VRV(Variable Refrigerant Volume)空調(diào)系統(tǒng)--變制冷劑流量多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱多聯(lián)機(jī)),通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量,適時(shí)滿足室內(nèi)冷、熱負(fù)荷要求的直接蒸發(fā)式制冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)由日本大金工業(yè)株式會(huì)社于1982年開(kāi)發(fā)上市,"VRV"也成為大金變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)的注冊(cè)商標(biāo),因此,現(xiàn)業(yè)界也用"VRF"(Variable Refrigerant Flow)一詞對(duì)同類系統(tǒng)加以區(qū)分。
VRV空調(diào)系統(tǒng)圖片
中文名稱 | VRV空調(diào)系統(tǒng) | 外文名稱 | Variable Refrigerant Volume |
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定義 | 變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng) | 開(kāi)發(fā)上市 | 1982年 |
新風(fēng)問(wèn)題
空調(diào)系統(tǒng)中,新風(fēng)量是一個(gè)很重要的技術(shù)參數(shù),也是達(dá)到室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的保證。目前常用的新風(fēng)處理方式有:
(1)、使用專用的新風(fēng)機(jī),其室內(nèi)機(jī)按新風(fēng)工況設(shè)計(jì),排管數(shù)通常為6 排或者8 排,風(fēng)壓也較高,然而價(jià)格很高,一般工程中較少采用;
(2)用全熱交換器處理新風(fēng)。這種方式特別適合有排風(fēng)要求的場(chǎng)合,如餐飲娛樂(lè)、會(huì)議室等。將室外新風(fēng)經(jīng)過(guò)全熱交換器與室內(nèi)排風(fēng)進(jìn)行熱濕交換后送入室內(nèi),可以大大降低新風(fēng)負(fù)荷,非常節(jié)能。然而,在工程設(shè)計(jì)需要注意新風(fēng)口和排風(fēng)口的布置一定要合理,尤其是有污染的場(chǎng)所,更要考慮新風(fēng)和排風(fēng)的交叉污染問(wèn)題,在國(guó)內(nèi)使用時(shí),由于大多數(shù)城市空氣質(zhì)量較差,積灰嚴(yán)重,過(guò)濾器易堵塞,要經(jīng)常清洗過(guò)濾器。
(3)用風(fēng)機(jī)箱將新風(fēng)送至各個(gè)室內(nèi)機(jī),新風(fēng)負(fù)荷由各個(gè)室內(nèi)機(jī)負(fù)擔(dān)。該方式系統(tǒng)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)機(jī)箱也根據(jù)系統(tǒng)要求很容易選到合適的風(fēng)壓。過(guò)渡季節(jié)還可以作為通風(fēng)換氣機(jī)使用。但是未經(jīng)過(guò)處理的新風(fēng)直接接入室內(nèi)機(jī)時(shí),與新風(fēng)單獨(dú)處理的系統(tǒng)相比,室內(nèi)機(jī)型號(hào)加大,噪音也增大,而且在室外空氣濕度較大時(shí),室內(nèi)機(jī)可能會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。
由此可以看出對(duì)于VRV 空調(diào)系統(tǒng)最棘手的新風(fēng)問(wèn)題,通常情況下都推薦采用第三種處理方式,經(jīng)濟(jì)合理,簡(jiǎn)單適用。而在有排風(fēng)要求的場(chǎng)合,則優(yōu)先考慮第二種方式。
VRV 空調(diào)系統(tǒng)規(guī)格
(1)最大室外機(jī)連接數(shù)為4 臺(tái);
(2)最大室外機(jī)組合容量為72HP:
(3)最大室內(nèi)機(jī)連接數(shù)為96臺(tái);
(4)室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)的容量比為50%~130%:
(5)第一分歧到最遠(yuǎn)室內(nèi)機(jī)配管長(zhǎng)度150米;
(6)室內(nèi)外機(jī)最大高度差當(dāng)室外機(jī)在上時(shí)為90 米,當(dāng)室外機(jī)在下時(shí)為90米;
(7)最大總配管長(zhǎng)度為1000米。
室內(nèi)機(jī)選擇問(wèn)題
一個(gè)工程中在某些部位室內(nèi)選用不恰當(dāng),如:
1.某工程在較窄小的電梯廳選用了嵌入式四面送風(fēng)的室內(nèi)機(jī);
