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1、數(shù)碼渦旋技術在VRV空調(diào)系統(tǒng)的應用及探討湛江海洋大學江燕濤湖南大學楊昌智摘要介紹數(shù)碼渦旋壓縮機的工作原理及在VRV空調(diào)系統(tǒng)中的應用.對數(shù)碼渦旋技術和變頻技術進行了比較，并對數(shù)碼渦旋技術在使用中可能存在的問題，以及新的控制理論和控制技術在數(shù)碼渦旋VRV空調(diào)系統(tǒng)中的應用等方面進行了分析和探討。關鍵詞數(shù)碼渦旋技術變頻技術VRV空調(diào)系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的分散式家用空調(diào)型式而言，家用小型中央空調(diào)具有節(jié)能、舒適、容量調(diào)節(jié)方便、噪聲低、振動小等突出的優(yōu)點，目前主要以變制冷劑流量（VariedRefrigerantVolume，簡稱VRV）空調(diào)系統(tǒng)為主。

2、九十年代我國開發(fā)的VRV空調(diào)系統(tǒng)大多參照日本的變頻控制方法，但九十年代后期美國谷輪公司開發(fā)了數(shù)碼渦旋壓縮機，并首先被大金用于VRV空調(diào)系統(tǒng)后，我國美的、海爾、新科等空調(diào)廠家這兩年也紛紛研制開發(fā)了數(shù)碼渦旋VRV空調(diào)系統(tǒng)。（a）（b）圖11數(shù)碼渦旋壓縮機工作原理數(shù)碼渦旋壓縮機是利用軸向“柔性”技術，它的控制循環(huán)周期包括一段“負載期”和一段“卸載期”。負載期間，渦旋盤如圖1（a）運行，壓縮機像常規(guī)渦旋壓縮機一樣工作，傳遞全部容量，壓縮機輸出100%。卸載期間，由于壓縮機的柔性設計，使兩個渦旋盤在軸向有一個微量分離（如圖1（b）所示），因

3、此不再有制冷劑通過壓縮機，壓縮機輸出為0。這樣，由負載期和卸載期的時間平均便確定了壓縮機的總輸出平均容量。壓縮機這兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是通過安裝在壓縮機上的電磁閥來控制。如圖1：一活塞安裝于頂部固定渦旋盤處，活塞的頂部有一調(diào)節(jié)室，通過0.6mm直徑的排氣孔和排氣壓力相連通，而外接PWM電磁閥連接調(diào)節(jié)室和吸氣壓力。電磁閥處于常閉位置時，活塞上下側(cè)的壓力為排氣壓力，一彈簧力確保兩個渦旋盤共同加載。電磁閥通電時，調(diào)節(jié)室內(nèi)的排氣被釋放至低壓吸氣管，導致活塞上移，帶動了頂部的渦旋盤上移，該動作使兩渦旋盤分隔，導致無制冷劑通過渦旋盤。當外接電磁閥斷

4、電時，壓縮機再次滿載，恢復壓縮操作。數(shù)碼渦旋壓縮機一個工作“周期時間”包括“負載狀態(tài)”時間和“卸載狀態(tài)”時間，這兩個時間的不同組合決定壓縮機的容量調(diào)節(jié)。通過改變這兩個時間，就可調(diào)節(jié)壓縮機的輸出容量（10%～100%）。2數(shù)碼渦旋壓縮機與變頻壓縮機相比的特點2.1容量調(diào)節(jié)廣，溫度調(diào)節(jié)迅速（1）變頻壓縮機的調(diào)節(jié)范圍只能在50%-130%，數(shù)碼渦旋壓縮機是在10%-100%。（2）變頻壓縮機的容量輸出是通過變頻器分級達到，而數(shù)碼渦旋通過負載和卸載時間的改變獲得，容量能迅速從100%轉(zhuǎn)換至10%（反之亦然），不需分步實現(xiàn)，是屬于連續(xù)和無級

5、的調(diào)節(jié)。（3）變頻壓縮機必須通過中間頻率，從低頻到高頻或反之的轉(zhuǎn)換過程中存在時間的滯后量，當系統(tǒng)內(nèi)的負荷突然發(fā)生變化時，變頻系統(tǒng)無法立即響應負荷的變動，使得室溫的波動較大。而數(shù)碼渦旋技術的無級調(diào)節(jié)和寬廣的調(diào)節(jié)范圍確保了室內(nèi)空氣溫度的精確控制。2.2電控系統(tǒng)簡單，系統(tǒng)的可靠性大變頻控制系統(tǒng)容量調(diào)節(jié)范圍較窄，所以在變頻調(diào)節(jié)的同時一般采用熱氣旁通和液體旁通的方法來共同響應負荷的變化。數(shù)碼渦旋壓縮機調(diào)節(jié)范圍廣，不需任何一種能量旁通手段，因而減少了該部分的控制系統(tǒng)，同時其容量調(diào)節(jié)方法是通過機械活動達到，亦少了變頻器及變頻控制中復雜的電控部分

6、，所以其電控系統(tǒng)簡易。復雜的電子裝置既嬌也貴，減少了變頻器、變頻控制系統(tǒng)他旁通的控制系統(tǒng)等，無疑增加了系統(tǒng)的可靠性，節(jié)省了成本。2.3具有良好的回油特性，安裝靈活性更大變頻VRV系統(tǒng)在低頻時，制冷劑流速較低，回油困難，系統(tǒng)一般設計有油分離器和回油循環(huán)。數(shù)碼渦旋壓縮機由于在卸載期間沒有排出制冷劑，也就不存在回油的問題，而在負載時壓縮機是滿負荷運行，這時氣流的速度足以令潤滑油較充分地流回壓縮機，所以數(shù)碼渦旋系統(tǒng)在任一容量輸出時回油均良好，是目前唯一不需油分離器或/和回油循環(huán)的系統(tǒng)，相應的控制系統(tǒng)也簡潔。目前有的廠家為確保系統(tǒng)更安全可靠

7、，設計了一種集電子、機械控制為一體的油位控制器，用于監(jiān)控和保證壓縮機曲軸箱內(nèi)的正確油位，這使系統(tǒng)配管更自由，不因配管過長造成壓縮機回油不良而被燒毀，延長了系統(tǒng)的使用壽命?，F(xiàn)在數(shù)碼渦旋VRV系統(tǒng)的單一系統(tǒng)配管最長可達125米，室內(nèi)、外機之間可允許落差50米，上下層室內(nèi)機之間高度可達15米。表1部件典型變頻系統(tǒng)數(shù)碼渦旋系統(tǒng)微處理器多個單個電磁閥多個單個熱氣旁通需要不需要液體旁通需要不需要油分離器需要不需要扼流器必須不需要變頻器必須不需要2.4制冷系統(tǒng)簡單，維護方便定速空調(diào)系統(tǒng)和變頻空調(diào)系統(tǒng)大多設計有熱氣旁通和液體旁通裝置，而數(shù)碼渦旋系

8、統(tǒng)因能使容量最低調(diào)至10%，無需這些旁通系統(tǒng)，同時由于良好的回油特性，不需油分離器或/和回油系統(tǒng)。這樣，制冷系統(tǒng)、回油系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的簡單化，使系統(tǒng)部件較變頻系統(tǒng)減少（如表1），裝置結(jié)構(gòu)簡單，提高了運行的安全性和可靠性，并為安裝和維護提供了方便