多联式热泵空调用电子膨胀阀进出口流向控制对节流噪声影响的实验研究

多联机热泵空调用电子膨胀阀因具有进出口管相互垂直的结构特性,使制冷剂具有以垂直阀针轴线方向和以平行阀针轴线方向进入电子膨胀阀两种流向形式,制冷剂在这两种流向型式下节流时产生的节流噪声具有明显差异,需要明确进出口流向控制对节流噪声的影响。设计并搭建了可对流经电子膨胀阀的制冷剂进行状态调控和流型观测且可对节流噪声的声压级进行测量的实验装置,获得了不同制冷剂流量和干度工况下制冷剂流向对节流噪声的影响规律。研究表明:制冷剂从与阀针轴线方向垂直的进口管流入时,节流噪声主要表现为制冷剂节流空化时产生的空泡溃灭噪声,声压级范围较低;制冷剂从与阀针轴线方向平行的进口管流入时,节流噪声表现为空泡溃灭与阀针振动相互耦合的噪声,声压级范围较高;在实验中这两种流向下节流噪声的声压级范围分别为47.1~57.1 dB及61.9~67.7 dB。通过对空调系统的制冷剂流向进行优化设计,保证制冷剂始终从与阀针轴线方向平行的进口管流入电子膨胀阀,可降低多联机热泵空调系统在运行过程中的噪声水平。

基于傅里叶变换的多联机空调负荷提取及预测方法

多联机空调实际制冷量通常不等同于房间真实的空调负荷需求,导致基于数据驱动的负荷预测模型的预测效果往往较差。本文提出了一种基于傅里叶变换的从实际制冷量数据中提取空调真实负荷数据的方法。案例预测结果表明,该方法能够有效提取空调负荷数据,并能将基于人工神经网络的超短期空调负荷预测模型精度提升10.94%。

室外换热器可变流路设计及试验分析

为了确定制冷与制热模式下换热器的最优流路,建立了空调室外机的蒸发器/冷凝器仿真模型,并将换热器仿真模型耦合入系统仿真中,分析了不同流路对系统换热量及系统性能的影响,以确定换热器在制冷与制热模式下所对应的最优流路。结果表明,当分路数在5~20范围内变化时,在制冷模式下整机能力及性能随着分路数增大而减小,在制热模式下整机能力及性能随着分路数增大呈现先增加后减小的趋势;制冷模式下的优选分路数为5~7路,制热模式下的优选分路数为14~16路。在此基础上,通过单向阀与电磁阀设计了制冷/制热模式下室外机运行分路数为7路/14路的可变流路方案,试验测试结果表明,各测试工况下能效均有提升且全年能源消耗能效(APF)提高5.4%,超低温为-15℃时制热量提升6.0%,性能提升2.8%。本文研究结果可为换热器设计优化领域的研究人员提供参考。

准二级压缩多联机严寒地区供暖性能研究

为了推动多联机在严寒地区的应用,在哈尔滨搭建了一个准二级压缩多联机实验台,采用根据室外温度分段控制压缩机吸气状态的控制策略,进行了91天的测试。结果表明:采用提出的控制策略,实验机组在整个测试期间均可以稳定运行,最高排气温度为90.6℃,季节性能系数为2.40,且室内温度能够满足供暖需要;导致机组在严寒地区制热量不足的主要因素是误除霜,而不是室外低温,误除霜引起的最大逐时制热量不足率为24.31%,而室外低温环境只有7.74%;在室外温度为-22.5~7.5℃时实验机组的供暖效果较好,室外温度低于-22.5℃时存在制热量不足;因严寒地区的机组选型较大且受压缩机最低频率限制,故在室外温度高于7.5℃时,机组存在频繁启停现象。

多联机在超高标准接待项目中的应用

阐述了某超高标准接待项目暖通空调系统的设计特点,从分析落实业主对该项目的主要设计要求入手,介绍了室内设计参数优化、冷热源方案、系统划分、计算与验算、振动噪声控制、备用性及其他细部设计;重点介绍了三管制热回收高显热多联机+直膨式恒温恒湿新风机组+地暖方案在该项目中的应用,为超高标准接待项目及温湿度独立控制空调系统的设计提供了新的解决思路和案例。

全空气空调系统与VRF空调系统组合设计探讨

全空气空调系统与VRF空调系统组合应用于公共建筑是一种合适的选项。详细介绍了全空气空调系统和VRF空调系统组合设计时应注意的技术问题。提出了公共建筑VRF空调系统制冷剂使用安全性问题,介绍了空调房间制冷剂泄漏浓度的确认方法及应对制冷剂泄漏问题的技术措施。