2.某工程在吊頂下面安裝吊式明裝的室內(nèi)機(jī),不妥,應(yīng)選用嵌入式雙面或四面送風(fēng)的室內(nèi)機(jī):
3.某工程某個(gè)面積很大的廳,選用數(shù)臺(tái)四面送風(fēng)的室內(nèi)機(jī),實(shí)際選用暗裝風(fēng)管式的室內(nèi)機(jī)不但可節(jié)省初投資,還可以更靈活配合內(nèi)裝修布置送風(fēng)口達(dá)到使用目的。
建議:1.房間有吊頂,而且平面成長(zhǎng)窄形時(shí)采用半明裝四面送風(fēng)室內(nèi)機(jī)。
2.有吊項(xiàng)且平面成止方形或空間較大時(shí)采用半明裝四面送風(fēng)室內(nèi)機(jī),當(dāng)平面空間較大時(shí),為了節(jié)省造價(jià)或更靈活的配合內(nèi)裝修也可選用暗裝接管式室內(nèi)機(jī)。
3.房間無(wú)吊頂時(shí),根據(jù)其平面形狀、大小靈活的采用明裝吊式、明裝肇式和明裝落地式室內(nèi)機(jī)。
室外機(jī)耗電量問(wèn)題
VRV 空調(diào)產(chǎn)品樣本中提供的壓縮機(jī)輸出功率不能當(dāng)作壓縮機(jī)的耗電量,兩者之間存在著電機(jī)的效率,一般為0.8。
室內(nèi)外機(jī)的匹配
實(shí)際工程中,尤其是中小型工程,同一層平面中有多種使用功能房間,其使用時(shí)間也不同,而且面積也較小(如:小會(huì)議室、接待室、包間、小餐廳等),要實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的劃分就比較困難,即使能做成系統(tǒng)也十分復(fù)雜。如果采用VRV 空調(diào)系統(tǒng)以上問(wèn)題就簡(jiǎn)單了,而且充分的體現(xiàn)出它既能靈活布置,又能節(jié)省平常運(yùn)行費(fèi)用的特點(diǎn)。既然把不同功能和不同使用時(shí)間的房間合在同一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中,那么,就存在室內(nèi)合理匹配問(wèn)題,這就需要考慮同時(shí)使用系數(shù)的問(wèn)題,同時(shí)使用系數(shù)多少視具體情況而定,但是室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的容量比既不能低于50%,也不能超過(guò)130%。
室外機(jī)的布置問(wèn)題
室外機(jī)的布置應(yīng)滿足下述要求:進(jìn)風(fēng)通暢不干擾,排風(fēng)順暢不回流。只有做好這些才能保證室外機(jī)的產(chǎn)冷量(熱量)。室外機(jī)布置在屋頂、陽(yáng)臺(tái)和地面上,前面兩種做法居多,兩者都有優(yōu)缺點(diǎn):
室外機(jī)布置在層頂時(shí),優(yōu)點(diǎn):屋頂較空曠,排風(fēng)順暢,熱空氣很快的散發(fā)到高空去。缺點(diǎn):進(jìn)風(fēng)曲折,當(dāng)眾多室外機(jī)布置在同一屋頂時(shí),進(jìn)風(fēng)曲折且干擾多。室外機(jī)布置在陽(yáng)臺(tái)上時(shí)優(yōu)點(diǎn):進(jìn)風(fēng)順暢。缺點(diǎn):排風(fēng)不暢,存在回流現(xiàn)象,當(dāng)數(shù)臺(tái)垂直布置時(shí),容易形成下面室外機(jī)的排風(fēng)被上面室外機(jī)吸入作為進(jìn)風(fēng),影響機(jī)組產(chǎn)冷量(熱量)。
凝結(jié)水管的安裝
VRV 空調(diào)部分室內(nèi)機(jī)自帶凝結(jié)水排升泵,這給設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的方便。實(shí)際上工程中凝結(jié)水管的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,并要有0.01 的坡度,以免形成管內(nèi)氣阻,排水不暢。如果凝結(jié)水管坡管不夠時(shí),可制一個(gè)排水升程管。升程管的高度應(yīng)小于各種型號(hào)凝結(jié)水排升高度的規(guī)定值。升程管距管室內(nèi)機(jī)應(yīng)小于300mm。
制冷劑的問(wèn)題
由于VRV 空調(diào)系統(tǒng)的管道接頭較多,增加了制冷劑泄漏的可能性,且系統(tǒng)的內(nèi)容積過(guò)大,增大了制冷劑充灌量,因此空調(diào)機(jī)安裝的房間要求設(shè)計(jì)成:在出現(xiàn)制冷劑泄漏時(shí),其濃度不會(huì)超過(guò)極限值。以制冷劑R410A 為例,它沒(méi)有毒性和易燃性,但是當(dāng)濃度上升時(shí)卻存在窒息危險(xiǎn)。其極限濃度計(jì)算方法是:制冷劑總量(千克)/安裝室內(nèi)機(jī)房間的最小容積(立方米)≤濃度極限(千克/立方米)用于一拖多的制冷劑的濃度極限為0.3 千克/立方米。濃度可能超過(guò)極限值的房間,與相鄰房間要有開(kāi)口,或者安裝跟氣體泄漏探測(cè)裝置連鎖的機(jī)械通風(fēng)設(shè)備。
