閆俐君 張 旭 趙德印 武佳琛

(同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院 上海 201804)

土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)冬季運(yùn)行部分負(fù)荷特性實(shí)驗(yàn)研究

閆俐君 張 旭 趙德印 武佳琛

(同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院 上海 201804)

利用土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)冬季制熱工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，分析單位面積小時(shí)功耗、機(jī)組性能系數(shù)、系統(tǒng)性能系數(shù)隨部分負(fù)荷率(PLR)的變化規(guī)律。研究表明：冬季制熱工況下部分負(fù)荷率主要集中在40%～70%范圍內(nèi)，單位面積小時(shí)功耗隨部分負(fù)荷率呈下凹曲線分布，機(jī)組性能系數(shù)和系統(tǒng)性能系數(shù)隨部分負(fù)荷率變化存在呈上凸趨勢(shì)的性能域。

土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)；部分負(fù)荷率；冬季運(yùn)行；實(shí)驗(yàn)研究

變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，也稱VRF系統(tǒng)(Variable Refrigerant Flow System，VRFS)，是通過(guò)控制制冷劑流量，適時(shí)地滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的直接蒸發(fā)式制冷系統(tǒng)[1]，具有良好的獨(dú)立調(diào)節(jié)性、在部分負(fù)荷工況有較高的能效比以及便于控制管理的特點(diǎn)[2]。土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)(Ground Source Variable Refrigerant Flow System，GSVRFS)作為新一代的VRF空調(diào)系統(tǒng)，集合了變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)和土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)二者的優(yōu)點(diǎn)，利用低品位熱源——土壤源中的熱能進(jìn)行制冷供暖，克服了傳統(tǒng)風(fēng)冷VRF系統(tǒng)存在的噪聲大、受外界氣溫影響大、長(zhǎng)連管大落差的限制等缺點(diǎn)，具有能效比高、機(jī)組性能穩(wěn)定、不受氣候影響等特點(diǎn)[3]。

目前多聯(lián)機(jī)已經(jīng)成為我國(guó)中央空調(diào)的一種主要形式，其中風(fēng)冷VRF所占份額較大，因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)風(fēng)冷VRF系統(tǒng)研究較多，包括運(yùn)行特性[4-5]、除霜特性、節(jié)能特性[6]、部分負(fù)荷特性[2, 7-8]等方面。但土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用剛剛起步，對(duì)該系統(tǒng)運(yùn)行特性的研究仍處于初步探索階段。我國(guó)學(xué)者在該技術(shù)的理論和實(shí)驗(yàn)研究方面取得了一些成果，主要包括系統(tǒng)運(yùn)行特性[9-10]、能耗對(duì)比[11-12]等方面，但對(duì)土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷特性研究較少。而土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)大部分時(shí)間都在部分負(fù)荷工況下運(yùn)行，對(duì)部分負(fù)荷率分布及部分負(fù)荷率對(duì)系統(tǒng)能耗影響的研究十分關(guān)鍵。

對(duì)土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)冬季制熱連續(xù)運(yùn)行工況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析該工況下部分負(fù)荷率的分布以及部分負(fù)荷率對(duì)土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗的影響。

1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)及空調(diào)系統(tǒng)介紹

實(shí)驗(yàn)臺(tái)地源側(cè)主要包括10口埋深80 m的地埋管井(編號(hào)1#～10#)和2口埋深100 m的地埋管井(編號(hào)11#、12#)，鋪設(shè)在建筑物周圍的綠化帶下方。地埋管換熱器的形式為單U型PE管，內(nèi)徑25 mm，外徑32 mm。

該空調(diào)系統(tǒng)主要由地埋管換熱器、VRF機(jī)組、室內(nèi)機(jī)、管道系統(tǒng)等組成，如圖1所示，滿足2間面積均為100 m2辦公用房的空調(diào)和供暖需求。

