7KW分體式水源熱泵空調(diào)機組設計【含CAD圖紙+文檔】

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985

分體式熱泵系統(tǒng)的可變多區(qū)域試驗設施 文獻翻譯 題 目 分體式熱泵系統(tǒng)的可變 多區(qū)域試驗設施 學生姓名 專業(yè)班級 學 號 院 （系） 指導老師 完成時間 分體式熱泵系統(tǒng)的可變多區(qū)域試驗設施 Harshal Upadhye博士 Domitrovic博士 阿米阿馬爾納特博士 摘 要 暖通空調(diào)技術的最新進展在于，在所需提供制冷或加熱的系統(tǒng)容量的區(qū)域，可以實現(xiàn)精確地調(diào)節(jié)。有一些新技術如變速壓縮機和新興的控制技術，制造商已經(jīng)可以推出一個新的家庭直接膨脹系統(tǒng)。暖通空調(diào)設計與建模社區(qū)正著手分析類似系統(tǒng)的可靠性，并提供準確的實驗室數(shù)據(jù)，以進一步了解實際所帶來的好處。在使用了典型的雙室溫濕室測試的單一系統(tǒng)中，一個腔室足以容納所述室外單元和其它房屋的室內(nèi)單元。多分裂系統(tǒng)也成為設計中一個新穎獨特的測試挑戰(zhàn)。 與多臺室內(nèi)盤管相比，一臺室內(nèi)室是無法模擬單個回風條件下每個室內(nèi)盤管的。在這個問題難以解決的情況下，我們不妨可以利用同時進行加熱和冷卻的特殊系統(tǒng)。本文詳細介紹了設計、施工、和一個新穎的多區(qū)域試驗設施（試驗臺）--多分裂熱泵系統(tǒng)調(diào)試。四對室內(nèi)單元， 10噸（ 35.2kW ），涵道測試支架的構造測試多分裂系統(tǒng)。每個區(qū)具有獨立的溫度、濕度和可控制的空氣流量，它允許室內(nèi)盤管在不同的條件下，其他線圈可以獨立地進行測試。溫度控制是通過使用電阻加熱器和冷卻盤管實現(xiàn)的，而濕度的控制則是通過一個空氣/水霧化系統(tǒng)來實現(xiàn)。室內(nèi)單元上游的軸流風扇，用于將空氣流轉(zhuǎn)化為所需的靜態(tài)壓力。本文詳細闡述了設計挑戰(zhàn)、結構細節(jié)和各種儀器儀表方面的測試與分析。 關鍵詞 分體式；熱泵系統(tǒng)；多區(qū)域；VRF系統(tǒng) 引 言 單速分體式系統(tǒng)與管道式室內(nèi)機多應用于美國住宅空調(diào)市場。該輕型商用住宅市場，如商場和小型辦公室，一直依靠屋頂單元（RTU）提供加熱和制冷到空調(diào)空間。小系統(tǒng)通常依賴于簡單的ON-OFF恒溫控制和通過管道將冷氣分配到不同的房間。由于越來越多的目光集中于設備的節(jié)能運行，高效的空調(diào)系統(tǒng)已成為監(jiān)管機構，公用事業(yè)，制造商和建筑商的主要攻關項目。多區(qū)變?nèi)萘繜岜脼槠涮峁┝艘粋€途徑，并在節(jié)約能源方面大大超過了傳統(tǒng)的單速設備。在美國，很多區(qū)域都采用變制冷劑流量（VRF）擴展空調(diào)/熱泵系統(tǒng)推進市場，因此，有必要更全面地去了解其能源性能潛力。 VRF系統(tǒng)是一種集成的多區(qū)室直接膨脹系統(tǒng)，允許多個單獨可操作的室內(nèi)單元被連接到室外單元并進行結合，即同時進行的冷卻和加熱（SCH）。VRF廠家宣稱該產(chǎn)品擁有能量效率高，便于安裝和操作以及優(yōu)越的區(qū)域控制系統(tǒng)等優(yōu)點。 