應(yīng)用于中小辦公中
某樓第十層有一處辦公室,面積為四百平方米,室內(nèi)有近兩百人辦公。因?yàn)檗k公人員集中在一處大辦公室,需要考慮到空氣的品質(zhì),必須要能補(bǔ)充新風(fēng),根據(jù)暖通空調(diào)節(jié)能中相關(guān)規(guī)定,設(shè)置獨(dú)立新風(fēng)或者排風(fēng)系統(tǒng)的時(shí)候,應(yīng)該要考慮到排風(fēng)的熱回收。我們可以設(shè)計(jì)使用VRV空調(diào)系統(tǒng)加設(shè)兩臺(tái)全熱交換機(jī)的提供新風(fēng)的空調(diào)方式,在向室內(nèi)補(bǔ)充新風(fēng)時(shí),同時(shí)利用房間內(nèi)排風(fēng)的冷量預(yù)冷新風(fēng),這樣最高可以回收冷量的百分之七十。它相對(duì)于傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)補(bǔ)充新風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng),VRV空調(diào)系統(tǒng)可以提高能源的利用率,減少能量不必要的浪費(fèi)。
應(yīng)用于整個(gè)工程中
某建筑大廈,建筑面積為五萬(wàn)平方米,按照相關(guān)要求,一年當(dāng)中需要制冷的時(shí)間為五月至十一月,每天平均需要運(yùn)行七個(gè)小時(shí),每個(gè)月至少有二十天要使用,其中制熱的運(yùn)行時(shí)間為十二月份至來(lái)年四月份,同樣每天需運(yùn)行七個(gè)小時(shí),每月二十天。一年運(yùn)行的時(shí)間為一千六百八十個(gè)小時(shí),一年空調(diào)制冷制熱的總?cè)萘拷虐侔耸偃f(wàn)千瓦每小時(shí)。在工程過(guò)程中選擇空調(diào)時(shí),我們對(duì)VRV空調(diào)系統(tǒng)、水冷螺桿式冷水機(jī)組外加鍋爐的空調(diào)系統(tǒng)以及風(fēng)冷制冷方式的空調(diào)系統(tǒng)作了比較,在相同的條件下,傳遞的冷量或者熱量一致,后兩種空調(diào)系統(tǒng)損耗的能量比較大,VRV空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于了其它兩種空調(diào)系統(tǒng)。
VRV系統(tǒng)由室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)和冷媒配管三部分組成。一臺(tái)室外機(jī)通過(guò)冷媒配管連接到多臺(tái)室內(nèi)機(jī),根據(jù)室內(nèi)機(jī)電腦板反饋的信號(hào),控制其向內(nèi)機(jī)輸送的制冷劑流量和狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)不同空間的冷熱輸出要求。
VRV系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等諸多優(yōu)點(diǎn),而且各房間可獨(dú)立調(diào)節(jié),能滿足不同房間不同空調(diào)負(fù)荷的需求。但該系統(tǒng)對(duì)管材材質(zhì)、制造工藝、現(xiàn)場(chǎng)焊接等方面要求非常高,且其初投資比較高。其控制系統(tǒng)由廠家進(jìn)行集成,因此無(wú)需進(jìn)行后期開(kāi)發(fā),多數(shù)廠家更在其產(chǎn)品基礎(chǔ)上推出了多種功能齊全的智能控制系統(tǒng),如大金的i-Manager系統(tǒng),用于大型樓宇的集中管理,相對(duì)傳統(tǒng)中央空調(diào),其集控的設(shè)計(jì)、施工、使用更加便利,功能也更人性化。
VRV雖然名為"變冷媒流量",但其運(yùn)行原理不僅止于對(duì)冷媒流量的控制?,F(xiàn)今的VRV系統(tǒng)對(duì)輸出容量的調(diào)節(jié)主要依賴于兩方面:一是改變壓縮機(jī)工作狀態(tài),從而調(diào)節(jié)制冷劑的溫度和壓力,以此為依據(jù)又可分為變頻系統(tǒng)和數(shù)碼渦旋系統(tǒng)二種;二是通過(guò)室內(nèi)、外機(jī)處的電子膨脹閥調(diào)節(jié),改變送入末端(室內(nèi)機(jī))的冷媒流量和狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)不同的末端輸出。相對(duì)于傳統(tǒng)冷水機(jī)組,該系統(tǒng)自成體系,基本無(wú)需后期的復(fù)雜設(shè)計(jì),運(yùn)行管理也極為便利,可算是空調(diào)中的"傻瓜機(jī)"。基于以上原理,該系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)大樓的加班運(yùn)行時(shí),靈活節(jié)能的特點(diǎn)尤其突出,因此在辦公建筑中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。