基于仿生树形相变循环散热技术研究及变频空调应用

伴随环境温度升高,空调制冷量需求也会逐步增高,从而引发变功率模块发热严重,导致其内部芯片无法良好散热。通常采用压缩机降频工作方法保证电控板安全,但该方法的缺点是温度越高,空调制冷能力越差。针对该缺点,提出一种仿生树形的单向相变循环传热方法,开发了一款单向循环相变风冷散热器,通过焓差室测试,实现了散热器进风口温度62℃时,变频功率模块温度可以降低8℃以上,防止压缩机强制降频造成制冷量衰减。

水源多联式空调系统设计实践与分析

以地处夏热冬暖地区的福州市某集团办公楼为例,阐述了水源多联式空调系统的构成、公共水环路的科学规划、循环水泵组变频控制策略的制定、冬季外部热源的选择等设计要点,并分析了其主要技术指标。分析结果显示,水源多联式空调系统经过科学、合理设计,制冷工况下较风冷多联式空调系统更节能、低碳、环境友好。在夏热冬暖及夏热冬冷地区空调供暖时,受限于室外机对水流量的低限要求,循环水泵组能耗居高不下,水源多联式空调系统能耗则高于风冷多联式空调系统。建议设备厂商在水源多联机的换热效率方向进行优化,降低室外机对水流量的低限要求。

土壤源VRF空调系统冬季运行部分负荷特性实验研究

利用土壤源VRF空调系统实验台,对冬季制热工况进行实验研究,分析单位面积小时功耗、机组性能系数、系统性能系数随部分负荷率（PLR）的变化规律。研究表明：冬季制热工况下部分负荷率主要集中在40%-70%范围内,单位面积小时功耗随部分负荷率呈下凹曲线分布,机组性能系数和系统性能系数随部分负荷率变化存在呈上凸趋势的性能域。

土壤源VRF空调系统冬季运行特性实验研究

以土壤源VRF空调系统为研究对象,利用土壤源VRF实验台对其冬季运行特性进行了实验研究,分析在不同开机率时,小时制热量、小时耗功量、机组COP随部分负荷率的变化规律。结果表明:小时制热量与小时耗功量随开机率的升高基本呈现增大趋势,且耗功量对开机率的变化更为敏感;不论室内机的开启率为何值,小时制热量随部分负荷率的增大而增大,小时耗功量、机组COP随部分负荷率的增加呈现下凹、上凸的变化趋势,即土壤源VRF空调机组在部分负荷运行条件下具有较为良好的节能性。

VRF系统与FCU系统末端控制的比较

通过对VRF系统与FCU系统末端控制方式的分析,提出了设计时的注意事项。

VRF及VAV复合空调系统温湿度控制研究

本文将变风量空调系统与多联机系统相结合组成复合空调系统,解决多联机系统缺乏新风的问题,同时可利用两种系统各自的优点。以复合空调系统的仿真平台为基础,在变工况条件下研究了其温湿度控制特性,并针对新风处理后的状态提出了几种控制策略。结果表明,该系统在保持高能效优点的同时,解决了多联机系统缺乏新风的问题,且在实现室内温湿度解耦控制方面具有一定的潜力。

多联机空调系统超低温制热启动回油研究

本文通过建立多联机系统油量动态模型,介绍了机组在超低温制热启动的油量变化,指出了超低温启动回油应从压缩机频率和回油系统两方面进行优化控制。采用实验方法,分析了多联机系统超低温制热启动出现缺油的现象,通过对比优化前后控制系统,提出一种超低温工况下冻机启动的回油控制方法,结果表明:延长主要频率点的启动时长,其他频率点升频速度小于等于2 Hz/s,以及当环境温度低于-15℃,控制室内机电子膨胀阀最小开度为300 Pls(脉冲数),可明显改善机组在低温下的压缩机缺油现象,实现油位平衡。

基于加速试验的VRF空调产品验证

根据VRF空调产品的复杂特性,引入加速试验工具,完成自然环境、电源和用户使用习惯等应力的设计,获得VRF空调产品的加速试验方案。该加速试验能够快速暴露VRF空调产品的问题,尤其是恶劣使用条件下的产品失效问题,在提高VRF空调产品质量的同时缩短产品开发周期,对开展类似工作具有借鉴意义。

