1绪论
1.1课题研究的目的意义
近年来，随着我国国民经济持续稳定的发展，人民居住水平得到了很大程度的改善，房屋建设规模正逐年扩大，据建设部预测，到2020年，我国还将新增建筑面积约300亿时。据统计，除工业建筑外，我国已有建筑总面积约400亿时，建筑能耗占全国总能耗的25%~30%。而在公共建筑总能耗中暖通空调能耗约占总能耗的60%一65%111。加之全球爆发经济危机，能源短缺问题尤为显著，我国也正大力推行节能减排政策，如何节约并有效利用能源是人们当前共同关注的热点问题。变频多联式空调系统(简称变频多联机)自上世纪90年代初被引入我国以来，以其部分负荷运行时能效比较高，季节能效比较高等优点被广泛应用于商场、住宅、别墅、大中小学校的教学楼，甚至大中型宾馆、办公楼、医院等建筑中。我国季节分明，空调房间的冷热负荷随着室外环境的变化而变化，同时还有诸如人员、设备等因素的影响，决定了空调负荷是变化的。而变频多联机的优势在于能够依据室内负荷的大小连续调节压缩机的制冷(热)量来适应负荷的变化。由于变频多联式空调系统末端设备多、系统管路复杂，配管长度的加长和室内外机高差的增加都将导致多联机系统运行复杂，所以将多联机系统作为一个整体，研究其各个因素对系统的影响，对多联机系统的设计应用有积极的指导作用;而如何评价多联机系统的综合性能目前尚无合理和实用的方法，还需要做大量的理论和实验研究;研究变频多联空调房间的温度场和速度场有助于深入探索热舒适问题，从而为合理地布置室内机提供参考。
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1.2国内外研究的现状及水平
1.2.1多联式空调系统在国内的研究
目前国内的研究主要集中在以下几方面:多联机空调系统在设计应用方面的研究，多联机空调系统运行特性及节能性分析研究，多联机空调系统数值模型与仿真模拟研究，多联机空调系统性能评价体系的研究。
1.多联机空调系统在设计应用方面的研究
在设计应用中合理使用多联机非常必要，一些工程师在应用实践中得到的经验与思考为多联机空调系统的发展研究奠定了基础。文献[2]根据多联机空调系统的特性，分析了配管长度对多联机空调系统制冷量和能效比的影响，提出了对同时使用率较高的建筑选用VRV(变制冷剂流量)空调机组时应选择100%负荷时COP值大于2.8且配管长度在50米以内的系统，布置室外机时要注意通风良好的建议。文献[3]指出多联机空调系统适用性的关键在于建筑本身的使用功能，而与建筑规模并无直接的关系，在大型公共建筑中，只要合理选用、正确设计，多联机空调系统在建筑节能中可以起到非常重要的作用。文献[4l阐述了变制冷剂流量多联分体式空调系统在工程中的设计方法，并指出在进行多联空调系统设计时，必须考虑设计温度条件、室内外机容量配比系数、管道长度、室内机间的高差等因素的修正。文献[51结合一个多层民用建筑实例阐述了多联机空调系统在设计中应注意由于管路太长引起的制冷剂泄漏以及系统新风设计问题。文献[6]针对vRv空调系统，分析各系统部件的工作特点，并对其室内机室外机的设计参数设计要点和实验方法进行了研究，为VRV空调系统的设计研究人员相关的实验方法以及产品标准的制订提供参考。文献[7]分析了多联式空调机组系统匹配，室内外机配比，室内外机之间的管长和高差对制冷剂和制冷量的影响，指出在同时使用率较低的场所，容量配比系数以110%一120%比较合适;同时使用率较高的场所，容量配比系数接近或者小于100%下较好。
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2变频多联机部分负荷特性的理论计算模型
2.1变频多联机的原理及特点
多联式空调(热泵)机组属于压缩式制冷范畴，按空气源热泵原理工作，以制冷剂为输送介质，采用制冷剂蒸发冷却空气或冷凝加热空气，一般由室内机、室外机、控制装置和制冷剂管路组成。室外机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，室内机由风机和室内侧换热器组成。变频多联机是多联式空调(热泵)机组的一种，由一台室外机通过管路能够向若干室内机输送制冷剂，通过改变电动机的运行频率控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各个换热器的制冷剂流量，可以适时地满足室内冷、热负荷的要求。其系统图如图2.1所示。