一拖四土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備參數(shù)如表1和表2所示。

注：1)土壤源VRF機(jī)組名義制冷工況，組合容量系數(shù)100%，地源側(cè)循環(huán)水流量80 L/min，進(jìn)水溫度30 ℃，室內(nèi)濕球溫度19 ℃；名義制熱工況，組合容量系數(shù)100%，地源側(cè)循環(huán)水流量100 L/min，進(jìn)水溫度20 ℃，室內(nèi)干球溫度20 ℃。

2 測(cè)試方法與原理

2.1 測(cè)試系統(tǒng)

測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)量部分和數(shù)據(jù)采集部分，測(cè)量系統(tǒng)主要包括溫度、流量、耗電功率等參數(shù)的探測(cè)元件。

1)溫度測(cè)試包括氣溫、水溫和土壤溫度的測(cè)試。氣溫測(cè)試采用WZY-1溫度自計(jì)議，誤差 ± 0.3 ℃，測(cè)量室內(nèi)外空氣溫度；水溫測(cè)試采用Pt100鉑電阻傳感器，誤差為 ± 0.15 ℃，設(shè)置在地埋管換熱器進(jìn)出口、VRF機(jī)組水環(huán)路和制冷劑環(huán)路進(jìn)出口、板式換熱器進(jìn)出口，測(cè)量各部位的水溫。

2)流量測(cè)試。采用LWGY-25-B渦輪流量計(jì)測(cè)量機(jī)組地源側(cè)的循環(huán)水流量，標(biāo)準(zhǔn)量程為2～10 m3/h，誤差為 ± 0.2%；采用LWGY-10-B渦輪流量計(jì)測(cè)量各地埋管換熱器環(huán)路的水流量，標(biāo)準(zhǔn)量程為0.2～1.2 m3/h，誤差為 ± 0.5%。

3)耗電量的測(cè)量分兩類，一類為變頻電機(jī)耗電量的測(cè)量，包括VRF機(jī)組(主要是變頻壓縮機(jī))和地源側(cè)循環(huán)水泵，采用阿爾泰DAM-3505電量采集模塊(電壓量程400 V，電流量程50 A，測(cè)量精度±0.2%)，實(shí)現(xiàn)耗電量的實(shí)時(shí)采集。另一類包括四臺(tái)室內(nèi)機(jī)耗電量及主循環(huán)水泵(定頻泵)耗電量的測(cè)量，采用功率分析儀測(cè)定耗電量。

4)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要構(gòu)成有工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊等，數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的信號(hào)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線RS485傳輸至通訊模塊ADAM4520，工控機(jī)與通訊模塊ADAM4520通過(guò)RS232連接。利用專用組態(tài)軟件對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量溫度、流量、耗電量等數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和顯示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間間隔設(shè)為10 min。

2.2 測(cè)試方法

冬季工況實(shí)驗(yàn)從2014年2月11日進(jìn)行到2014年3月15日，空調(diào)系統(tǒng)全天連續(xù)運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)期間地源側(cè)開(kāi)啟1#、2#、3#、6#、11#地埋管井，為VRF機(jī)組提供熱量。4臺(tái)室內(nèi)機(jī)均以最大風(fēng)量開(kāi)啟。室內(nèi)設(shè)定溫度為20 ℃，室內(nèi)實(shí)測(cè)溫度在17.58～23.42 ℃范圍內(nèi)。

(1)

(2)

其中系統(tǒng)輸入功率主要包括VRF機(jī)組輸入功率Wu、水泵的輸入功率Wp、室內(nèi)機(jī)風(fēng)機(jī)的輸入功率Wf，即：

W=Wu+Wp+Wf

(3)

機(jī)組性能系數(shù)和系統(tǒng)性能系數(shù)分別按照公式(4)和式(5)計(jì)算。

(4)

(5)