自從大金公司80年代發(fā)明了VRV系統(tǒng)之后,很多極其注意空間利用的商鋪都選擇這種算不上真正中央空調(diào)的新系統(tǒng)。由于VRV系統(tǒng)只是輸送制冷劑到每個(gè)房間的分機(jī),所以不需要設(shè)計(jì)獨(dú)立的風(fēng)道(新風(fēng)系統(tǒng)另外安排風(fēng)道), 做到了設(shè)備的小型化和安靜化。給建筑設(shè)計(jì)單位、安裝公司以及業(yè)主都提供了便捷、舒適和經(jīng)濟(jì)的完美選擇。近年來(lái),大金更是不斷完善VRV技術(shù),積極開(kāi)發(fā)多種形式的室內(nèi)末端,并克服了VRV系統(tǒng)與集中式中央空調(diào)相比最大的缺點(diǎn)----增加了獨(dú)立設(shè)計(jì)協(xié)同控制的新風(fēng)系統(tǒng),形成了空調(diào)-新風(fēng)-智能控制為一體的全方位產(chǎn)品體系。
一、分歧管是銅管管件,要另行計(jì)算。二、冷媒管的工程量要分別計(jì)算,因?yàn)槠芘c液管規(guī)格(管徑)不同。三、冷媒管銅管要套《工業(yè)管道》里面的銅管焊接的子目。四、計(jì)算量是一致的。
建議跟設(shè)計(jì)溝通
VRV(Variable Refrigerant Volume)空調(diào)系統(tǒng)——變制冷劑流量多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱多聯(lián)機(jī)),通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量,適時(shí)滿足室內(nèi)冷、熱負(fù)荷要...
VRV 空調(diào)系統(tǒng)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中,通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量,適時(shí)地滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。其工作原理是:由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù),根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則,通過(guò)變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)輸氣量,并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件,保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性,并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。
VRV 空調(diào)系統(tǒng)具有明顯的的節(jié)能、舒適效果,該系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷,在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行,減少了因壓縮機(jī)頻繁啟停造成的能量損失;采用壓縮機(jī)低頻啟動(dòng),降低了啟動(dòng)電流,電氣設(shè)備將大大節(jié)能,同時(shí)避免了對(duì)其它用電設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊;具有能調(diào)節(jié)容量的特性,改善了室內(nèi)的舒適性。
VRV 空調(diào)系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)安裝方便、布置靈活多變、建筑空間小、使用方便、可靠性高、運(yùn)行費(fèi)用低、不需機(jī)房、無(wú)水系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。
傳統(tǒng)VRV系統(tǒng)將制冷劑通過(guò)銅管送到空調(diào)空間各個(gè)地方,制冷冷媒用量巨大,所有服役制冷機(jī)器的制冷劑最終都是要排放到空氣中,當(dāng)今普遍使用的制冷劑,即使環(huán)保冷媒,也存在著較高的溫室氣體效應(yīng),這種制冷劑用量巨大的系統(tǒng)實(shí)際上在環(huán)保上存在先天的缺陷。
傳統(tǒng)VRV系統(tǒng)不但存在制冷冷媒用量巨大的問(wèn)題,而且制冷劑在制冷空間(多數(shù)在吊頂里面,還有穿越墻體的管道)泄露不易檢測(cè),難以維修,初始安裝也極其不便。
由于VRV大量采用旁通換熱器來(lái)分區(qū)供冷(熱),系統(tǒng)在運(yùn)行工況下,參與循環(huán)的制冷劑充液量具有不可預(yù)測(cè)性,從而系統(tǒng)需要較大的氣液分離和儲(chǔ)液器來(lái)調(diào)節(jié),這些容器中常常駐留冷凍油,使得在一些工況下,如果沒(méi)有油分, 壓縮機(jī)回油困難,壓縮機(jī)可靠性下降.
