10HP新風(fēng)機優(yōu)化設(shè)計模型基礎(chǔ)上，通過試驗修正了該模型，調(diào)整了換熱修正系數(shù)，試驗證明該模型是可行的。這樣就可以把不同系列的新風(fēng)機制熱控制模型統(tǒng)一起來，通過控制程序判定新風(fēng)機容量大小，選取不同的換熱修正系數(shù)，實現(xiàn)新風(fēng)機制熱優(yōu)化控制。

2)試驗揭示了環(huán)境溫度、運行頻率、目標(biāo)冷凝溫度、靜壓、風(fēng)量、排氣壓力、吸氣壓力、排氣溫度、外機電子膨脹閥開度、新風(fēng)機電子膨脹閥開度等各參數(shù)間的耦合關(guān)系，這些參數(shù)間相互影響，任何一個參量變化都會引起其它參量變化。

3)試驗證明目標(biāo)冷凝溫度是很重要的參量，選擇合適的目標(biāo)冷凝溫度對系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行是非常重要的。選取過高，會導(dǎo)致系統(tǒng)系統(tǒng)頻率高，能耗高。采用變目標(biāo)冷凝溫度控制壓縮機輸出能力，能實現(xiàn)不同環(huán)境溫度、不同靜壓下的穩(wěn)定運行，出風(fēng)溫度控制精度高，運行頻率低，達(dá)到節(jié)能目的。

4)對低溫制熱200Pa靜壓，由于風(fēng)量大，換熱器散熱效果好，加之回風(fēng)溫度過低，出風(fēng)溫度達(dá)不到22℃的控制目標(biāo)。通過修正外機電子膨脹閥的控制，適當(dāng)加大電子膨脹閥開度，增加冷媒循環(huán)量，試驗證明該優(yōu)化控制方法是可行的，能達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。

5)該優(yōu)化控制方法，為新風(fēng)機的使用提供設(shè)計依據(jù)，對其它容量大小的新風(fēng)機和不同制冷劑系統(tǒng)的新風(fēng)機提供設(shè)計指導(dǎo)。

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