3 測(cè)試結(jié)果及分析

美國(guó)ASHRAE手冊(cè)將部分負(fù)荷率PLR(part load ratio)定義為實(shí)際負(fù)荷與相應(yīng)非設(shè)計(jì)工況下滿負(fù)荷容量的比例。而在工程應(yīng)用中將部分負(fù)荷率定義為實(shí)際制熱(冷)量與設(shè)備額定容量(即銘牌上的制冷/制熱容量數(shù)值)的比例。相關(guān)研究表明，這兩種部分負(fù)荷率定義值的誤差在7%以內(nèi)，使用工程定義的部分負(fù)荷率可以滿足工程應(yīng)用中的精度要求[13]。因此采用工程定義的部分負(fù)荷率來(lái)分析土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)的部分負(fù)荷特性，同時(shí)工程定義的部分負(fù)荷率可在一定程度上反映實(shí)際制熱(冷)量的相對(duì)大小。

圖2～圖3為逐時(shí)部分負(fù)荷率與逐時(shí)室外溫度變化。由圖2可知：部分負(fù)荷率隨室外溫度在一定區(qū)域內(nèi)變化，總體上看，部分負(fù)荷率隨室外溫度的增加而減小。室外溫度變化會(huì)導(dǎo)致空調(diào)區(qū)域的負(fù)荷變化，機(jī)組將根據(jù)總負(fù)荷的大小提供相應(yīng)的制熱量。由圖3可知：室外溫度隨時(shí)間的變化以日為單位有明顯的周期性，部分負(fù)荷率隨時(shí)間的變化周期性不明顯。在實(shí)驗(yàn)期間，部分負(fù)荷率最小值為0.33，出現(xiàn)在2014年3月15日13:00，此時(shí)的室外溫度為18.9 ℃；部分負(fù)荷率最大值為0.72，出現(xiàn)在2014年2月14日20:50，此時(shí)的室外溫度為4.7 ℃。

實(shí)驗(yàn)期間共記錄了761 h的數(shù)據(jù)，圖4給出了部分負(fù)荷率分布情況，可以看出，實(shí)驗(yàn)期間部分負(fù)荷率主要集中在0.4～0.7范圍內(nèi)，占實(shí)驗(yàn)總小時(shí)數(shù)的96%左右。其中共有373 h，部分負(fù)荷率在0.4～0.5范圍內(nèi)占實(shí)驗(yàn)總小時(shí)數(shù)的49.01%； 共有118 h，部分負(fù)荷率在0.5～0.6范圍內(nèi)，占實(shí)驗(yàn)總小時(shí)數(shù)的15.50%；共有238 h，部分負(fù)荷率在0.6～0.7范圍內(nèi)，占實(shí)驗(yàn)總小時(shí)數(shù)的31.27%。了解部分負(fù)荷率的分布情況能夠更具針對(duì)性地減小所占比重較大范圍內(nèi)的部分負(fù)荷率的耗電量，提高對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)機(jī)組和系統(tǒng)的COP，從而進(jìn)一步提高土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。

3.2 不同范圍部分負(fù)荷率的比較

除了對(duì)實(shí)驗(yàn)期間部分負(fù)荷率的分布進(jìn)行了分析以外，還考察了實(shí)驗(yàn)期間不同范圍內(nèi)部分負(fù)荷率對(duì)系統(tǒng)能耗特性的影響。根據(jù)圖4部分負(fù)荷率分布可以看出：部分負(fù)荷率主要集中在0.4～0.7之間，因此下文對(duì)部分負(fù)荷率在0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～0.7范圍內(nèi)分段進(jìn)行分析。分析內(nèi)容包括：不同部分負(fù)荷率范圍內(nèi)單位面積小時(shí)功耗的分布情況；不同部分負(fù)荷率范圍內(nèi)機(jī)組制熱COP的分布情況；不同部分負(fù)荷率范圍內(nèi)系統(tǒng)制熱COP的分布情況。