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VRV空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)述 VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱是 Varied Refrigerant Volume ,簡(jiǎn)稱 VRV,是一種冷 劑式空調(diào)系統(tǒng),它以制冷劑為輸送介質(zhì),室外主機(jī)由室外側(cè)換熱器、壓縮機(jī) 和其他制冷附件組成, 末端裝置是由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機(jī)組成的室內(nèi)機(jī)。 一臺(tái)室外機(jī)通過(guò)管路能夠向若干個(gè)室內(nèi)機(jī)輸送制冷劑液體。通過(guò)控制壓縮機(jī) 的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)各換熱器的制冷劑流量, 可以適時(shí)地滿足室內(nèi)冷、 熱負(fù)荷要求。 VRV系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等諸多優(yōu)點(diǎn),而且各房間 可獨(dú)立調(diào)節(jié),能滿足不同房間不同空調(diào)負(fù)荷的需求。但該系統(tǒng)控制復(fù)雜,對(duì) 管材材質(zhì)、制造工藝、現(xiàn)場(chǎng)焊接等方面要求非常高,且其初投資比較高。 VRV,就是可變流量的意思,它是依賴于機(jī)電方面的變頻技術(shù)而產(chǎn)生的空 調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝方式。自從大金公司 80 年代發(fā)明了 VRV系統(tǒng)之后 , 很多極其 注意空間利用的商鋪都選擇這種算不上真正中央空
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VRV空調(diào)系統(tǒng)與節(jié)能——文章介紹了VRV空調(diào)系統(tǒng)的原理和特點(diǎn),從制冷壓縮機(jī)、傳熱介質(zhì)、自動(dòng)控制、新風(fēng)系統(tǒng)以及變頻運(yùn)行等角度分析了VRV空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行節(jié)能因素,論述了VRV空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
vrv空調(diào)系統(tǒng)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中,通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量,適時(shí)地滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。其工作原理是:由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù),根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則,通過(guò)變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)輸氣量,并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件,保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性,并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定丁作在最佳工作狀態(tài)。
vrv空調(diào)系統(tǒng)具有明顯的的節(jié)能、舒適效果,該系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷,在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行,減少了因壓縮機(jī)頻繁啟停造成的能量損失;采用壓縮機(jī)低頻啟動(dòng),降低了啟動(dòng)電流,電氣設(shè)備將大大節(jié)能,同時(shí)避免了對(duì)其它用電設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊;具有能調(diào)節(jié)容量的特性,改善了室內(nèi)的舒適性。
vrv空調(diào)系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)安裝方便、布置靈活多變、建筑空間小、使用方便、可靠性高、運(yùn)行費(fèi)用低、不需機(jī)房、無(wú)水系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。
1. VRV 空調(diào)系統(tǒng)的定義及控制原理
VRV空調(diào)系統(tǒng)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中,通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量,適時(shí)地滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。VRV空調(diào)系統(tǒng)需采用變頻壓縮機(jī)、多極壓縮機(jī)、卸載壓縮機(jī)或多臺(tái)壓縮機(jī)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)容量控制;在制冷系統(tǒng)中需設(shè)置電子膨脹閥或其它輔助回路,以調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi)機(jī)的制冷劑流量;通過(guò)控制室內(nèi)外換熱器的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速積,調(diào)節(jié)換熱器的能力。在變頻調(diào)速和電子膨脹閥技術(shù)逐漸成熟之后,VRV空調(diào)系統(tǒng)普遍采用變頻壓縮機(jī)和電子膨脹閥。
