工學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 變頻空調(diào)系統(tǒng)性能分析

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1、湖南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文考籍號(hào)：XXXXXXXXX姓名：XXX專業(yè)：工學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)論文題目：變頻空調(diào)系統(tǒng)性能分析指導(dǎo)老師：XXX二〇一一年十二月十日摘要提出了直觀分析變頻空調(diào)系統(tǒng)的性能和擾動(dòng)調(diào)節(jié)特性的性能圖，并由此來分析室內(nèi)外環(huán)境工況、熱交換器容量、壓縮機(jī)頻率（或排氣量）變化對系統(tǒng)特性及制冷劑狀態(tài)的影響規(guī)律，采用性能圖分析方法不僅為變頻空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與優(yōu)化控制提供了有力的工具，而且有助于認(rèn)識(shí)單元與多元空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制思想的統(tǒng)一性。　　關(guān)鍵詞變頻空調(diào)系統(tǒng)　制冷循環(huán)　性能圖1引言　　　　隨著人們生活水平的提高,對工作和生活環(huán)境

2、的舒適性要求也越來越高,空調(diào)系統(tǒng)在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色,但是空調(diào)是耗能產(chǎn)品,無論從國內(nèi)和國際上,能源問題都仍然不容樂觀,因此,集舒適性和節(jié)能有性于一身的變頻空調(diào)器也越來越為廣大用戶所接受,變頻壓縮機(jī)的使用，增加了系統(tǒng)的可調(diào)控參數(shù)，提高了空調(diào)器的部分負(fù)荷時(shí)的性能，用變?nèi)萘康娜嵝钥刂拼媪似鹜？刂?，減小了系統(tǒng)對電網(wǎng)的沖擊和室內(nèi)溫度的波動(dòng)，從節(jié)能和舒適性的角度都比定速空調(diào)器有明顯的提高[1～5]。　　研究空調(diào)系統(tǒng)的特性是開發(fā)變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)的前提。壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器的工作性能分別可以用制冷系統(tǒng)

3、的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)來描述，因此，求解四大部件的聯(lián)立議程組即可獲得系統(tǒng)的性能。文獻(xiàn)[6，7]提出了采用制冷循環(huán)性能圖來分析制冷系統(tǒng)性能的方法，該方法從制冷系統(tǒng)整體匹配關(guān)系出發(fā)，來分析環(huán)境工況、熱交換器容量大小對系統(tǒng)特性的影響規(guī)律，具有極強(qiáng)的直觀性。本文提出變頻空調(diào)系統(tǒng)制冷循環(huán)性能圖分析方法，從性能圖中可以清晰地看出各主要參數(shù)對系統(tǒng)的影響方向和影響程序，不僅有助于認(rèn)識(shí)單元與多元空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制思想的統(tǒng)一性，而且有利于設(shè)計(jì)者估計(jì)到改進(jìn)或調(diào)節(jié)某個(gè)設(shè)備時(shí)，對整個(gè)系統(tǒng)性能的影響效果?！　?制冷系統(tǒng)性能圖　　　　圖1示出了建立在集總參數(shù)

4、法基礎(chǔ)上的變頻空調(diào)系統(tǒng)的性能圖[3]。性能圖由兩部分組成，圖（a）表示蒸發(fā)器的性能曲線和壓縮機(jī)的不同頻率時(shí)制冷量隨冷凝溫度和蒸發(fā)溫度的變化關(guān)系；圖（b）表示冷凝器的性能曲線和壓縮機(jī)在不同頻率（或排氣量）時(shí)冷凝負(fù)荷隨冷凝溫度和蒸發(fā)溫度的變化關(guān)系，制冷劑相同狀態(tài)點(diǎn)在圖（b）、(a)中以同名大、小寫字母表示。圖中，頻率f1＜f2＜f3，冷凝溫度tc1tc2tc3，蒸發(fā)溫度te1te2te3；e1(e′1)、e2為蒸發(fā)器性能曲線，蒸發(fā)器e1的容量大于e2；c1(c′1)、c2為冷凝器性能曲線，冷凝器c1的容量大于c2。當(dāng)壓縮機(jī)定頻運(yùn)行