VRF系統(tǒng)具有較高的市場占有率，在以日本為主的亞太市場以及美國市場的很大一部分都已經(jīng)接受了該產(chǎn)品。 美國的障礙VRF系統(tǒng)市場是VRF模式，是一種相對較慢的摻入市場并具有認證性能的仿真工具，可以用來進行合規(guī)性的計算，以滿足能源效益守則，捕獲能量信貸或有資格獲得退稅。各種商業(yè)建筑能源建模軟件正在測試VRF的模擬能力，但相關機型并未使用廠家公布的數(shù)據(jù)。ANSI / AHRI標準1230指定重要的測試條件為表現(xiàn)評級VRF系統(tǒng)。有效的模擬工具需要可靠和準確的實驗室數(shù)據(jù)，方才具有足夠的分辨率來預測一個VRF系統(tǒng)在實際條件下的性能。多區(qū)域測試設置構造各種VRF系統(tǒng)的性能映射并建立一個強大的數(shù)據(jù)集模型VRF系統(tǒng)。但必須指出的是ANSI / AHRI標準1230等相關標準作為一個指導各種測試條件，方法和程序標準，建設這種多區(qū)測試設置的目的卻不只是一個設備評級機構。 VRF系統(tǒng)的實驗室試驗： VRF系統(tǒng)的實驗室測試需要溫濕室，模擬室內(nèi)和室外條件在該系統(tǒng)運行操作。雙室溫濕室一般用于測試單個分割系統(tǒng)，其中一個腔室模擬室外條件和其他模擬室內(nèi)條件。多分裂系統(tǒng)需要一個以上的室內(nèi)腔室，以模擬不同的室內(nèi)環(huán)境。單一的室內(nèi)室組建多臺室內(nèi)機，可用于簡化測試，所有的室內(nèi)單元將在相同的空間運行決策一些測試點，但SCH卻無法測試。根據(jù)是否被安置在一個獨立的室內(nèi)測試下腔室內(nèi)機改變其操作或一個單一腔室的其他單位，在室內(nèi)單元操作的基礎上，返回空氣溫度、相對濕度和空氣流速傳導至熱交換器。室內(nèi)單元的操作是依賴于返回空氣條件和空氣的流速，在實驗室測試裝置供給調(diào)節(jié)的返回空氣（溫度，相對濕度和流率）的室內(nèi)單元可用于測試，而非一個腔。以這個概念進一步聯(lián)想，如果多個氣流的空調(diào)回風口被提供給多臺室內(nèi)機組連接到一臺室外單元，則每個室內(nèi)單元可以是在不同的回風條件下工作。在這種情況下只有一個腔室，用于容納所述室外單元和所述室內(nèi)機并需要滿足安裝提供回風指定的條件。要建立被測VRF系統(tǒng)的性能圖，該系統(tǒng)需要在各種室內(nèi)操作，室外條件下也與室內(nèi)單元以各種模式（加熱，冷卻，只有風扇）。以覆蓋范圍的條件對于該系統(tǒng)的室內(nèi)和室外單元，下列項目是必需的 1 、測試設置將包括一個環(huán)境室里面由外部手段來控制彼此之間的溫度10 華氏度（-12 ℃）至約105華氏度（40℃）以及腔室內(nèi)部的10％和70％的相對濕度。VRF -HR （熱回收）系統(tǒng)的室外機將被放置在這個環(huán)境室。 2 、測試設置將包括四個獨立控制的管道式空氣站和外部手段來控制空氣溫度，相對濕度，空氣流量和靜壓。 3 、測試裝置包括儀器測量空氣流量、系統(tǒng)的壓力和溫度，及電源、制冷劑在測試系統(tǒng)中的不同位置的質(zhì)量流量和相對濕度。具有柔韌性的另外的其他測量點在測試期間根據(jù)需要予以安裝。 