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双机并联变频多联式空调系统运行特性研究

一、引言

（一）研究背景与意义

在全球能源紧张和环保意识日益增强的大背景下，建筑能耗问题愈发受到关注。空调系统作为建筑能耗的“大户”，其节能与高效运行成为研究重点。双机并联变频多联式空调系统应运而生，凭借独特优势在建筑领域崭露头角。

传统空调系统在面对复杂多变的室内外环境和负荷需求时，往往难以实现精准调控与高效节能。而双机并联变频多联式空调系统通过两台压缩机的协同工作，配合先进的变频技术，能够根据实际负荷实时调整压缩机的转速和运行状态，实现制冷（热）量的连续、精准输出。这不仅确保了室内温度的稳定和舒适，还大幅降低了能源消耗。例如，在大型商业中心，不同区域的人流量和负荷需求差异较大，双机并联变频多联式空调系统可针对各区域的实际情况灵活调节，避免了传统系统的“一刀切”式运行，节能效果显著。

本研究深入探究双机并联变频多联式空调系统的运行特性，具有重要的理论与实践意义。从理论层面看，能够丰富和完善空调系统运行特性的研究体系，为进一步的系统优化设计提供坚实的理论基础；在实践方面，有助于工程技术人员深入了解该系统的运行规律，从而在工程应用中更加科学合理地选型、设计和调试，充分发挥其节能优势，降低运行成本，推动建筑节能事业的发展。

（二）国内外研究现状

目前，国内外针对变频多联式空调系统的研究已取得了一定成果，但主要集中在单机变频多联系统。在单机系统的研究中，学者们围绕压缩机的变频控制策略、制冷剂的流量调节以及系统的能效优化等方面展开了深入探讨。研究表明，通过优化压缩机的变频算法，能够有效提升单机系统在部分负荷下的能效表现；而合理匹配电子膨胀阀的开度与压缩机的运行频率，可实现制冷剂流量的精准控制，提高系统的稳定性和制冷（热）效率。

然而，对于双机并联变频多联式空调系统，现有的研究相对匮乏。双机并联模式下，两台压缩机如何实现高效协同运行，以及在不同负荷和工况下如何合理分配负荷，以达到最佳的能效和稳定性，这些关键问题尚未得到系统性的分析和解决。在实际应用中，双机并联系统的连接方式更加灵活，室内机数量也可根据需求进行多样化配置，这使得系统的实际运行性能与标准状况下的测试结果存在较大差异。但目前基于实验数据对这些差异进行深度探究的研究较少，无法为工程实践提供足够的技术支持和指导。

二、双机并联变频多联式空调系统架构与工作原理

（一）系统硬件架构

双机并联变频多联式空调系统的硬件架构设计精妙，核心组件配置采用了“变频压缩机+定频压缩机”并联方案。这种独特的配置，使系统兼具变频压缩机的灵活调节特性和定频压缩机的稳定输出优势。当室内负荷发生变化时，变频压缩机能够迅速做出响应，精准地调节制冷（热）量；而定频压缩机则在高负荷需求时，提供稳定的动力支持，确保系统高效运行。

系统还搭配了智能控制系统，它如同整个系统的“大脑”，负责收集和分析来自各个传感器的实时数据，从而精确地控制压缩机的运行状态、电子膨胀阀的开度以及风机的转速等，实现对室内环境的精准调控。

电子膨胀阀作为系统中制冷剂流量调节的关键部件，能够根据系统的运行状态和负荷需求，精确地控制制冷剂的流量，提高系统的制冷（热）效率和稳定性。例如，在部分负荷运行时，电子膨胀阀可根据室内温度和压缩机的运行频率，精准调节制冷剂的供液量，避免出现制冷剂流量过大或过小的情况，从而保证系统的高效运行。

共用冷凝器则负责将压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液体，释放出热量。其高效的换热性能，确保了系统的热量能够及时散发到室外环境中，维持系统的正常运行。

该系统支持多室内机独立温控，每个室内机都配备了独立的温度传感器和控制器，用户可以根据自身需求，对每个房间的温度进行个性化设置，满足不同房间的舒适需求。无论是客厅的聚会，还是卧室的休息，用户都能享受到最适宜的温度环境。

在室外机部分，集成了回油平衡管路与压力传感器。回油平衡管路能够确保两台压缩机在运行过程中，润滑油均匀分配，避免因润滑油不足而导致压缩机损坏，延长压缩机的使用寿命。压力传感器则实时监测系统的压力变化，为智能控制系统提供关键的数据支持，保障双机协同运行的稳定性。当系统压力出现异常时，压力传感器会及时将信号反馈给智能控制系统，系统会迅速做出调整，确保系统的安全运行。

从网络拓扑结构来看，系统基于Modbus协议构建了分布式监控网络。Modbus协议作为一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，具有简单可靠、兼容性强等优点。通过该协议，室内外机之间能够实现数据的实时交互，包括温度、压力、运行状态等信息。这使得操作人员可以通过监控中心，对整个空调系统进行远程监控和管理，实现远程参数配置与故障诊断。在办公楼等场所，管理人员可以通过监控系统，实时了解各个房间的空调运行情况，及时发现并解决潜在的问题，提高系统的运