空調(diào)系統(tǒng)在環(huán)境溫度、室內(nèi)負(fù)荷不斷變化的條件下工作,而且系統(tǒng)各部件之間、系統(tǒng)環(huán)境與環(huán)境之間相互影響,因此VRV空調(diào)系統(tǒng)的狀態(tài)不斷變化,需通過(guò)其控制系統(tǒng)適時(shí)地調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的容量,消除其影響,是一種柔性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其工作原理是:由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù),根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則,通過(guò)變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)輸氣量,并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件,保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性,并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。
2. VRV 空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)
變頻VRV空調(diào)系統(tǒng)的相對(duì)于定速系統(tǒng)具有明顯的節(jié)能、舒適效果:
(1) VRV空調(diào)系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷,在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行,減少了因壓縮機(jī)頻繁啟停造成的能量損失;在制冷/制熱工況下,能效比COP隨頻率的降低而升高,由于壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作在低頻區(qū)域,故系統(tǒng)的季節(jié)能效比SEER相對(duì)于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)大大提高;采用壓縮機(jī)低頻啟動(dòng),降低了啟動(dòng)電流,電氣設(shè)備將大大節(jié)能,同時(shí)避免了對(duì)其它用電設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊。
(2) VRV空調(diào)系統(tǒng)具有能調(diào)節(jié)容量的特性,在系統(tǒng)初開(kāi)機(jī)時(shí)室溫與設(shè)定溫度相差很大,利用壓縮機(jī)高頻運(yùn)行的方式,使室溫快速地到達(dá)設(shè)定值,縮短室內(nèi)不舒適的時(shí)間;系統(tǒng)調(diào)節(jié)容量使室溫波動(dòng)很小,改善了室內(nèi)的舒適性;極少出現(xiàn)傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)在啟停壓縮機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲,且室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)普遍采用直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng),速度切換平滑,降低了室內(nèi)機(jī)的噪聲。由于VRV空調(diào)系統(tǒng)比冷水機(jī)組的蒸發(fā)溫度高3℃左右,其COP值約提高10%;結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,管徑細(xì),不需要設(shè)置水系統(tǒng)和水質(zhì)管理設(shè)備,故不需要專門的設(shè)備間和管道層,可較大程度地降低建筑物造價(jià),提高建筑面積的利用率;室內(nèi)機(jī)的多元化,可實(shí)現(xiàn)各個(gè)房間或區(qū)域的的獨(dú)立控制;而且熱回收VRV空調(diào)系統(tǒng),能在冬季和過(guò)渡季節(jié),向需要同時(shí)供冷和供熱的建筑物提供冷、熱源,將制冷系統(tǒng)的冷凝負(fù)荷和蒸發(fā)負(fù)荷同時(shí)利用,大大提高能源利用效率。因此,多元VRV空調(diào)系統(tǒng)將是今后中小型樓宇空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展主流之一 。
3. 多元變頻VRV 空調(diào)系統(tǒng)的工作原理
在傳統(tǒng)的冷庫(kù)、空調(diào)系統(tǒng)中,為適應(yīng)多用戶庫(kù)(室)風(fēng)負(fù)荷的變動(dòng),減小的啟動(dòng)電流,常采用卸載壓縮機(jī)或多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)的制冷系統(tǒng)。當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)時(shí),根據(jù)回氣壓力的高低,增減壓縮機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。多元VRV空調(diào)系統(tǒng)即是吸收了此思想,而發(fā)展起來(lái)的變制冷劑流量制冷系統(tǒng)。由于多元VRV空調(diào)系統(tǒng)存在有制冷流量分配控制和系統(tǒng)穩(wěn)定性控制問(wèn)題難以解決,在微電腦、電子膨脹閥、變頻技術(shù)以后才開(kāi)始重視其研究開(kāi)發(fā)工作。自1985年開(kāi)始發(fā)展至今,世界上主要是日本三菱、日立、大金、夏普、松下等少數(shù)幾家大企業(yè)擁有這項(xiàng)技術(shù)。,多元VRV空調(diào)系統(tǒng)主要有單冷型、熱泵型和熱回收型三種形式,將這三種型式與蓄熱(冷)系統(tǒng)、變風(fēng)量系統(tǒng)等結(jié)合,又?jǐn)U大了VRV空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
3.1 單冷或熱泵型多元VRV空調(diào)系統(tǒng)