1)單位面積小時(shí)功耗分析

單位面積小時(shí)功耗是以供暖面積為計(jì)算依據(jù)，即1 h內(nèi)系統(tǒng)總輸入功率與供暖面積之比，其中系統(tǒng)總輸入功率包括VRF機(jī)組及水泵和末端風(fēng)機(jī)等動(dòng)力設(shè)備功率[14]。單位面積小時(shí)功耗可供系統(tǒng)方案選擇階段估算系統(tǒng)能耗之用。

當(dāng)室內(nèi)溫度的變化忽略不計(jì)時(shí)(約20 ℃)單位面積小時(shí)功耗受部分負(fù)荷率、機(jī)組地源側(cè)進(jìn)水溫度等影響。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，地源側(cè)進(jìn)水溫度在13.89～17.28 ℃范圍內(nèi)變化，變化范圍不大，因此單位面積小時(shí)功耗主要隨部分負(fù)荷率變化。圖5給出了單位面積小時(shí)功耗隨部分負(fù)荷率變化的情況，可以看出：?jiǎn)挝幻娣e小時(shí)功耗隨部分負(fù)荷率的增加先減小后增大，呈現(xiàn)下凹的趨勢(shì)。以單位面積小時(shí)功耗(e)為因變量，部分負(fù)荷率(PLR)為自變量進(jìn)行一元二項(xiàng)式回歸，得到如下結(jié)果：

（1）路面的抗滑性能受輪胎與路面的組成材料、級(jí)配類型等耦合作用的影響。當(dāng)級(jí)配類型為AC—13時(shí)，光滑輪胎的抗滑能力最好；當(dāng)級(jí)配類型為OGFC—13時(shí)，輪胎花紋較大的RSD2A的摩擦系數(shù)最大；SMA—13在四種輪胎花紋下的摩擦系數(shù)相當(dāng)，說(shuō)明SMA—13級(jí)配混合料對(duì)輪胎花紋不敏感。

e=168.62·PLR2-145.78·PLR+48.55

(6)

由Origin輸出的R-Square，即決定系數(shù)r2值為0.90096，說(shuō)明單位面積小時(shí)功耗與部分負(fù)荷率有較大相關(guān)性。

從圖5還可以看出，部分負(fù)荷率在0.4～0.5范圍內(nèi)，單位面積小時(shí)功耗主要集中在16～19 W/m2，部分負(fù)荷率小于0.44時(shí)，單位面積小時(shí)功耗隨部分負(fù)荷率的增大而減小，部分負(fù)荷率大于0.44時(shí)，單位面積小時(shí)功耗隨部分負(fù)荷率的增大而增大。部分負(fù)荷率在0.5～0.6范圍內(nèi)時(shí)，單位面積小時(shí)功耗主要集中在18～22 W/m2，此范圍內(nèi)，單位面積小時(shí)功耗隨部分負(fù)荷率的增大而增大。部分負(fù)荷率在0.6～0.7范圍內(nèi)時(shí)，單位面積小時(shí)功耗主要集中在21～28 W/m2，此范圍內(nèi)，單位面積小時(shí)功耗隨部分負(fù)荷率的增大而增大。

2)土壤源VRF機(jī)組的性能系數(shù)分析

土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)并不是工作在完全的穩(wěn)態(tài)，而是一個(gè)周期循環(huán)的較為穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)過(guò)程，一個(gè)周期大約耗時(shí)10～15 min[2]?？紤]到室外環(huán)境溫度在1 h內(nèi)基本能維持某一溫度，而機(jī)組地源側(cè)進(jìn)口水溫在1 h溫度波動(dòng)更小，因此可以用機(jī)組COP的時(shí)均值來(lái)表征土壤源VRF機(jī)組的性能，下文中的系統(tǒng)COP也以時(shí)均值來(lái)表征土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)的性能。

