室外機耗電量隨制冷量變化的實測結(jié)果比可以看出畦徘，在某一負(fù)荷率（量綱一制冷量）下饮估，室外機的耗電量在較大范圍內(nèi)變化腿宛，這不僅僅是因為室內(nèi)外工況條件不同所致吟钻，一定程度上還與各室內(nèi)的負(fù)荷分布狀態(tài)有關(guān)拓嗽。

　　諸多研究結(jié)果也表明，在確定的工況條件下溶豌，各房間的負(fù)荷率對多聯(lián)機系統(tǒng)的COP有一定的影響尖初。但到目前為止尚未對這種影響及其影響規(guī)律給出明確的理論解釋，也沒有在多聯(lián)機運行性能預(yù)測模型中體現(xiàn)這種差異婚蛮。

　　在目前的多聯(lián)機能耗模型中乎壮，都認(rèn)為多聯(lián)機系統(tǒng)的耗電量W或COP是室內(nèi)溫度tin和相對濕度in，室外溫度tout和建筑總負(fù)荷率LR的函數(shù)<1011>例获，即W（或COP）=f（tin汉额，in，tout榨汤，LR）（1）

　　可見蠕搜，上述能耗模型忽略了建筑物各房間負(fù)荷分布對多聯(lián)機性能的影響，在一定程度上將影響多聯(lián)機的能耗預(yù)測結(jié)果收壕。

　　本文將給出室內(nèi)負(fù)荷分布特征的描述方法妓灌，并以室內(nèi)機容量連續(xù)調(diào)節(jié)的多聯(lián)機為對象，通過模擬研究室內(nèi)負(fù)荷分布對多聯(lián)機制冷運行時部分負(fù)荷性能的影響規(guī)律蜜宪。

　　1建筑物室內(nèi)負(fù)荷分布特征的描述方法對于一棟有N個房間的建筑（或區(qū)域）虫埂，安裝一套有N臺室內(nèi)機的多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)祥山，每個房間安裝一臺室內(nèi)機，室內(nèi)機容量與房間設(shè)計負(fù)荷相同掉伏。當(dāng)室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)一定時缝呕，多聯(lián)機的COP是一個受N個變量影響的函數(shù)。因此斧散，直接通過各房間負(fù)荷來描述多聯(lián)機的部分負(fù)荷特性將會非常復(fù)雜诚咪。為綜合考慮室內(nèi)負(fù)荷分布對多聯(lián)機性能的影響，有必要首先明確室內(nèi)負(fù)荷分布特征的描述方法啸席。

　　采用建筑物的總負(fù)荷率（LR）以及負(fù)荷不均勻性指數(shù)（UI）兩個參數(shù)可較為完善地描述多聯(lián)機所服務(wù)的各房間的負(fù)荷分布特征搭肠。

　　下面直接給出幾個主要概念的定義式，其詳細(xì)推導(dǎo)過程見文獻<12>. 1）建筑（或區(qū)域）的總負(fù)荷率LR LR= & N i=1 qi & N i=1 qi币皂，max（2）

　　式中qi為i房間的冷負(fù)荷眯华，kW；qi堡脱，max為i房間的最大冷負(fù)荷（即設(shè)計負(fù)荷）窿茧，kW音族；N為多聯(lián)機所服務(wù)區(qū)域的房間數(shù)量光蜀。

　　2）某個房間（i房間）負(fù)荷率LRi LRi= qi qi，max（3）

　　3）負(fù)荷不均勻性指數(shù)UI UI= & N i=1 r 2 i（LRi-LR）

　　2 LR2 & N i=1 r2 i+1-2rs（UI<0宇团，1>）

　　其中ri= qi估态，max & N j=1 qj，max rs=min（ri）

　　負(fù)荷不均勻性指數(shù)UI的定義源于方差概念纺倍，直接反映了室內(nèi)負(fù)荷的不均勻程度嗡身。當(dāng)所有房間的設(shè)計負(fù)荷相同或相近時，ri= 1 N（i=0讲仰，1慕趴，（，N）鄙陡，此時冕房，式（4）可以簡化為如下形式：UI= & N i=1（LRi-LR）

