Influence of Surrounding Structures upon the Aerodynamic and Acoustic Performance of the Outdoor Unit of a Split Air-Conditioner

DC-inverter split air-conditioner is widely used in Chinese homes as a result of its high-efficiency and energy-saving. Recently, the researches on its outdoor unit have focused on the influence of surrounding structures upon the aerodynamic and acoustic performance, however they are only limited to the influence of a few parameters on the performance, and practical design of the unit requires more detailed parametric analysis. Three-dimensional computational fluid dynamics（CFD） and computational aerodynamic acoustics（CAA） simulation based on FLUENT solver is used to study the influence of surrounding structures upon the aforementioned properties of the unit. The flow rate and sound pressure level are predicted for different rotating speed, and agree well with the experimental results. The parametric influence of three main surrounding structures（i.e. the heat sink, the bell-mouth type shroud and the outlet grille） upon the aerodynamic performance of the unit is analyzed thoroughly. The results demonstrate that the tip vortex plays a major role in the flow fields near the blade tip and has a great effect on the flow field of the unit. The inlet ring＇s size and throat＇s depth of the bell-mouth type shroud, and the through-flow area and configuration of upwind and downwind sections of the outlet grille are the most important factors that affect the aerodynamic performance of the unit. Furthermore, two improved schemes against the existing prototype of the unit are developed, which both can significantly increase the flow rate more than 6 %（i.e. 100 m3·h～（-1）） at given rotating speeds. The inevitable increase of flow noise level when flow rate is increased and the advantage of keeping a lower rotating speed are also discussed. The presented work could be a useful guideline in designing the aerodynamic and acoustic performance of the split air-conditioner in engineering practice.

基于变频空调调节的机房温度节能控制方法研究

为实现对机房温度的精确调控和能源消耗的最小化,围绕机房热动力学模型的构建、变频空调的工作特性,以及模糊逻辑和反向传播(BackPropagation,BP)神经网络在温控系统中的应用进行研究。通过设计并实施仿真实验,系统地评估了控制方案在不同工况下的响应性和节能效益。研究表明,所提出的节能控制方法能显著减少机房的能耗,同时保持室内温度在设定范围内的稳定,能够适应复杂的机房环境,对实际的机房温度控制系统具有一定的指导和应用价值,为数据中心的节能减排提供了新的技术路径。

主动配电网优化调度场景下的变频空调负荷聚合外特性研究

在“碳达峰碳中和”目标和新型电力系统建设的背景下,分布式能源在配电网中的占比逐年增加。然而,新能源发电具有随机性和间歇性,随着负荷峰谷差的不断增大,仅靠传统发电侧资源难以满足系统调峰等需求。随着需求响应技术的发展,对负荷侧灵活资源进行调控已成为可能,亟需挖掘可控负荷的可调潜力,并从系统的角度出发,对其调节能力并进行定性定量分析,建立其外特性模型从而实现精准调度。文中针对用户侧的变频空调展开研究,首先明确变频空调负荷模型与控制方法;接着对变频空调聚合体调节潜力进行评估;再根据不同调节场景,建立变频空调聚合体外特性模型;最后在主动配电网中进行算例验证。结果表明,变频空调聚合体具有与传统发电机类似的外特性与调节潜力,并能有效参与主动配电网优化调度。

面向需求响应的空调智能体:概念、构建和应用

园区内各变频空调(IAC)的运行特性、运行环境、用户行为和用户习惯千差万别,这给园区运营商引导大规模IAC参与需求响应(DR)带来了挑战。首先,对IAC的信息物理社会属性进行了分析,并提出了基于规则的社会属性刻画方法。其次,根据具身通用人工智能的概念,提出了面向DR的空调智能体概念。然后,从主动感知、主动交互、主动行动和主动演化的维度设计了空调智能体,其能在DR期间融合IAC的信息物理社会属性,使自身的负荷形状曲线接近被下发的目标形状曲线。进而,参考基于负荷准线的DR机制,提出了大规模空调智能体自下而上参与DR的方法,以实现聚沙成塔效应。最后,利用离散事件仿真框架SimPy对1万个空调智能体参与DR的情形进行仿真,从刻画社会属性的规则自演化、空调智能体性能和聚沙成塔效应这3个方面进行分析。结果表明,空调智能体在时效性、友好性、用户满意性和鲁棒性方面具有较大优势。

