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摘要:新时期经济发展下,人们生活水平不断提高,针对当前社会发展下的能耗问题,采用多联机控制技术具有重要意义。文章通过多联机控制技术在空调系统中的应用,探讨多联机技术进展。
关键词:多联机;控制技术;空调系统;多联机系统
引言
多联机控制系统是多联机系统的神经中枢,掌控着机组时时刻刻的运行状态,是实现多联机自动、稳定、安全、舒适与节能运行的重要保障。多联机自诞生至今近40年,其控制技术不断发展。认识其发展历史、技术现状及未来趋势,对于产品研发、行业发展具有一定的指导意义。一方面,应回顾其技术发展历程,探究其技术发展动因和实现方法;另一方面,应把握技术现状,分析其优势与不足,确立后续的研发方向。
1多联机系统原理
多联机系统是多联机空调系统的全称,多联机系统是通过配管,把一台或是多台室外机与多台室内机相联系,室外侧的换热形式为风冷换热,室内侧的换热形式为直接蒸发,可以向一个区域,或者是多个区域,提供处理之后的空气。多联机空调系统的概念属于新兴技术,结合了互联网控制技术、智能控制技术与节能技术等,保护用户使用健康的同时,还可以满足用户多方面的要求。和传统的空调系统相比较,多联机空调具备压倒性的优势,如调节能量、节约能源等。多联机系统还不需要集中水输配系统和冷却塔等设备,降低了设备的安装费用和设备的运行费用。除了这两点之外,多联机系统还具备很多优势,如维护方便、运行可靠以及控制先进等、安装简单,机组适应好等特点。多联机系统由冷凝器、蒸发器与节流机组成的空调系统,所以多联机的工作原理与普通蒸汽压缩式制冷系统类似。控制系统收集系统运行状态参数,室外环境数据、室内舒适度参数,将收集到的数据输入系统,使用变频手段控制空调系统的电子膨胀阀与风扇等一切可以控制的空调系统,从而调节压缩机的输气量。利用这样的工作原理,一方面营造舒适度很强的室内环境,同时多联机空调也处于最佳状态下[2]。多联机空调均采用热泵型空调系统,也就是说室内与室外侧的换热器,都具有冷凝器和蒸发器双重功能。
2多联机空调系统应用应该注意的问题
首先,多联机空调系统设计时考虑配管长度尽可能短,因为系统配管越长,系统能力衰减就越大,因此考虑到经济性,配管等效长度最好不要超过80~100m,当等效长度超过90m时,要加大气体端主干管的直径。同时尽管室外机可以在容量配比系数135%以内运行,但在设计选型时应根据系统的具体使用情况来决定,对制热有特殊要求的场合不适合超配。因此,为了确保多联机系统稳定、安全地工作,对多联机系统大小、容量配比及配管长度等均需有所考虑。其次,多联机空调系统设计时还需考虑周边环境对室外机的要求,室外机放置位置保证良好的通风,避免进、排风短路,造成COP大幅降低,同时避免阳光直射等。室外机放置位置充分考虑安装、检修等空间。
3多联机控制技术进展
3.1变频节能技术
通过对室外主机输出能力进行调节来改变投入工作的压缩机台数来调节空调主机容量,而且变频装置的应用可以改变主机输入频率实现调节压缩机的转速来调节主机容量,从而实现在不同温度设置条件下空调系统的正常运转,而且变频技术实现了主机转速调节,避免了重复启停空调系统,能够最大限度地降低能源损失。当前,变频空调主要采用的是直流变频和交流变频两种方式,而由于我国供电系统提供的是交流电,交流变频技术在空调系统中的应用非常广泛,但直流变频压缩机在减少二次损失上具有非常显著的作用,带来的节能效果更好,技术应用前景更加广阔。
3.2智能装配线技术