　　2 LR 2 N（N-1）

　　（UI<0趁矾，1>）（5）

　　99暖通空調(diào)HV&AC2010年第40卷第7期專題研討2多聯(lián)機的性能域2.1多聯(lián)機的部分負(fù)荷如果各房間室內(nèi)機的名義制冷量Qer耙册，i等于該房間的設(shè)計負(fù)荷qi，max毫捣，且當(dāng)室內(nèi)機容量采用連續(xù)控制模式（用室內(nèi)機電子膨脹閥開度控制其室溫）

　　則可以認(rèn)為各室內(nèi)機的瞬時制冷量Qe详拙，i與該時刻房間的冷負(fù)荷qi相等，即Qe蔓同，i=qi（6）

　　因此饶辙，該時刻室內(nèi)機的制冷量與其名義制冷量Qer蹲诀，i的比值與房間的負(fù)荷率（LRi）相等，即LRi= qi qi弃揽，max = Qe粮锻，i Qer，i（7）

　　同理蒂拯，建筑（或區(qū)域）的總負(fù)荷率（LR）與該時刻多聯(lián)機系統(tǒng)的負(fù)荷率（即制冷量與額定制冷量的比值）相等刃拼。當(dāng)室內(nèi)機采用連續(xù)控制模式時，也可用LR表示多聯(lián)機系統(tǒng)的負(fù)荷率任肯。

　　LR= & N i=1 qi & N i=1 Qer额晶，i = & N i=1 Qe，i & N i=1 Qer绿窿，i（8）

　　根據(jù)式（1）和反映室內(nèi)負(fù)荷不均勻程度（亦即反映室內(nèi)機出力狀態(tài)）的UI指標(biāo)即可描述多聯(lián)機系統(tǒng)的運行性能（W或COP）豌挫。基于上述分析纹轩，在連續(xù)控制模式下泄艘，多聯(lián)機的運行狀態(tài)和房間的負(fù)荷分布是同步變化的，故僅需針對某個瞬時的運行性能進行分析即可缅科。

　　2.2多聯(lián)機的性能域為研究多聯(lián)機系統(tǒng)性能與負(fù)荷率的關(guān)系宗商，本文采用如下假設(shè)：1）忽略制冷劑連接管對機組性能的影響（計算過程中不考慮連接管道阻力）；2）只有一個室外機模塊耗跛，其中包括一組冷凝器和一臺變頻壓縮機裕照；3）忽略室內(nèi)外機風(fēng)扇的耗電量。

　　在上述假設(shè)條件下调塌，即可用壓縮機的能效比（制冷量與壓縮機耗電量的比值）表征多聯(lián)機系統(tǒng)的COP（制冷量與多聯(lián)機系統(tǒng)耗電量的比值）的變化規(guī)律晋南。下面以表2所示多聯(lián)機為例，討論其制冷運行時的部分負(fù)荷特性羔砾。計算工況為：室內(nèi)溫度tin=27%负间，相對濕度in=50%，室外溫度tout=35 %.多聯(lián)機系統(tǒng)COP與LR和UI的關(guān)系如表2R410A交流變頻多聯(lián)機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和名義性能參數(shù)系統(tǒng)室外機組1臺姜凄，室內(nèi)機組4臺（容量相等）

　　名義性能參數(shù)室外機組：名義制冷量28kW（額定頻率f*=90Hz）

　　室內(nèi)機組：名義制冷量7kW壓縮機理論輸氣量Vh=57.0cm3 /r政溃；運行頻率范圍：AC 30~120Hz換熱器風(fēng)機室外機組：風(fēng)量10000m3 /h室內(nèi)機組：風(fēng)量1000m3 /h系統(tǒng)控制策略控制壓縮機頻率，使壓縮機吸氣過熱度tsh為5%控制室內(nèi)機電子膨脹閥檀葛，使室內(nèi)溫度tin=27%玩祟，相對濕度in=50%室外機電子膨脹閥全開COP與LR和UI的關(guān)系所示。從圖中可以看出屿聋，COP的分布是一個與LR和UI相關(guān)的性能曲面空扎。由于LR和UI存在各自的取值范圍（0）LR）100%，0）UI）1）润讥，且從式（5）可以看出碎师，UI和LR并不是兩個完全相互獨立的變量仅莲，因此COP僅分布在如所示的一個區(qū)域內(nèi)，本文中稱該區(qū)域為多聯(lián)機的性能域批贴。