变频空调控制器参数损耗模型的最低损耗寻优算法分析

随着变频空调能效标准的提高,能效升级越来越被重视。变频控制器作为变频空调的重要组成部件,降低其损耗是提高空调能效的有效方法之一。为达到在不变更硬件的基础上降低变频控制器损耗的目的,理论分析了电子元器件和控制器参数的损耗模型,并通过模型分析,提出了梯度下降动态迭代寻优算法,得到最优效率控制器参数。最终通过实验验证:应用该算法后,控制器损耗降低了1.40%,空调全年能源消耗效率(Annual Performance Factor,APF)提升了0.02。

城轨车辆直流辅助供电变频空调综合电源与控制方案研究

现有城轨车辆的辅助供电以工频交流系统为主,其输出的AC380V交流电为变频空调等设备供电,且空调电气控制未与辅助电源设备统一考虑、协同设计,造成系统电源重复变换,供电效率不高。文章在分析现有辅助供电技术和变频空调电气控制技术的基础上,采用近年逐步展开研究的中高频变流技术、变频空调综合电源与控制技术,提出一种采用直流架构的辅助供电系统及变频空调的综合电源与控制方案,首先详细阐述2种系统架构设计思路、综合电源装置的电气组成和控制方案,其次分析其在提高供电效率、减少部件数量、增强空调协同控制、提高乘车环境舒适性等方面的优势,同时指出方案的技术难点,最后对所述方案的技术和功能提升进行展望。

变频空调器异常制冷剂流体噪声机理研究及专用消声装置的设计

变频空调器的普及速度越来越快,随之而来的一些技术壁垒需要攻克,其中制冷剂流体异常噪声就是变频空调器的一个顽疾,不时引起用户投诉。经过分析这种异常噪声的发生机理,并通过多方试验验证,最终完成了由整流管、过滤器、主毛细管、过渡管、加强管、防振胶等关键零部件构成的专门针对制冷剂异常噪声的消声装置。通过对数十个制冷剂流体异常噪声问题的机型进行试验验证,此装置都可以起到良好效果,解决了异常噪声问题。同时,还一并消除了一些此前无法处理的强度弱、振动大、嗡嗡声等问题。此装置均由通用原材料构成,通用性强,成本低,可以解决难度很大的技术问题,是一项实用的创新设计。

铁路客车单元式变频空调机组的研究及应用

空调机组是通过调节客室温度提高列车舒适性的重要装置,也是列车能耗的主要部件之一。目前轨道车辆空调机组主要分为定频空调和变频空调2种;定频空调是根据客室内热负荷的需求,压缩机以固定转速运转,通过启停压缩机改变制冷量输出,实现客室温度调节;变频空调是根据客室内热负荷的需求,通过变频器控制压缩机的转速,提供线性可变制冷量输出,实现客室温度调节。文章分析了25G、25T型铁路普速客车空调的应用现状,详细介绍了铁路普速客车上定频空调改造成变频空调的技术方案以及验证情况,结果表明,变频空调技术提高了铁路普速客车的舒适性并且节能,优势明显,建议推广。

转子压缩机结构对空调制热性能的影响研究

低温制热量是APF测试的关键项目,也是影响用户体验的重要指标。为了研究压缩机结构对分体式空调制热量的影响规律,分别改变了气液分离器的回油孔和泵体的缸高与缸径比,进行对比测试。通过试验得出,回油孔高度降低有利于减小吸气过热度,缓解热量衰减,从而提升低温制热量;泵体的缸高与缸径比越小,压缩机容积效率越高,低温制热量就越多,缸高与缸径比每减少3.3%,制热量提高1%。

CO_(2)变频空调系统软件设计研究

二氧化碳变频空调综合了二氧化碳环保理念与变频空调节能实用性两方面优点,通过理论与实践相结合的方法探究CO_(2)变频空调控制方法,总结出CO_(2)变频空调的压缩机转速控制逻辑与电子膨胀阀控制逻辑,同时对系统做出必要的3种保护。最后通过软件设计对二氧化碳变频空调的功能予以实现得出验证,在一定环境温度下系统最终进入稳定状态,且不同环境温度下系统都可以满足温度控制要求。