測試設置設計： 測試設置被分為兩個獨立的區(qū)域，一個室外單元，用于模擬戶外條件的室外單元和用于模擬室內(nèi)機條件的室內(nèi)部分。 圖1 雙室氣候箱（右側室將容納的VRF室外機下測試。） 室外部分： 在圖1所示的雙室氣候室的室外部分用于容納的室外單元 VRF-HR單位。室外氣候箱的額定容量10噸（35.2kW）。該VRF-HR的單位是測試有6噸（21.1kW）的標稱容量。該室有電阻加熱器，蒸汽發(fā)生器和 除濕器來控制溫度和濕度條件下的室外單元。精確的空氣溫度±0.5°F（± 0.28℃），相對濕度±1％將由集成的可編程控制器進行控制。氣候室將 從10°F（-12°C）至60°F（15.5℃）加熱模式測試名義上保持在范圍內(nèi)。在制冷模式下， 氣候室經(jīng)模擬條件可達105°F（40°C）。在制熱模式下約10°F（-12°C）。目前的主要任務是降低限制與核心升級，并且計劃在不久的將來組建冷卻回路室。 室內(nèi)部分： 室內(nèi)試驗設施的設計是一個新穎獨特的挑戰(zhàn)。因為被測試的系統(tǒng)有4臺室內(nèi)機，需要有4臺室內(nèi)機分別控制空氣流來模擬應對不同區(qū)域的不同條件。若是需要運行，其中兩個室內(nèi)機可能會運行在加熱模式和冷卻其他兩個混合模式測試模式。為了克服與測試4臺室內(nèi)機同時相關的困難，一個基于導管的測試設置是一個很好的建議，而不是建立和調(diào)節(jié)四個獨立的氣候室。 四區(qū)涵道試驗臺的設計中提供給每個涵道區(qū)域中的空氣是獨立可控的。各涵道區(qū)調(diào)節(jié)空氣向室內(nèi)機的回路進氣口。調(diào)節(jié)上述返回空氣，一個共同的供給管與變速風扇和冷卻盤管將預先冷卻和除濕供給每個涵道區(qū)域中的空氣。每個管道將有熱水器，空氣/水霧化加濕器的濕度控制和對流量的調(diào)節(jié)阻尼器系統(tǒng)。這整個安裝程序?qū)⒃诿總€室內(nèi)單元的入口提供獨立控制的條件。圖2示出了測試的平面圖設置。工作原理如下：環(huán)境空氣被抽入一個共同的進氣，并通過預冷卻盤管該冷卻空氣流，并減少了絕對濕度。超出了冷卻盤管，空氣流拆分成四個單獨的12 “×12” （ 0.3mx 0.3m）快門管道與個別阻尼器通過各個電路，以控制體積流量。每個4管道具有耐管道加熱器和噴霧加濕器，帶來的冷氣可達到規(guī)定的條件。各個管道的加熱器和加濕器被獨立地控制，以維持溫度和相對濕度的規(guī)定設定點。變速風扇將提供所需的空氣壓力，以克服在測試的電阻立管，電阻加熱器，攪拌器和儀器儀表設備。風扇的轉(zhuǎn)速不會在變化的個別測試。圖3顯示了已建成的測試設置。常見的進氣口，標記為回風在可見的右側而這四個送風管道上可以看到左側標記為區(qū)1至4區(qū)。一種控制站的室內(nèi)的測試裝置是在左下角可見。 儀器儀表： 數(shù)據(jù)采集試驗臺的控制是通過一個專用的PXI系統(tǒng)來實現(xiàn)的。編程使用市售的數(shù)據(jù)采集軟件來完成。測試設置中各個子系統(tǒng)要么控制手動或者通過計算機程序控制。表1為給出的控制參數(shù)和控制方法的列表。空氣焓方法用于每個室內(nèi)單元測量的冷卻或加熱能力。無能力測量是在室外機上完成，作為一個有效性檢查兩臺室內(nèi)機安裝質(zhì)量的流量計來計算制冷劑方面的能力。用于計算基于空氣焓值法的供應能力和回風溫度和相對濕度，空氣流速是關鍵參數(shù)。