表1示出了各種單冷和熱泵型多元VRV空調(diào)系統(tǒng)的原理圖。在典型的單冷(圖1)或熱泵(圖3)型多元VRV空調(diào)系統(tǒng)中,壓縮機(jī)通常采用一臺(tái)變頻壓縮機(jī),在大系統(tǒng)中,由一臺(tái)變頻壓縮機(jī)或多極壓縮機(jī)與多臺(tái)定速壓縮機(jī)構(gòu)成壓縮機(jī)組;在各室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)上,設(shè)置有供節(jié)流和流量調(diào)節(jié)的電子膨脹閥(有些系統(tǒng)在室外機(jī)上采用普通膨脹閥 );在系統(tǒng)的典型部位安放有溫度傳感器和壓力傳感器。在制冷工況下,室外機(jī)電子膨脹閥全開(kāi),通過(guò)室內(nèi)機(jī)電子膨脹閥節(jié)流降壓,控制室內(nèi)溫度和各室內(nèi)機(jī)熱交換器出口制冷劑的過(guò)熱度,由壓縮機(jī)頻率調(diào)節(jié)吸氣壓力;在制熱工況下,室外機(jī)電子膨脹閥,控制室外機(jī)熱交換器出口制冷劑的過(guò)熱度,室內(nèi)機(jī)電子膨脹閥控制室溫和室內(nèi)熱交換器出口的制冷劑過(guò)冷度,通過(guò)改變壓縮機(jī)頻率調(diào)節(jié)壓縮機(jī)排氣壓力。為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性和可*性,在一些系統(tǒng)中,增設(shè)了輔助回路。
1994年,三菱開(kāi)發(fā)出帶有內(nèi)部熱交換回路的變頻單冷型多元VRV空調(diào)系統(tǒng),由圖2可知,通過(guò)回?zé)峄芈?,?shí)現(xiàn)了制冷劑的有效移動(dòng),減少了系統(tǒng)的壓力損失,提高了系統(tǒng)的能交比。研究表明,經(jīng)回?zé)峄芈返牧髁繛閴嚎s機(jī)循環(huán)流量的2-22%時(shí),制冷量基本一致,能效比提高10%。同時(shí)由于采用了高壓制冷劑的飽和點(diǎn)控制,減少了系統(tǒng)中的制冷劑的充灌量。
面臨電力供應(yīng)的緊張局面,"移峰填谷"是急待解決的問(wèn)題,隨著峰谷電價(jià)的實(shí)施,蓄熱空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)始得到發(fā)展,從1995年開(kāi)始,開(kāi)始應(yīng)用于熱泵型VRV空調(diào)系統(tǒng)中[4,5]。蓄熱型VRV空調(diào)系統(tǒng)如圖4所示,由室外機(jī)、蓄熱槽和多個(gè)室內(nèi)機(jī)組成。室外機(jī)內(nèi)有變頻壓縮機(jī)、制冷劑泵和熱交換器;在蓄熱槽內(nèi)部裝有盤管換熱器和相變蓄熱材料。系統(tǒng)在制冷和制熱運(yùn)行時(shí),都各具有3種運(yùn)轉(zhuǎn)模式,即蓄冷(熱)運(yùn)行、蓄冷(熱)利用制冷(熱)運(yùn)行和壓縮機(jī)制冷(熱)運(yùn)行。在蓄冷(熱)運(yùn)行和壓縮機(jī)制冷(熱)運(yùn)行模式下,制冷劑泵停止運(yùn)行,系統(tǒng)的工作方式和普通蓄冷空調(diào)系統(tǒng)一致;在蓄冷利用制冷運(yùn)行模式下,制冷劑泵運(yùn)轉(zhuǎn),將一部分制冷劑壓縮,送入蓄冷槽盤管換熱器,制冷劑將熱量排至蓄冷材料(取冷)而冷凝,與在室外熱交換器內(nèi)冷凝后的制冷劑液體匯合,經(jīng)室內(nèi)機(jī)電子膨脹閥節(jié)流,送入室內(nèi)機(jī)進(jìn)行制冷;同理,在蓄熱利用制熱運(yùn)行模式下,制冷劑泵運(yùn)轉(zhuǎn),在蓄熱材料中取熱,送入室內(nèi)機(jī)。系統(tǒng)"移峰填谷"的機(jī)理是利用降低冷凝溫度或提高蒸發(fā)溫度,減小壓縮比,降低高峰電力的使用量。
3.2 熱回收型多元VRV空調(diào)系統(tǒng)
熱回收型VRV空調(diào)系統(tǒng)是于90年代初研制出,它不僅具有單冷和熱泵形系統(tǒng)的功能,同時(shí)由于冷凝負(fù)荷和蒸發(fā)負(fù)荷都被利用,所以大大改善了能源利用效率。對(duì)于同時(shí)需要供冷與供熱的建筑物增多的今天,具有極大的應(yīng)用前景,所以也就成為了當(dāng)前研究的重要課題之一。當(dāng)今的熱回收型VRV空調(diào)系統(tǒng)具有3管式和2管式兩種形式[6-12],參見(jiàn)表2。
(1) 3管式熱回收型多元VRV空調(diào)系統(tǒng)
3管式VRV空調(diào)系統(tǒng)如圖5所示,室外機(jī)由壓縮機(jī)、室外熱交換器和氣液分離器等構(gòu)成;室內(nèi)機(jī)由熱交換器、電磁三通閥及電子膨脹閥構(gòu)成。室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)之間由高壓氣體管、高壓液體管、低壓氣體管3根管道相連,故稱"3管式"系統(tǒng)。
空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)高壓氣體管將高溫高壓蒸氣引入用于供熱的室內(nèi)機(jī),制冷劑蒸氣在室內(nèi)機(jī)內(nèi)放熱冷凝,流入高壓液體管;制冷劑從高壓液體管進(jìn)入制冷運(yùn)行的室內(nèi)機(jī)中,蒸發(fā)吸熱,通過(guò)低壓氣體管返回壓縮機(jī)。室外熱交換器用于平衡各室內(nèi)機(jī)的冷熱負(fù)荷的緩沖設(shè)備,視室內(nèi)運(yùn)行模式起著冷凝器或蒸發(fā)器的作用。其功能取決于各室內(nèi)機(jī)的工作模式和負(fù)荷大小。
(2)2管式熱回收型多元VRV空調(diào)系統(tǒng)
2管式VRV空調(diào)系統(tǒng)如圖6所示,系統(tǒng)由室外機(jī)、分流控制器和室內(nèi)機(jī)組構(gòu)成。其中,室外機(jī)由壓縮機(jī)、熱交換器和氣液分離器等構(gòu)成;分流控制器由氣液分離器、3個(gè)電子膨脹閥、回?zé)崞鳌⒏叩蛪簹怏w轉(zhuǎn)換閥組等組件構(gòu)成,放置在離室內(nèi)機(jī)組較近的部位;室同機(jī)由電子膨脹閥和熱交換器構(gòu)成。室外機(jī)與分流控制器之間由高壓氣體管和低壓氣體管兩根管道相連,故稱"2管式"系統(tǒng)。
室外熱交換器用于平衡各室內(nèi)機(jī)的冷熱負(fù)荷,起著冷凝器或蒸發(fā)器的作用。在冷暖混合運(yùn)行模式下,控制室外熱交換器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,將部分高溫蒸氣引入分流控制器內(nèi),蒸氣和液體在氣液分離器中分離,蒸氣部分進(jìn)入室內(nèi)供熱,液體部分和在供熱室內(nèi)機(jī)中冷凝后的液體合流進(jìn)入供冷室內(nèi)機(jī)中,液態(tài)制冷劑蒸發(fā)吸熱后,經(jīng)回氣管返回壓縮機(jī)。
