基于制冷剂喷射和泄出的涡旋压缩机制冷热泵系统双效调节方法

涡旋压缩机制冷系统常采用的容量调节方式是变频和数码涡旋技术，但这些调容方式均不能满足涡旋压缩机在非设计工况下调节内压比、提高压缩机效率和系统能效水平的要求。为此，本项目基于对制冷剂喷射技术和泄出技术的潜在优势的研究，提出了基于制冷剂喷射和泄出的涡旋压缩机制冷热泵系统的双效调节方法。本项目拟从机理、设计和控制三个方面展开研究，为该技术的应用奠进基础：首先，对制冷剂泄出过程进行深入研究，揭示涡旋压缩机制冷剂泄出过程的热力学特性，建立涡旋压缩机制冷剂泄出系统的设计和调控的基本方法；其次，基于喷射（泄出）结构参数对联合应用制冷剂喷射和泄出技术的涡旋压缩机制冷热泵系统性能的影响，研究联合应用系统中耦合子系统的优化设计方法；最后，基于喷射（泄出）调控参数对联合应用系统性能的影响，通过引入多目标优化的方法，研究该联合应用系统面向不同优化目标的控制方法。预期研究成果将推动涡旋压缩机系统调节技术发展和节能。

涡旋压缩机是目前空调制冷系统中最为常用的压缩机形式。其固有的定容积比特性导致其不能很好地适应环境的变化，由此导致其在全运行域内或运行周期内无法实现最高效率运行。本项目基于前期对制冷剂喷射技术和泄出技术的研究，提出采用制冷剂喷射和泄出提高涡旋压缩机变工况适应性的基本理念。基于此，本项目在前期对喷射技术已有深入研究的基础上，深入开展了制冷剂泄出技术、制冷剂喷射和泄出联合应用系统的优化设计和联合应用系统的优化控制三个方面的研究。研究结果表明：（1）制冷剂泄出过程的热力学实质为“变参数的吸气旁通”；（2）制冷剂泄出技术能大幅提高涡旋压缩机及其系统在过压缩工况下的效率；（3）制冷剂泄出系统对喷射口位置、喷射口大小、喷射管阻力等特征参数的要求与喷射系统基本一致，两者可实现有效融合；（4）涡旋压缩机及其系统可通过采用制冷剂喷射/泄出技术+变频技术控制方案实现其能效的最大化和容量的精确调节。至此，本研究已确认了制冷剂喷射/泄出对涡旋压缩机内容积效率提高和对容量调节的有效性，该技术与变频技术的结合将实现涡旋压缩机系统的完善调节方案。