提升变频多联机制热量的5个方法

                

多联机空调能效高、安装方便，可智能化管理，占据中央空调很大一部分市场份额。 但主应用于商业场所的变频大多联空调产品，制冷能力足够，制热能力却普遍偏低，尤其是在我国的东北寒冷地区，普通的变频大多联产品经常出现外机结霜、制热量衰减严重、出风温度偏低等问题。 本期，我们就来探讨下，提升变频多联机制热量的方法到底有哪些？        

       

 

1、 喷气增焓压缩机对制热量的影响  

从一定程度上来讲，压缩机排气量的大小就决定了空调制热量的大小，也就是说，压缩机排气量选型越大，则空调的制热量也越大，按照经验公式(1-1)计算空调的制热量。

从公式(1-1)中可看出变频多联机空调的制热量与压缩机的排气量是成正比的，所以压缩机排气量选型越大，则空调的制热量也越大。

选用大排量的压缩机固然可提高变频多联机的制热量，但同时也提高了空调的耗功率，其能效比COP是会明显下降的，这并不可取。所以依据空调制热量要求的大小选择合适排气量的压缩机才是正规的做法。

普通的变频多联机一般采用的就是普通的变频压缩机，普通的变频压缩机只有一根吸气管和一根排气管，吸气量的大小就决定了其排气量的大小，同时也决定了其制热量的大小。其系统原理图如下： 

上图是一套两台变频压机并联的 22 匹变频多联机系统原理图，从图中可看出变频压缩机只有一根排气和一根吸气管，其制热量的大小则由变频压缩机的运行频率和排气量决定，其压焓图如下：

从图 2-2 可看出，普通变频多联机的系统是属于单一循环的系统。因此本人推荐利用喷气增焓的技术，也就是在压缩机的中压腔增加额外的一路中压制冷剂的注入，在压缩机排气量大小不变的前提下，因为额外增加了一路中压制冷剂，导致整个变频多联机系统内的冷媒流量立即增加，最终提升整机的制热量。

 

上图是一套两台变频压机并联的喷气增焓 22 匹变频多联机系统原理图，从图 2-3和图 2-1 对比可看出变频压缩机不但有一根排气和一根吸气管，而且在其中压腔处还增加了一根喷气增焓管，这相比普通变频压缩机而言则增加了一路制冷剂的循环，加大了整个空调系统的制冷剂循环量，其制热量相比普通的变频压缩机则达到了大大的提升，其压焓图如下：

 

从图 2-4 可看出，喷气增焓变频多联机的系统不再是属于单一循环的系统，与图 2-2普通变频多联机压焓图对比可看出，在普通变频多联机压焓图的基础上增加了一个蒸汽喷射的流路，此喷射流路不但增加了整个多联机系统的制冷剂流量，同时还因为板式换热器的二次蒸发换热，增加了主路制冷剂的过冷度，使单位制冷剂的载冷量得到了较大的提升，提高了整个多联机系统的制热能力。

 

2、 板式换热器对制热量的影响  

从图 2-3 中可看出，为了达到喷气增焓的效果，在室外机冷凝器的出口处单独引出了一个制冷剂流路，此部分制冷剂首先经过一个辅助节流用的电子膨胀阀，然后进入板式换热器进行热交换，在板式换热器中蒸发后变成气态冷媒，然后再直接喷射进入压缩机的中压腔。为确保向压缩机中压腔喷入的制冷剂为完全过热的状态，避免液态制冷剂进入压缩机导致压机二次压缩时液击，就需要设计合适的板式换热器的换热量。如果换热量设计过小则容易导致液击，换热量设计过大虽然对系统没有太大影响，但会导致占用空间过大、制造成本上升等问题。

 

3 、电子膨胀阀调节流量对制热量的影响  

电子膨胀阀流量的调节决定了整个空调系统的冷媒循环量，对空调系统制冷、制热效果起到非常大的作用。

（1）在制热状态：

如果其开度过大，则系统流量过大，整机系统的表现是：吸气压力相对较高、吸气温度过低、排气压力较低、排气温度较低、室外机冷凝器会因为制冷剂流量过大导致蒸发不完全，出现结霜现象，同时导致低压储液罐也会出现结霜现象，导致整个系统的制热效果很差。

（2）在制热状态：

如果其开度过小，则系统流量过小，整机系统的表现是：吸气压力过低、吸气温度较高、排气压力较高、排气温度较高、室外机冷凝器会因为制冷剂流量不足导致出口温度过高，出现过热现象，导致整个系统的制热效果很差。

（3）在制冷状态：

如果其开度过大，则系统流量过大，整机系统的表现是：吸气压力相对较高、吸气温度过低、排气压力较低、排气温度较低、室外机冷凝器会因为制冷剂流量过大导致换热不充分，同时会出现二次蒸发现象，导致低压储液罐也会出现结霜现象，导致整个系统的制冷效果很差。

（4）制冷状态：

如果其开度过小，则系统流量过小，整机系统的表现是：吸气压力过低、吸气温度较高、排气压力较高、排气温度较高、室外机冷凝器会因为制冷剂流量不足导致出口温度过低，出现整机制冷剂严重不足，导致整个系统的制冷效果很差。