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。

采用R410A的变频房间空调器的理论与实验研究

对采用R410A和直流变频涡旋压缩机的房间空调器的节能特点进行分析。采用分布参数法建立该种空调器的稳态数学模型,运用该模型计算制冷量、功率和能效比随运行频率变化的趋势,并在中南大学空调器性能试验台上测试该空调器的性能。研究结果表明:制冷量、功率和能效比的平均相对误差分别为2.9%,6.2%和3.9%,模型基本可靠;变频空调器在20Hz运行时能效比高达4.3,而在100Hz运行时能效比低于2.5,因此,在选用变频空调器时,应选择制冷量较大的空调器,避免超频运行。

论变频空调器性能评价体系

以制冷运行为例 ,分析变频空调器运行性能和匹配特性。在此基础上 ,分别从行业、企业和消费者三个角度出发 ,分析建立变频空调器性能评价体系应包含的要素 ,提出以额定工况性能、高频额定比和低频额定比作为企业保证产品质量的强制性指标 ,以季节能效比作为行业向用户表明节能产品的推荐性指标 。

双联变频空调系统建模与特性分析

双联 (一拖二 )变频空调系统由于两蒸发器间各参数的相互影响 ,使得它的运行特性较复杂 ,表现极强的耦合性 .通过采用分布参数法并引入两相流理论 ,建立起以双蒸发器、电子膨胀阀、压缩机为一体的双联空调系统的热力学模型 .对双联变频空调系统稳态特性及双蒸发器间耦合关系进行仿真研究 ,为双蒸发器的优化设计。

基于遗传算法的模糊智能变频空调仿真系统的研究

利用Matlab软件对基于遗传算法模糊智能空调系统进行了仿真设计。设计了模糊子系统和遗传算法子系统的仿真系统,以舒适度为目标函数,利用遗传算法对模糊智能变频空调的控制规则及隶属度函数进行了仿真寻优。并利用寻优获得的隶属函数和控制规则与PID算法、常规模糊控制算法控制同一被控对象的响应结果进行了对比分析。

变频空调系统特性的仿真研究

用仿真的方法着重研究了变频空调系统偏离最佳工况运行时的系统各参数特性。

双联变频空调系统建模与控制方法仿真研究

双联变频空调是非线性、时变、强耦合、多变量的控制对象;这使得过份依赖于被控对象精确的控制数学模型,如传递函数、高阶方程的经典控制方法难以实现。本文则着重于根据双联变频空调的运行特性,制定了双电子膨胀阀及压缩机的控制方法;并引进了负荷系数的概念和模糊推理方法。通过建立系统的动态热力学模型,利用仿真运算考察双电子膨胀阀开度及压缩机转速的调节对系统的控制结果,以验证控制方法的可行性。仿真结果表明此控制方法具有响应快,超调小,控温精度高,易于微机实现及实时控制性好的优点。

大规模变频空调参与电力系统辅助服务的协调控制方法

实现负荷的自治是提高大规模变频空调集群控制性能的重要技术途径。为此,文中提出了基于需求曲线的变频空调自治控制方法。首先,构建了各变频空调的需求曲线,以实现其调控灵活性和用户偏好的自主表达,同时实现了空调集群舒适度的一致性控制,使集群的调节能力得到充分利用。然后,根据需求曲线的不同利用方式,提出了主动响应型和被动响应型这2种协调控制方法,以适应不同跟踪精度和通信条件的要求,并分别应用于调频和吸收联络线功率波动这2种典型辅助服务中。最后通过对控制效果和模型误差的仿真验证了所提方法的有效性。

变频空调器用全数字化空间矢量PWM逆变器研究

针对变频空调器对变频调速的要求 ,研制出采用修改空间矢量PWM控制的逆变器 ,以改善其在调制系统M大于 1时的线性放大特性 ,控制器用NEC先进的UPD780 988单片机实现 ,并成功地用于一拖二变频空调的压缩机变频调速 。

一拖三变频空调系统建模方法及控制研究

一拖多变频空调系统由于各蒸发器状态参数间的相互影响,使得系统的控制特性相当复杂,也增加了对系统进行动态建模的难度。为此,本文以一拖三系统为例,采用集总参数法,建立起系统的动态热力学模型;同时提出了系统中变频压缩机和电子膨胀阀的控制策略,引入了吸气压力控制和以电子膨胀阀直接控制室温的思路;制定了带有调整因子的模糊控制方法;利用系统热力学模型对控制策略和方法进行仿真研究,仿真结果表明所提出的控制策略和方法是有效可行的,能取得满意的控制效果。