由于多聯(lián)機(jī)具有多室內(nèi)機(jī)特征，當(dāng)機(jī)組地源側(cè)進(jìn)水溫度一定時(shí)，土壤源VRF機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中存在一個(gè)由部分負(fù)荷率PLR和負(fù)荷不均勻指數(shù)UI所決定的“性能域”[5,15]。圖6給出了不同機(jī)組地源側(cè)進(jìn)水溫度的“性能域”的重疊域。由于機(jī)組地源側(cè)進(jìn)水溫度變化不大，圖6可以顯示土壤源VRF機(jī)組COP隨部分負(fù)荷率變化的情況。隨著部分負(fù)荷率的增大，機(jī)組COP先增大后減小，呈現(xiàn)出上凸曲線的變化趨勢(shì)，機(jī)組最大COP值出現(xiàn)在45%～52%區(qū)間內(nèi)，此趨勢(shì)與文獻(xiàn)[11]的測(cè)試結(jié)果基本一致。

從圖6還可以看出：部分負(fù)荷率在0.4～0.5范圍內(nèi)時(shí)，機(jī)組COP主要集中在4.1～6.9，隨部分負(fù)荷率的增大而增大，在部分負(fù)荷率為0.46時(shí)，機(jī)組COP達(dá)到最大值隨后基本穩(wěn)定在最大值。部分負(fù)荷率在0.5～0.6范圍內(nèi)時(shí)，機(jī)組COP分散地分布在5.1～7.0，隨部分負(fù)荷率的增大有減小的趨勢(shì)。部分負(fù)荷率在0.6～0.7范圍內(nèi)時(shí)，機(jī)組COP分布也較為分散，分布在5.4～6.5范圍內(nèi)。由此可以說(shuō)明，土壤源VRF空調(diào)機(jī)組在部分負(fù)荷工況運(yùn)行時(shí)具有很好的節(jié)能特性。

3)土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)的性能系數(shù)分析

系統(tǒng)COP是表征整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況的指標(biāo)，有別于機(jī)組COP。分析部分負(fù)荷率下系統(tǒng)COP的變化情況對(duì)于土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)能效特性具有重要意義。與機(jī)組COP相同，土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中也存在“性能域”。圖7給出了不同機(jī)組地源側(cè)進(jìn)水溫度條件下的“性能域”的重疊域。圖7可以顯示土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)的性能系數(shù)隨部分負(fù)荷率變化的情況。隨著部分負(fù)荷率的增大，系統(tǒng)COP先增大后減小，與機(jī)組COP相近，呈現(xiàn)出上凸曲線的變化趨勢(shì)，最大系統(tǒng)COP出現(xiàn)在45%～65%區(qū)間內(nèi)。

從圖7還可以看出，部分負(fù)荷率在0.4～0.5范圍內(nèi)，系統(tǒng)COP主要集中在3.4～4.5，隨部分負(fù)荷率的增大而增大。部分負(fù)荷率在0.5～0.6范圍內(nèi)，系統(tǒng)COP分散地分布在3.5～4.5之間。部分負(fù)荷率在0.6～0.7范圍內(nèi)，系統(tǒng)COP分布主要集中在3.5～4.5范圍內(nèi)。

與土壤源VRF機(jī)組COP相比，土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)COP有明顯的減小，其原因在于土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)需要地源側(cè)循環(huán)水泵提供熱源介質(zhì)循環(huán)所需動(dòng)力，水泵輸入功耗占系統(tǒng)輸入功耗的20%～40%，所以系統(tǒng)輸入功耗相比機(jī)組輸入功耗有很大增加，相應(yīng)系統(tǒng)COP比機(jī)組COP有明顯下降。因此建議地源側(cè)循環(huán)水泵采用變頻水泵，以提高土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)的性能。

4 結(jié)論

在室內(nèi)實(shí)測(cè)溫度17.58～23.42 ℃，機(jī)組地源側(cè)進(jìn)水溫度13.89～17.28 ℃，多聯(lián)機(jī)連接管路長(zhǎng)度為8 m條件下，得到下列結(jié)論：