　　是沿z方向的俯視圖辉茴，顯示了LR和UI兩個參數(shù)對COP的影響：當(dāng)UI不變時，COP隨LR的增加先增加后減杏迷搿女骗；反之，當(dāng)LR不變時誓籽，COP隨UI的增加而減小镣逃。同時也顯示了LR和UI兩個參數(shù)之間的關(guān)系，當(dāng)LR為某個定值時洪业，UI存在一個取值范圍0）UI）X（X）撼遵。

　　UI與LR的關(guān)系100專題研討暖通空調(diào)HV&AC2010年第40卷第7期2.2.1UI為定值，COP與LR的關(guān)系沿中y軸方向依次取4個不同的UI值峭桅，分別對應(yīng)室內(nèi)機不同運行臺數(shù)J（J=1~4甜杰，但每臺室內(nèi)機的LRi同步變化），其中吵护，J=1時盒音，UI= 1；J=2時何址，UI=0.33里逆；J=3時，UI=0.11用爪；J=4時，UI=0.多聯(lián)機系統(tǒng)制冷運行時的COP隨負(fù)荷率LR的變化趨勢如所示胁镐，從圖中的模擬結(jié)果可知偎血，COP隨LR增大呈拋物線變化趨勢，COP的分布表現(xiàn)為一個隨LR與UI變化的性能域盯漂。

　　室內(nèi)機連續(xù)控制下不同開機率對應(yīng)的部分負(fù)荷性能2.2.2LR為定值颇玷，COP與UI的關(guān)系沿中x軸方向依次取2個不同的LR值，隨機改變各室內(nèi)機的負(fù)荷率LRi組合就缆，多聯(lián)機系統(tǒng)的制冷COP隨UI的變化趨勢如所示帖渠。a顯示了LR=50%時，UI=0.33時COP達(dá)到最小值资担，UI=0時COP取得最大值旬效，二者相差5%；同理踱孕，從如b可以看出讯匈，當(dāng)LR= 70%時艾蜓，最均勻與最不均勻工況的COP相差約8%.同一負(fù)荷率下COP隨UI的變化規(guī)律從和可以看出，通過LR和UI兩個參數(shù)可以完整地描述多聯(lián)機的性能域策坏。相同LR下零反，UI越大，室內(nèi)負(fù)荷越不均勻烈肉，COP越衅忍帧；反之甩高，UI越小垦祭，COP越大。中性能域的寬度反映了同一LR下負(fù)荷最均勻工況（性能域的上包羅線）

　　與負(fù)荷最不均勻工況（下包羅線）之間的COP差異沽澜，隨著LR的增加籍胯，COP的差異先增加后減小，呈現(xiàn)出上凸拋物線的變化趨勢离福。

　　3負(fù)荷不均勻性對多聯(lián)機COP影響規(guī)律的分析UI對COP的影響是通過影響壓縮機吸氣飽和溫度tc（對應(yīng)吸氣壓力ps）和頻率f來實現(xiàn)的杖狼。

　　顯示了控制壓縮機吸氣過熱度恒定（tsh=5 %）的多聯(lián)機在室內(nèi)負(fù)荷最均勻與最不均勻情況下，其tc和f隨制冷量Qe（或負(fù)荷率LR）的變化規(guī)律妖爷。