5、時(shí)，相當(dāng)于定速空調(diào)系統(tǒng)，故圖1所示的性能圖也同樣適用于定速空調(diào)系統(tǒng)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D1　變頻系統(tǒng)制冷循環(huán)性能圖　　3變頻空調(diào)系統(tǒng)的性能圖分析法　　　　3．1蒸發(fā)環(huán)境濕球溫度的影響　　當(dāng)壓縮機(jī)頻率不變（f=f2），采用蒸發(fā)e1、冷凝器c1時(shí)，從圖1（a）中可以看出，蒸發(fā)環(huán)境濕球溫度（對應(yīng)于空氣的焓值）升高，蒸發(fā)器性能曲線由e1變化到e′1，制冷循環(huán)的狀態(tài)由a點(diǎn)變化到f點(diǎn)，系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度和制冷量均有所上升；從圖3.1(b)中可以看出，系統(tǒng)的冷凝溫度和冷凝負(fù)荷均有所上升；其冷凝負(fù)荷與制冷量的差值即為系統(tǒng)

6、消耗功率，從性能曲線可以看出，蒸發(fā)環(huán)境濕球溫度升高會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)耗功增大。反之，蒸發(fā)環(huán)境溫度下降，會(huì)使系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、制冷量和耗功減小。　　　　3．2蒸發(fā)器容量變化的影響　　當(dāng)其他因素不變，通過減小風(fēng)量或電子膨脹閥開度（從而增大蒸發(fā)器出口過熱度）等手段減小蒸發(fā)器容量時(shí)，蒸發(fā)器性能曲線由e1變化到e2，制冷循環(huán)狀態(tài)從a點(diǎn)變化到d點(diǎn)，系統(tǒng)的冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、制冷量和耗功均減小?！　　　?．3冷凝環(huán)境溫度的影響　　當(dāng)其他因素不變時(shí)，冷凝環(huán)境溫度減小時(shí)，從圖1（b）可以看出，冷凝器性能曲線由c1變化到c′1，系統(tǒng)的工作點(diǎn)由A變

7、化到E，冷凝溫度下降，冷凝負(fù)荷變化不大；從圖1（a）可以看出，蒸發(fā)溫度下降，制冷量增大，系統(tǒng)耗功減小，能效比提高。　　　　3．4冷凝器容量變化的影響　　在冷凝環(huán)境溫度不變，冷凝器容量減小時(shí)，在圖1（b）中，性能曲線由c1變化到c2，系統(tǒng)的工作點(diǎn)由A變化到C，冷凝溫度升高，冷凝負(fù)荷變化不大；從圖1（a）中可以看出，系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度有所升高，制冷量減小，耗功增大，能效比降低。　　由此可見，保持壓縮機(jī)頻率不變，當(dāng)室內(nèi)、外環(huán)境工況發(fā)生變化（外擾作用）或調(diào)節(jié)室內(nèi)、外熱交換器容量時(shí)，系統(tǒng)新的穩(wěn)定工作點(diǎn)必然落在圖1所示的陰影區(qū)域[即圖1（a）

8、中過原工作點(diǎn)a的冷凝溫度線和蒸發(fā)器性能曲線組成的陰影區(qū)域；圖1（b]中過原工作A的蒸發(fā)溫度線和冷凝器性能曲線組成的陰影區(qū)域]內(nèi)，換言之，僅通過調(diào)節(jié)室內(nèi)、外熱交換器容量，制冷循環(huán)的狀態(tài)點(diǎn)不可能超越此陰影區(qū)域。故在控制制冷循環(huán)狀態(tài)時(shí)，欲到達(dá)陰影區(qū)域以外的狀態(tài)，必須通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)頻