多联机空调系统在线能耗测量方法研究

实时运行能耗是实现多联机节能运行和智能控制的基础数据,但因成本原因,实际运行的多联机空调系统很少安装功率表对其能耗进行实时监测,因此研发低成本且具有工程精度的实时能耗测量方法对于多联机的节能降碳具有重要意义。本文提出了适用于单片机运行的频率-电流曲面拟合法和适用于云端大数据运算的神经网络自学习法,实验结果表明,2种在线能耗测量算法均具有良好的测量精度,在名义制冷、名义制热、最大制冷、低温制热和除霜等工况及在各种工况下自由切换连续45 h运行时,对多联机系统总功率的测量误差均在±5%以内。

基于运行数据的多联机室内机位置识别方法

多联机系统拥有丰富的运行数据,但对其数据的有效利用依赖于室内机位置的信息,该信息目前主要依托于人工定位方法获得。提出一种基于运行数据的多联机室内机位置识别方法,用于降低现有人工定位方法的时间和人力成本。通过对多联机系统传感器数据进行分析,构造了能够反映距离的评价指标,从而评价各台内机与建筑外围护结构的距离及各台内机之间的相对距离。在此基础上,提出了一种将上述指标与房间参数化信息进行匹配的方法,以获取内机在房间中的具体位置。模拟仿真和实验研究表明,上述基于运行数据的多联机室内机位置识别方法能够准确地对内机在房间中的位置进行识别,并显著降低内机位置识别的工作量。

我国不同气候区办公建筑多联机系统能效分析

本文选择夏热冬暖地区、夏热冬冷地区和寒冷地区作为研究对象,建立了典型的办公建筑模型,对3个气候区中9个不同城市的多联机系统负荷和能耗进行了仿真,并进行了能效分析。结果表明,多联机系统负荷、系统耗电功率、性能系数(COP)及部分负荷率(PLR)平均值在不同气候区差异显著。夏热冬暖地区制冷工况、制热工况性能系数、PLR均大于寒冷地区、夏热冬冷地区。从寒冷地区到夏热冬暖地区,系统冷负荷及制冷耗电功率增大、热负荷及制热耗电功率不断减小。全年平均COP在不同气候区间都有十分明显的差异。寒冷地区和夏热冬冷地区的全年平均COP相差0.27,而夏热冬冷地区和夏热冬暖地区间相差0.59,证明不同气候区城市的办公建筑多联机能效有显著区别。

基于分类器链的多联机软故障水平辨识研究

多联机空调系统在建筑中已得到广泛应用,在多联机的运行中,软故障较为常见,且难以识别,使系统效率下降。本文以一维卷积神经网络作为基分类器,提出一种基于分类器链的多联机软故障水平辨识模型,使用室外机脏污故障的实验数据,以故障诊断模型为基础设置了基分类器的结构及参数,提出两种新的对数据标签的编码方式。在初步建立软故障水平辨识模型之后,对基分类器中的卷积核数量进行了进一步调整,并提出放大系数以改进标签的编码方式。结果表明:改进后的分类器链模型对室外机脏污故障的诊断准确率可达96%以上,提高2%~3%,且本文提出的编码方式不会将故障工况诊断为正常工况,适合在分类器链模型中使用。

多联机制冷剂充注量故障检测模型评估及参数优化

本文对基于集成学习模型的多联机制冷剂充注量故障检测进行了评估,并对极致梯度提升(XGBoost)模型进行了参数优化。通过在制冷模式下进行制冷剂充注量故障实验采集了数据,结合互信息法和斯皮尔曼相关性系数法进行了特征选择,在此基础上分别训练了决策树、随机森林和XGBoost三种学习模型后得到诊断模型,并通过网格搜索等方法对XGBoost模型进行了参数寻优工作。结果表明:三种学习模型中基于随机森林的故障诊断模型效果最好,5个评估指标中精度由88.69%提高至93.46%、宏查准率由90.34%提高至98.09%、宏查全率由88.33%提高至98.19%、宏F1度量提高由88.94%提高至98.13%、kappa系数由0.87提高至0.98,而优化后XGBoost模型效果更优,各评价指标均再次提升1%~2%。

暖通室外设备噪声频谱特性及治理策略

暖通系统给人们提供舒适人工环境的同时,所产生的噪声也影响了人们的工作和生活质量,由此引发了众多社会矛盾。本文基于典型暖通室外设备的现场实测声学数据,结合调研情况,经理论计算和声学模拟,总结了典型暖通室外设备噪声频谱特性和传播规律。并基于声学基本原理,提出了将隔声、吸声、消声和隔振等措施综合运用的噪声治理策略,以实现精准高效降噪。