　　各室內(nèi)負(fù)荷率最均勻和最不均勻工況下多聯(lián)機的性能比較當(dāng)負(fù)荷率較低（如Qe=10kW）時蝶涩，在負(fù)荷最均勻運行狀態(tài)下，室內(nèi)機換熱器面積得到充分利用絮识，壓縮機吸氣飽和溫度tc高達(dá)14%绿聘，此時f約為28Hz；反之次舌，當(dāng)各室內(nèi)負(fù)荷最不均勻時熄攘，tc僅為6.5%，此時f約為32Hz.一方面彼念，tc越高挪圾，壓縮機耗電越少，COP越大逐沙；另一方面哲思，對于交流變頻多聯(lián)機而言，f對壓縮機效率的影響非常明顯蔓酣，如所示柴羞，低頻工況下，f越小载甸，COP越小稳嘁。在上述兩個因素綜合影響下，交流變頻多聯(lián)機在低負(fù)荷率下钻琴，負(fù)荷最均勻與最不均勻工況的COP差異并不明顯眶逐；但隨著負(fù)荷率的增大况颈，f對壓縮機效率的影響減弱，此時tc對COP的影響更為明顯洗吉，故在最均勻和最不均勻兩種工況下COP出現(xiàn)較大差異勾奇；隨著負(fù)荷率的進一步增大，最均勻和最不均勻101暖通空調(diào)HV&AC2010年第40卷第7期專題研討兩種工況匯聚為一點即各室內(nèi)機均滿負(fù)荷運行蔼魁，此時僅有一個COP.因此摆野，中性能域的寬度會隨著LR的增大先增大后減小，呈現(xiàn)出兩條上凸拋物線構(gòu)成的月牙形變化趨勢凛驮。

　　測試工況：蒸發(fā)溫度7.2%裆站，冷凝溫度54.4%，過冷度8.3 %黔夭，吸氣溫度15%上述計算結(jié)果說明負(fù)荷不均勻性對多聯(lián)機系統(tǒng)COP的影響與壓縮機的頻率效率特性有關(guān)宏胯。

　　給出了交流變頻壓縮機與直流調(diào)速壓縮機的COP隨頻率f的變化關(guān)系。對比兩條曲線可以發(fā)現(xiàn)本姥，當(dāng)f在30Hz附近時肩袍，頻率每變化5Hz，交流變頻壓縮機的COP約變化10%婚惫，而直流調(diào)速壓縮機的COP僅變化約3%氛赐，亦即當(dāng)多聯(lián)機采用直流調(diào)速壓縮機時，其在負(fù)荷最均勻與最不均勻工況下的COP的差異會隨著負(fù)荷率的降低顯著增大先舷，這點可從示的直流調(diào)速多聯(lián)機的實驗結(jié)果中得到證實艰管。

　　（tout=35%蒋川，tin=27%）

　　顯示了直流調(diào)速和交流變頻多聯(lián)機的性能域的差別牲芋，可以看出，直流調(diào)速多聯(lián)機的性能域的寬度隨著LR的增大而減小秤暮，LR=30%左右時钢谍，負(fù)荷最均勻和最不均勻兩種工況的COP相差近20%.流調(diào)速多聯(lián)機與交流變頻多聯(lián)機的性能域的比較（tout=35%，tin=27%）

　　4.1提出采用系統(tǒng)總負(fù)荷率LR和室內(nèi)負(fù)荷不均勻性指數(shù)UI來描述多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)在給定室內(nèi)外工況條件下的運行性能歧织；指出當(dāng)室內(nèi)外工況一定時，多聯(lián)機系統(tǒng)的COP因各室內(nèi)負(fù)荷分布不同（導(dǎo)致室內(nèi)機出力不同）而存在一個性能域咖杉。

　　4.2壓縮機的吸氣壓力（或吸氣飽和溫度）地混，運行頻率（直接影響電動機效率）是影響多聯(lián)機性能域形狀的關(guān)鍵內(nèi)部參數(shù)。

　　4.3交流變頻多聯(lián)機的性能域呈上凸月牙形狀句担，其寬度隨負(fù)荷率的增大庆牵，先增大后減小青蝗；直流調(diào)速多聯(lián)機的性能域?qū)挾葎t隨著負(fù)荷率的減小有逐漸增大的趨勢遏填。

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