此外,將VRV空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)末端機(jī)通過(guò)送、回風(fēng)風(fēng)道與多個(gè)房間相連就構(gòu)成了與VRV結(jié)合的多元VRV空調(diào)系統(tǒng)。風(fēng)道的各個(gè)室內(nèi)末端裝置根據(jù)室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度的差值大小控制其風(fēng)量,末端機(jī)根據(jù)送風(fēng)道內(nèi)的靜壓控制總送風(fēng)量的大小,由末端機(jī)的過(guò)熱度控制相應(yīng)電子膨脹閥的開(kāi)度,壓縮機(jī)根據(jù)所有室內(nèi)機(jī)的負(fù)荷大小控制其轉(zhuǎn)速。這種系統(tǒng)的研究始于80年代中期,現(xiàn)以用于單冷和熱泵型VRV空調(diào)系統(tǒng)中。
4. 多元VRV空調(diào)系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)中尚需解決的問(wèn)題
多元VRV空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展至今,無(wú)論是在制冷系統(tǒng),還是在控制方法上都取得了很大的進(jìn)步,但仍存在以下幾方面的問(wèn)題,尚需進(jìn)一步深入研究。
(1)舒適性:有待于新的傳感器的開(kāi)發(fā)和現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用,以推進(jìn)智能空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展。
(2)穩(wěn)定性和節(jié)能性控制問(wèn)題:研究制冷系統(tǒng)的各調(diào)節(jié)部件對(duì)系統(tǒng)特性的影響規(guī)律,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)和節(jié)能控制。
(3)控制器的可移植性問(wèn)題:深入研究制冷系統(tǒng)的特性規(guī)律,研制出適合于大小系統(tǒng)兼容,熱泵型和熱回收型系統(tǒng)通用,移植性較強(qiáng)的控制器。
(4)系統(tǒng)綜合性能評(píng)價(jià)問(wèn)題:VRV空調(diào)系統(tǒng)特別是熱回收型系統(tǒng),由于各換熱器的功能和溫度條件不盡相同,如何評(píng)價(jià)系統(tǒng)的綜合性能,尚無(wú)合理和實(shí)有的方法。
(5)制冷劑替代問(wèn)題:由于VRV空調(diào)系統(tǒng)的管道接頭較多,增加了制冷劑泄漏的可能性,且系統(tǒng)的內(nèi)容積過(guò)大,增大了制冷劑充灌量,在HCFC控制計(jì)劃實(shí)施后,系統(tǒng)價(jià)格會(huì)大大上升。所以,減少制冷劑充灌量和減少泄漏是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)該重視的問(wèn)題,同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)HCFC22的替代工質(zhì)在VRV空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。
(1)VRV空調(diào)系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷,在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行,減少了因壓縮機(jī)頻繁啟停造成的能量損失;在制冷/制熱工況下,能效比COP隨頻率的降低而升高,由于壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作在低頻區(qū)域,故系統(tǒng)的季節(jié)能效比SEER相對(duì)于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)大大提高;采用壓縮機(jī)低頻啟動(dòng),降低了啟動(dòng)電流,電氣設(shè)備將大大節(jié)能,同時(shí)避免了對(duì)其它用電設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊。
(2)VRV空調(diào)系統(tǒng)具有能調(diào)節(jié)容量的特性,在系統(tǒng)初開(kāi)機(jī)時(shí)室溫與設(shè)定溫度相差很大,利用壓縮機(jī)高頻運(yùn)行的方式,使室溫快速地到達(dá)設(shè)定值,縮短室內(nèi)不舒適的時(shí)間;系統(tǒng)調(diào)節(jié)容量使室溫波動(dòng)很小,改善了室內(nèi)的舒適性;極少出現(xiàn)傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)在啟停壓縮機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲,且室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)普遍采用直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng),速度切換平滑,降低了室內(nèi)機(jī)的噪聲。由于VRV空調(diào)系統(tǒng)比冷水機(jī)組的蒸發(fā)溫度高3℃左右,其COP值約提高10%;結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,管徑細(xì),不需要設(shè)置水系統(tǒng)和水質(zhì)管理設(shè)備,故不需要專門的設(shè)備間和管道層,可較大程度地降低建筑物造價(jià),提高建筑面積的利用率;室內(nèi)機(jī)的多元化,可實(shí)現(xiàn)各個(gè)房間或區(qū)域的的獨(dú)立控制;而且熱回收VRV空調(diào)系統(tǒng),能在冬季和過(guò)渡季節(jié),向需要同時(shí)供冷和供熱的建筑物提供冷、熱源,將制冷系統(tǒng)的冷凝負(fù)荷和蒸發(fā)負(fù)荷同時(shí)利用,大大提高能源利用效率。因此,多元VRV空調(diào)系統(tǒng)將是今后中小型樓宇空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展主流之一。