1)部分負(fù)荷率的分布受到室外溫度、使用情況等影響，從測(cè)試結(jié)果看，部分負(fù)荷率分布主要集中在0.4～0.7范圍內(nèi)。

2)單位面積小時(shí)功耗隨部分負(fù)荷率變化呈現(xiàn)出二次函數(shù)關(guān)系，部分負(fù)荷率在0.4～0.5范圍內(nèi)，單位面積小時(shí)功耗主要集中在16～19 W/m2；部分負(fù)荷率在0.5～0.6范圍內(nèi)時(shí)，單位面積小時(shí)功耗主要集中在18～22 W/m2；部分負(fù)荷率在0.6～0.7范圍內(nèi)時(shí)，單位面積小時(shí)功耗主要集中在21～28 W/m2。

3)機(jī)組COP隨部分負(fù)荷率的增大先增大后減小，變化范圍在4.1～7.0，機(jī)組最大COP值出現(xiàn)在45%～52%區(qū)間內(nèi)。

4)土壤源VRF空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷工況下運(yùn)行具有較高的COP，系統(tǒng)COP隨部分負(fù)荷率的增大先增大后減小，呈現(xiàn)出上凸曲線的變化趨勢(shì)，變化范圍在2.74～5.2，最大系統(tǒng)COP值出現(xiàn)在45%～65%區(qū)間內(nèi)。

[1] 王志剛, 徐秋生, 俞炳豐. 變頻控制多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2006.

[2] 王旭輝, 夏建軍, 彭琛, 等. VRF空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷特性的實(shí)測(cè)研究[J]. 建筑科學(xué), 2010, 26(10): 151-156. (Wang Xuhui, Xia Jianjun, Peng Shen,et al. Experimental study of VRF system under part load condition[J].Building Science, 2010, 26(10):151-156.)

[3] 宋應(yīng)乾, 范蕊, 龍惟定. 水冷多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行性能[J]. 暖通空調(diào), 2011, 41(9): 128-132. (Song Yingqian, Fan Rui, Long Weiding. Operation performances of water cooling VRF system[J]. Journal of HV&AC, 2011, 41(9): 128-132.)

[4] 薛衛(wèi)華, 劉傳聚, 陳沛霖. 變頻控制熱泵式VRV空調(diào)機(jī)組冬季運(yùn)行特性研究[J].節(jié)能技術(shù), 2000, 18(5): 3-6.(Xue Weihua, Liu Chuanju, Chen Peilin. The study of operating performance of variable frequency control VRV air-conditioner in winter[J]. Energy Conservation Technology, 2000, 18(5): 3-6.)

[5] 石文星, 趙偉, 王寶龍. 論多聯(lián)式空調(diào)(熱泵)系統(tǒng)的季節(jié)性能評(píng)價(jià)方法[J]. 制冷學(xué)報(bào), 2008, 29(3): 10-17. (Shi Wenxing, Zhao Wei, Wang Baolong. Discussion on performance evaluation of multi-connected air-conditioning (heat pump) systems[J]. Journal of Refrigeration, 2008, 29(3): 10-17.)

[6] 薛衛(wèi)華, 陳沛霖, 劉傳聚. 變頻控制熱泵式VRV空調(diào)機(jī)組運(yùn)行特性與節(jié)能性能實(shí)驗(yàn)研究[J].節(jié)能技術(shù), 2003,21(3):3-5.(Xue Weihua,Chen Peilin,Liu Chuanju. The experimental study of the operating characteristic and energy consumption of the VRV air-conditioning system[J]. Energy Conservation Technology, 2003, 21(3): 3-5.)

[7] 趙偉. 多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷特性分析[D]. 北京: 清華大學(xué), 2009.

[8] Zhang D, Zhang X, Liu J. Experimental study of performance of digital variable multiple air conditioning system under part load conditions[J]. Energy and Buildings, 2011, 43(6): 1175-1178.