近两年,随着中央空调更新换代速度的加快,产品越来越复杂,个性要求越来越高,中央空调市场整体下滑。尤其是在政府政策的推动下,新旧动能转换,设备升级改造,提倡环保节能减排,高能耗的传统中央空调面临淘汰改造困境。对此多联机空调开展智能装配线的研发与应用,在具体应用中应该满足一下几方面需求:第一,模块化。关键工位实现全自动无人化操作,保证产品质量。工业机器人工作站、智能提升装置、隧道式套袋机等多种技术集成式应用,提高整体科技水平。第二,柔性化。根据现场的生产工艺,兼容多种规格产品,满足客户个性化大规模定制,通过输送线及其配套高端设备,实现装配过程的流水化和自动化作业,最大限度提高设备和人员的使用率,使装配过程井然有序。方案设计中,人工作业越少越好。线体设计采用行业国内外先进技术,外观档次高,可参观性强。第三,数字化。各生产模块加装电子看板,实时采集各工序生产数据,从产品零部件到产品制作,完成入库的全部生产过程。通过系统报表,实时呈现生产现场的生产进度、目标达成状况、产品品质状况以及产的人、机、料的利用状况,使得整个生产现场完全透明化,通过数据采集分析降低了产品库存率。第三,智能化。智能电表实现了工厂现场设备的电能自动采集和自动上报;智能身份识别终端实现了对工厂关键设备的刷卡控制,只有持授权卡片的员工才可以开机操作;网络设备实现了智能设备的网络接入,包括但不限于WiFi、有线以太网、485总线以及交换机等,从而保证所有硬件设备功能正常接入ITPM系统。
3.3除霜控制
风冷式多联机作为一种典型的空气源热泵,冬季在低温高湿环境下运行,面临室外换热器结霜问题,进而导致制热量减小、能效比下降。采取除霜技术以及避免换热器结霜(无霜空气源热泵),是未来解决结霜系统性能衰减、实现稳定供热的主要方法,但目前采用逆循环和热气旁通除霜仍然是解决室外换热器结霜的主要方法,其除霜开始/终止判据及除霜策略是防止误除霜(有霜不除,无霜除霜)、影响多联机除霜性能的主要因素。在各种除霜方式中,逆循环法、热气旁通、回气加热、蓄能除霜在多联机中都有应用。逆循环法将制冷剂“换向”,从室内取热融化霜层,控制简单、能效高,但室内舒适性差;热气旁通法将压缩机的高温排气引入室外换热器,用排气热量将霜层融化,无需从室内取热,舒适性提高,但仍需中断供热;由于除霜热量不足,导致除霜时间过长,故提出了回气加热除霜方法,是在热气旁通基础上,在压缩机吸气管上安装加热器,将气液分离器中液体转化为气体,加快融霜速度、保证在系统稳定运行;蓄能除霜通过蓄能器贮存正常运行工况下的部分热量进行除霜,无需从室内取热,提高了除霜速度,同时还可以在除霜时向室内供热。
3.4数码涡旋技术
该技术通过PWM(脉冲宽度调节)数码涡旋压缩机,利用变容量控制原理,通过压缩机的动静涡旋盘的离合来控制空调系统的制冷剂流量,从而实现了控制系统能量输出。数码涡旋压缩机具有“轴向柔性”的特点,如此则可以保证固定的涡旋盘沿轴向可以有少量的移动,确保了固定涡旋盘和动涡盘始终保持共载,为空调系统提供最佳动力。数码涡旋压缩机存在着负载和卸载两个状态,在负载状态电磁阀保持关闭,压缩机正常工作并传递全部容量和制冷质流量,空调性能得到保证。在卸载状态下的电磁阀打开,无容量和制冷剂质流量通过压缩机,实现多联机空调系统节能的目的。
结语
综上所述,多联机自诞生以来,一直是行业研发的重点技术,特别是控制技术的发展,有力地推动了多联机整体技术的进步。在未来发展中我们还应该更加关注多联机空调系统的应用,从多方面提高多联机技术服务水平,更好的提升系统可靠性。
参考文献
[1]许国强,郭初,田彩霞.办公建筑多联机空调系统运行控制策略优化研究[J].制冷,2018,(03).
[2]赵科,王永华.VRV多联机在超高层建筑中的应用[J].中国标准化,2018,(06).
[3]张炯辉.VRV多联机空调系统的工程优化[J].辽宁科技大学学报,2014,(04).