（5）在电子膨胀阀进出口压力恒定不变的前提下。

流量大小与其自身的开度基本成正比关系，但有点需要留意的是，任何一款膨胀阀都有一个开发脉冲的要求，所谓的开阀脉冲指的是电子膨胀阀的开度一定要开到大于此开阀脉冲后才能有流量，一般膨胀阀的开阀脉冲都是在 32 脉冲左右，现以国内某品牌的一款电子膨胀阀为例来说明：

 

从图 2-8 可看出，电子膨胀阀的流量是随着开度的增大而增大，其开阀脉冲为 32，在变频多联机电子膨胀阀选型时基本以其开到 300 脉冲时流量作为参考。也就是说开到300 脉冲时的流量刚好可以满足国家标准工况下时室外机的能力要求为最佳匹配状态。

 

4 、室外机冷凝器流路对制热量的影响  

外机冷凝器分流设计的确定 变频多联机冷凝器采用的是四周回风、顶部出风的气流组织形式，往往其铜管排数为 3 排，铜管数量也会相对较多，而冷媒在其内部流动的状态也是非稳态的，要充分利用好冷凝器有限的散热面积，在保证冷媒流量足够的前提下，就要尽可能的减少铜管流程段的数量、均衡所有铜管流程段的冷媒流量，使冷媒流过冷凝器中每个流程段后出来的温度基本相当，而且还要保证 8℃以上的冷媒过冷度，以达到节能的目的。所以流程段数量的确定、冷媒流量的确定、流程阻力的计算、分流毛细管长度的确定是至关重要的。

 

4.1 流程段数量的确定

流程段数量的多少与整个冷凝器的散热效果是息息相关的，如果数量过多则会因为冷媒流量过大而无法充分散热，如果数量过少则会因为冷媒流量过少而无法满足制冷能力的要求，最终使冷凝器无法充分利用。

4.2 冷媒流量的确定

冷媒流量多少往往与制热能力的高低有关，制热能力要求高则冷媒流量要求也多，制热能力要求低则冷媒流量要求也少，同时还与单位质量的冷媒的载冷量有关，而载冷量又与冷媒的过冷度有关，在冷凝器大小确定的前提下要实现合适的冷媒流量和过冷度是一大难题。

4.3 流程阻力的计算

冷凝器中冷媒的状态是非稳态的，在一个铜管流程中，前面部分是气相的，而中间部分是气液两相的，到了后面部分又是液相的，因为存在三种不同的状态，所以其流程阻力的计算也是其决定作用的。

4.4 分流毛细管长度的确定

分流毛细管在整个冷凝器分流中起到一个调节各铜管流程段阻力的作用，为了平衡各铜管流程段的阻力，毛细管长度的确定也是非常重要的。

4.5 制冷状态冷凝器换热量的方法计算

（1）制冷状态下，冷凝器中的制冷剂是处于高温高压状态的。

其换热过程是向外界释放热量，制冷剂释放完热量后，经过电子膨胀阀节流，然后进入室内机蒸发器中蒸发吸热，达到制冷的效果，冷凝器放热量的计算公式如下：

 

从式中可看出：冷凝器迎风面积越大，则其单位温差的换热量也越大，代表制冷量也越大。冷凝器迎风面积越小，则其单位温差的换热量也越小，代表制冷量也越小。

（2）制热状态下，冷凝器中的制冷剂是处于低温低压状态的。

其换热过程是向外界吸收热量，制冷剂吸收完热量后，进入压缩机进行压缩，然后变成高温高压的气态制冷剂，再进入室内机蒸发器中释放热量，达到制热的效果，冷凝器吸热量的计算公式如下：

 

5 、室外风机风量对制热量的影响  

室外机在制热状态运行时，其室外机的冷凝器表面温度因为低于室外空气的露点温度，最终导致冷凝器翅片会出现凝露挂水现象，其挂水的多少直接影响了冷凝器的换热效果。翅片挂水越多则冷凝器换热效果越差，从室外空气中吸收的热量也越少，导致空调制热效果不好。

翅片挂水越少则冷凝器换热效果越好，从室外空气中吸收的热量也越多，导致空调制热效果更好。而冷凝器翅片挂水状态及挂水的多少除了与翅片本身设计有关系外，还与室外风机的风量也有关系，风量越大则挂水越少，传热系数也会越高，可大大提高整机系统的制热量。

变频多联机系统制热量的大小与风机的风量也是成正比关系的，室外风机风量越大，则冷凝器从室外吸收的热量越多，风量越小则从室外吸收的热量越少，所以目前各大厂家都会尽量选用大风量的风机。其理论计算方式式如下：

传热系数 K 值与流经冷凝器翅片表面的风速成正比，风量越大则风速越高，风速越高则传热系数越大，最终导致多联机的制热量越大。但增大风量的同时会带来另外的一个问题就是，风量大了，空调制热效果好了，可因为风量过大会导致室外机的噪音过大，影响用户使用的舒适性，所以选择合适的风量就显得尤为重要了。