多联机空调系统具有容量自由组合(8一56HP)、系统简单、设计灵活、室外机位置任意、作用半径大、精确控制室内温度、节能(室内机独立控制、室外机变频)、安装简便、可靠性高等优点。
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2.2数学模型
本文实测研究的变频多联空调系统为美的智能变频一拖多系统，机型MDV-J28oW/S一810，其室外机采用1台变频压缩机+l台定速压缩机，变频压缩机是变频偏心滚动双转子式压缩机。本文主要目的在于分析变频多联空调系统在变负荷条件下运行特性，因此系统中压缩机的模型可以设计的相对简单，只需要通过模型知道压缩机的排气量和转速得到功率即可。在原理上，变频调速就是通过改变电源的供电频率来实现压缩机电机的无级调速。根据交流电机的转速特性，可知变频压缩机转速和频率之间的关系143]:
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3冬季部分负荷特性的测试..................13
3.1实验介绍...................13
3.2多联机管道温度实验测点布置...................14
3.3热电偶的标定............16
3.4制冷剂蒸气管道温度衰减曲线.....................17
3.5室内机进出口的制冷剂温度随时间变化................27
3.6本章小结..................37
4基于实验研究的冬季部分负荷特性研究....................39
4.1不同负荷率下的性能系数计算.......................39
4.2计算结果分析............43
4.3本章小结.................44
5变频空调房间采暖与散热器采暖实验与数值模拟对比研究
5.1两种采暖方式的对比实验研究
为了比较散热器采暖与变频空调采暖两种采暖方式下室内工作区温度场的差异，对环境与市政工程学院办公楼某办公室内温度分布进行了测试和分析。研究对象706房间为西安建筑科技大学环工学院办公楼顶层的一间办公室，尺寸为6.60m‘3.72mx3.3om。以长度方向为x轴，宽度方向为y轴，原点为宽度的中点，高度方向为z轴建立坐标系，如图5.1所示。测试房间平面图及测点布置示意图如图5.2所示。测试点的选取基于1507730中对房间舒适性的规定，人的脚踩、膝盖和头部对于温度有不同要求，在高度方向选取了二1.7m、z=1.lm、z=o.lm处的截面进行布点。本实验采用热电偶测温度，数据采集板集中收集数据的方法，对706房间的温度场进行了测试。实验所使用的热电偶都采用恒温水浴标定，实验数据均由工控机和数据采集系统采集。测试时间为2008年3月14日至3月16日，室外温度在8一9℃左右，其中14日进行全天不间断散热器采暖测试，除工作区域的测点外还在散热器热水供、回管路布置了测点监测热水的温度;16日进行全天不间断变频空调采暖测试，除工作区域的测点外还在室内机送、回风口的几何中心布置了测点监测送、回风温度。
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6结论与展望
6.1结论
利用IMP数据采集系统对冬季一办公房间使用变频空调采暖和散热器采暖两种采暖方式的温度分布进行了对比实测试研究，并建立了物理模型，对两种采暖方式的室内温度和速度的分布进行了CFD数值模拟，数值模拟结果与实测结果进行了对比。
1.冬季变频多联空调系统不同部分负荷率(即开机率)运行下，测试了蒸气管的温度沿程变化曲线。
(l)实测表明随着开启的室内机增加，压缩机出口制冷剂温度不断升高;制冷剂蒸气温度随管长变化趋势几乎呈线性变化，线性变化率反映单位管长温降的大小。测试表明不同负荷下制冷剂蒸气立管单位管长温降差别不大，最大为0.23℃/m;而制冷剂蒸气水平管单位管长温降较大，在负荷率为16%和252%时最大为0.4℃/m，在负荷率在58%和83%时，制冷剂蒸气水平管最大单位管长温降有0.75℃/m。故蒸气管道温度衰减主要在水平管上明显，且随水平配管管长增加单位管长温降增大。
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参考文献（略）