五個收益檔次功率計（一個用于戶外部電源和4對室內(nèi)單元）被安裝，用于確定所消耗的功率和系統(tǒng)的效率。額外的儀器如熱電偶，制冷劑的壓力測量在系統(tǒng)中的各個點和一個冷鏡式濕度計的診斷上作用明顯，便于了解在不同模式下的操作順序和故障排除。 圖2 俯視圖測試設置 測試程序： 被測系統(tǒng)可以VRF人力資源單元或只是一個VRF熱泵不具有先進SCH操作。在制冷模式下，所有的數(shù)字控制器，用于室內(nèi)單元被設置為制冷模式，溫度設定為允許的最低為例如64°F（17.8 °C）。由于返回的空氣溫度和相對濕度由測試控制安裝，測試系統(tǒng)控制器是永遠不會滿足和單位連續(xù)運行。室外和回風條件被控制到一組預定的條件。類似于制冷模式，制熱模式下的數(shù)字控制器被設置為所允許的最高溫度為例如84°F（28.9 °C）。在混合模式下，相應的數(shù)字控制器被設置為最低或最高溫度取決于操作模式。該單元調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速，風扇轉(zhuǎn)速（室外機），并根據(jù)其內(nèi)部控制邏輯擴展設備的位置。無在測試單元，風扇轉(zhuǎn)速等的內(nèi)部操作控制，是行使。 該系統(tǒng)中的所述被操作穩(wěn)定的狀態(tài)，如果系統(tǒng)（返程空氣干球溫度和相對濕度，在規(guī)定條件下室外干球溫度和相對濕度和室內(nèi)機的空氣流），并供給空氣的干球溫度是內(nèi)公差帶至少10分鐘。測試操作公差帶要求退貨空氣干球溫度和室外干球溫度為±2°F （1.1 °C），室外濕球溫度為±1°F （0.5 ℃），對室內(nèi)機風量為±2％額定風量和送風溫度為±1 °F （0.5 ℃）（根據(jù)AHRI 1230）。 圖3 完成測試設置（室內(nèi)部分） 測試設置調(diào)試： 很難實現(xiàn)的測試條件為室內(nèi)和室外設置被選擇，以確保測試設置可以達到 這些條件。兩種不同的條件下被選擇，一個用于冷卻模式和一個用于加熱模式。第三條件下，一個標準的評價試驗條件也選擇為比較所收集到的制造商的數(shù)據(jù)。 冷卻方式： 在制冷模式下的85°F（29.4℃）干球和70°F（21.1℃）濕球溫度和室外室內(nèi)條件65°F（18.3℃）室條件干球溫度選擇。這些條件產(chǎn)生最高的散熱能力的運行范圍內(nèi)的單位在65°F（18.3°C）的DBT室外機，拒絕最大熱的室外室內(nèi)。這將增加室外腔室的溫度。 表1 子系統(tǒng)和相應的控制列表 子系統(tǒng) 控制器 類 型 注 解 加熱器 戶外回風管 數(shù)據(jù)采集程序 PWM 多重安全聯(lián)鎖裝置， 手動控制 房間回風管 工業(yè)控制器 PWM 加濕器 戶外回風管 OEM提供 PID 手動控制 房間回風管 工業(yè)控制器 PWM 除濕機 戶外回風管 冷卻盤管（2級） ON / OFF 手動打開，以降低濕度 房間回風管 商用除濕機 ON / OFF 手動打開，以降低濕度 空氣流量 回風管 風閥 手動 手動調(diào)節(jié)風門各個風管 整體空氣流量 整體空氣流動 變速驅(qū)動器 手動控制速度 冷 卻 戶外回風管 冷卻盤管（2級） ON / OFF 手動打開，以降低溫度 房間回風管 冷卻盤管（2級） ON / OFF 手動打開，以降低溫度 VRF系統(tǒng) 室內(nèi)機 OEM控制器 數(shù)字化 設定溫度，風扇速度和 操作模式 室外機 反應到OEM控制器 在室外室中的冷卻盤管需要跟上這個熱負荷，以保持一個穩(wěn)定的溫度 65°F（18.3°C）的DBT。