[9] 董麗娟. 土壤源多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 上海: 同濟(jì)大學(xué), 2012.

[10] 董麗娟, 張旭, 楊潔. 土壤源多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)極限工況運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 制冷與空調(diào)(四川), 2014, 28(2): 129-135. (Dong Lijuan, Zhang Xu, Yang Jie. Study on operation performance of ground source VRF system under limiting conditions[J]. Refrigeration and Air Conditioning (Sichuan), 2014, 28(2): 129-135.)

[11] 劉海霞, 張旭, 楊潔, 等. 復(fù)合式土壤源VRF系統(tǒng)夏季節(jié)能特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 暖通空調(diào), 2013, 43(1): 100-104. (Liu Haixia, Zhang Xu, Yang Jie, et al. Experiments on energy saving characteristics of hybrid ground-source VRF system in summer[J]. Journal of HV&AC, 2013, 43(1): 100-104.)

[12] 盧廣宇. 土壤源-冷卻塔復(fù)合式VRF空調(diào)系統(tǒng)研究[D]. 南京: 南京理工大學(xué), 2009.

[13] 周宴平, 吳靜怡, 王如竹. 兩種部分負(fù)荷比PLR的定義辨析[J]. 制冷與空調(diào)(北京), 2008, 8(1): 24-26. (Zhou Yanping, Wu Jingyi, Wang Ruzhu. Definition identification of two kinds of part load ratio(PLR)[J]. Refrigeration and Air Conditioning (Beijing), 2008, 8(1): 24-26.)

[14] 張東亮，張旭，馮玉偉. 數(shù)碼渦旋多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)制冷運(yùn)行部分負(fù)荷特性實(shí)驗(yàn)[J]. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào), 2010, 31(10):1275-1280. (Zhang Dongliang, Zhang Xu, Feng Yuwei.Experimental study of digital variable multiple air conditioning system under cooling condition[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2010, 31(10): 1275-1280.)

[15] 馮玉偉. 數(shù)碼渦旋多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷特性的研究[D]. 上海: 同濟(jì)大學(xué), 2006.

About the corresponding author

Zhang Xu, male, professor, Dr. director of Department of HVAC and Thermal Engineering, Tongji University,+86 21-65983605,E-mail:zhangxu-hvac@#edu.cn.Research fields: energy conservation and renewable energy in building, LCA, low-energy in rural area, ventilation in complicated space.

Experiments on Part Load Performance of Ground Source Variable Refrigerant Flow System in Winter

Yan Lijun Zhang Xu Zhao Deyin Wu Jiachen

(College of Mechanical Engineering, Tongji University, Shanghai, 201804, China)

Based on the measured data of the ground source variable refrigerant flow system (GSVRFS) in the heating season, this research analyzes the variation of hourly system power consumption per square meter, coefficient of performance (COP) of unit and COP of system along with the change of part load ratio (PLR). The results show that the PLR is distributed mainly from 40% to 70%. Hourly power consumption per square meter varies with PLR in concave form. The COPs of the unit and system vs. the system part load ratio are within a convex performance domain.

ground source variable refrigerant flow system; part load ratio; operation in winter; experiment research

0253- 4339(2015) 01- 0113- 06

10.3969/j.issn.0253- 4339.2015.01.113

2014年6月22日

TU831.3; TK523

A

張旭，男，教授，博士生導(dǎo)師，同濟(jì)大學(xué)暖通空調(diào)及燃?xì)庋芯克L(zhǎng)，(021)65983605，E-mail: zhangxu-hvac@#edu.cn。研究方向：建筑節(jié)能及新能源在建筑系統(tǒng)的應(yīng)用，建筑物能量系統(tǒng)生命周期評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究，面向小城鎮(zhèn)及農(nóng)村的低成本能源系統(tǒng)的技術(shù)集成和新能源綜合利用，復(fù)雜空間通風(fēng)技術(shù)。