這一點是選擇專門進行測試，以維持65°F（18.3°C）的DBT室外室的能力。 較低的室外室溫度在制冷模式下，越難以維持。在室內(nèi)設置，該測試點 確認加熱器的操作和濕度控制。測試設置可以維持的條件在室內(nèi)和室外部分延長的時間周期，確認在冷卻模式下的操作。 加熱方式： 在制熱模式下，較高的室外室溫度較低的室內(nèi)返回空氣溫度是困難的維護。出于這個原因，65°F（18.3°C）DBT和60°F的室外條件下（15.5℃）的DBT室內(nèi)條件為選擇。對于這個測試點，在室內(nèi)測試裝置具有運行兩個冷卻盤管及加熱器，保持65°F（18.3°C）DBT。在冷卻盤管第一冷卻低于65°F（18.3℃）的空氣，然后將電阻加熱器中的每個導管帶來的溫度上升到設定點。操作證實，該加熱器可以處理負載。在箱外室，室外單元是試圖以冷卻腔（吸收熱到制冷劑）和腔室的電阻加熱器必須跟上負載。測試設置能夠保持這些條件沒有任何困難。 等級測試點： 從標準的1230AHRI等級測試點用于加熱和冷卻也被認為是在調(diào)試過程。用于冷卻模式AHRI收視點是室內(nèi)80°F（26.6°C）DBT和67°F（19.4℃）濕球溫度（WBT），室外在95°F（35oC）的DBT。為加熱模式的條件是室內(nèi)在70°F（21.1℃）的DBT和室外的47°F（8.3℃）DBT和43F（6.1℃）WBT。該操作在測試矩陣信封的末端已經(jīng)核實，在AHRI等級分很容易實現(xiàn)的。 結 論 一種新穎的涵道多區(qū)測試設置VRF系統(tǒng)的性能映射落成及啟用在電科院的 熱環(huán)境實驗室，諾克斯維爾，田納西州。該測試裝置能夠檢測VRF系統(tǒng)在滿負荷冷卻，滿負荷供熱，部分負荷降溫，部分負荷供熱和熱回收模式。測試裝置是通過一個釋放調(diào)試過程，將難以實現(xiàn)的條件變?yōu)榱艘粋€測試單元。測試設置尚未完全在眾多廠商中運營且VRF系統(tǒng)正在測試，以獲得全面的實驗數(shù)據(jù)集。 致 謝 測試設置為調(diào)查VRF技術項目的一部分，由博納維爾電力資助管理，佛羅里達太陽能中心與南加州愛迪生實驗室研究開發(fā)。 參考文獻 [1] ANSI / AHRI標準1230 '2010標準變制冷劑流量（VRF）一拖多空調(diào)的性能評價和熱泵設備'空調(diào)，暖氣和制冷研究所，阿靈頓，弗吉尼亞州。 [2] ASHRAE手冊2009年，基本原理、采暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會，亞特蘭大，GA公司。 [3] 阿馬爾納特，A.和布拉特，2008米，可變制冷劑流量：一個新興的空調(diào)和熱泵技術，ACEEE暑期研究建筑節(jié)能夏，Winanday大腸桿菌，喬治灣和勒布倫，J. 2002 ，測試方法為VRF系統(tǒng)，國際制冷與空調(diào)大會上，美國普渡大學。 [4] 2009年，建模和變量的實驗分析制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)，第11屆國際IBPSA會議，與格拉斯哥、蘇格蘭和香港， 2010年，變制冷劑流量系統(tǒng)和地源之間的能源效率比較熱泵系統(tǒng)，能源和建筑（2010）。 11