VRV中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用分析

楊涌

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的居民生活水平也在不斷地得到提高，空調(diào)也在迅速的普及，使人民在夏日擺脫高溫的煩惱。而在所有的空調(diào)之中，VRV中央空調(diào)的功能更為廣泛，應(yīng)用性更高。作為一款制冷的系統(tǒng)，VRV中央空調(diào)系統(tǒng)是非常優(yōu)秀的。

關(guān)鍵詞：VRV中央空調(diào)系統(tǒng)；設(shè)計；應(yīng)用分析

前 言

VRV中央空調(diào)系統(tǒng)作為我國空調(diào)系統(tǒng)中非常優(yōu)秀的一個，相對于普通的空調(diào)系統(tǒng)，其有占地面積小，工作穩(wěn)定等優(yōu)勢。本文就主要對VRV中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用分析展開討論。

1 VRV空調(diào)系統(tǒng)的原理

VRV空調(diào)系統(tǒng)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中，通過控制壓縮機(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中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)配管原則

系統(tǒng)最大總管長能達(dá)到1000m左右，最大單管長能達(dá)到175m。當(dāng)室外機(jī)安裝位置低于室內(nèi)機(jī)的時候二者高差能達(dá)到90m，而當(dāng)室內(nèi)機(jī)安裝位置低于室外機(jī)的時候二者高差能達(dá)到50m。第一個分支到室內(nèi)機(jī)最大距離能達(dá)到40m，內(nèi)機(jī)之間的最大高差能達(dá)到15m。在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)該注意這些長度問題。

2.2 冷量的衰減

通常VRV空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)之間是通過冷媒管連接，制冷劑管路的長度與室內(nèi)外機(jī)組的高差影響著空調(diào)系統(tǒng)的冷量衰減。

在系統(tǒng)設(shè)計時要盡量使一個系統(tǒng)的室內(nèi)外機(jī)之間的距離最短，高差最小，對高差大、管路長的系統(tǒng)要適當(dāng)增加機(jī)組的容量，配比盡量為1：1，這樣才能保證空調(diào)使用的效果。

2.3 VRV空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)

（1）將VRV空調(diào)系統(tǒng)的普通室內(nèi)機(jī)作為新風(fēng)機(jī)來處理新風(fēng)。此種方法由于系統(tǒng)較簡單，在工程中運(yùn)用較多。由于VRV空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)機(jī)盤管是根據(jù)空調(diào)回風(fēng)狀態(tài)設(shè)計的，而不是按新風(fēng)狀態(tài)設(shè)計的，所以一方面室內(nèi)機(jī)不能將新風(fēng)處理到室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)，部分新風(fēng)負(fù)荷需要由室內(nèi)機(jī)負(fù)擔(dān)，另一方面在室外溫度較高時，會使室外機(jī)長時間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)過流保護(hù)。

（2）采用全熱交換機(jī)作為新風(fēng)機(jī)。使用全熱交換機(jī)在向房間補(bǔ)充新風(fēng)的同時，利用室內(nèi)排風(fēng)的冷量來預(yù)冷新風(fēng)，回收冷量的效率為60～70%，可節(jié)能28%。此種方法是VRV空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)的較好方案，在實(shí)際工程應(yīng)用中，大空間空調(diào)系統(tǒng)采用全熱交換機(jī)時，新風(fēng)和排風(fēng)管道易于設(shè)置，而在走廊式小開間辦公樓、賓館等場所，同時設(shè)置新風(fēng)管和排風(fēng)管就較為困難，這時可結(jié)合工程的具體情況，將排風(fēng)系統(tǒng)集中設(shè)置。另外使用全熱交換機(jī)時還要注意其噪聲帶來的影響。

（3）采用VRV制造廠家提供的新風(fēng)專用機(jī)。這類新風(fēng)機(jī)通常是按新風(fēng)狀態(tài)設(shè)計，加大了機(jī)組盤管的排數(shù)，可將新風(fēng)處理到室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)。但此種方法工程造價較高，影響在工程中的應(yīng)用，另一方面，在室外溫度較高時，壓縮機(jī)長時間不間斷運(yùn)行，會影響機(jī)組的壽命。

（4）設(shè)置風(fēng)冷熱泵機(jī)組為新風(fēng)系統(tǒng)提供冷熱源。此種方法是將新風(fēng)系統(tǒng)與VRV系統(tǒng)分開，新風(fēng)系統(tǒng)用冷熱水系統(tǒng)，這樣就確保了新風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量和冷量。在較大的工程特別是帶有公共部分的裙房工程較為合理，這類工程主樓設(shè)置VRV空調(diào)系統(tǒng)，裙房空調(diào)及主樓新風(fēng)系統(tǒng)的冷熱源由風(fēng)冷熱泵機(jī)組提供，這樣也降低了工程造價。但此種方法采用了兩種空調(diào)系統(tǒng)，在運(yùn)行管理上較為繁瑣，沒有充分體現(xiàn)VRV空調(diào)系統(tǒng)靈活、節(jié)能的特點(diǎn)。

3 VRV空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 采用先進(jìn)的壓縮機(jī)技術(shù)

VRV空調(diào)系統(tǒng)采用了高效密封性渦旋式壓縮機(jī)，具有零件少、節(jié)能效果好的優(yōu)點(diǎn)。渦旋式壓縮機(jī)主要由渦旋型定盤、動盤、撥動盤、主軸電機(jī)等部件組成。將帶有渦旋形葉片的固定渦盤和具有相同形狀的作公轉(zhuǎn)的擺動渦盤相嚙合，以相位差180°的2個渦旋形葉片組合成一些封閉空間。

靜盤與機(jī)殼固定，動盤由1個偏心距很小的偏心軸帶動，繞固定渦盤的渦旋中心以一定半徑作公轉(zhuǎn)運(yùn)動，每轉(zhuǎn)一個角度，月牙形容積被壓縮，不斷旋轉(zhuǎn)，使月牙形容積不斷被壓縮。最后壓縮氣體從中心排出。介質(zhì)的壓力從外圓向圓心處逐漸增大，這種壓縮過程同時繼續(xù)平穩(wěn)進(jìn)行，由于氣體進(jìn)口和出口處沒有吸氣閥和排氣閥，不存在余隙容積，容積效率很高。多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)采用多臺高效壓縮機(jī)組成，直流變頻空調(diào)采用了高壓腔高速渦旋式制冷壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)沒有吸氣閥和排氣閥，結(jié)構(gòu)簡單，低溫啟動時預(yù)熱冷凍油，冷媒直接壓縮，能夠有效利用壓縮腔容量，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小，系統(tǒng)可以吸收少量濕蒸汽，適用于熱閥式空調(diào)。

3.2 以制冷劑作為傳熱介質(zhì)

VRV空調(diào)系統(tǒng)采用制冷劑作為熱介質(zhì)，其傳送熱量為水的10倍、空氣的20倍，同時系統(tǒng)不需要風(fēng)管和水管等體積龐大的裝置，這樣可以有效地減小輸送能耗和冷媒輸送過程中的能量損失。

當(dāng)輸送116kW的相同熱量時，如以制冷劑作為介質(zhì)需要的系統(tǒng)損耗為室內(nèi)機(jī)能耗的2.5kW，是以水和空氣氣為介質(zhì)所需能耗的53.27%和33.3%。采用制冷劑不用像傳統(tǒng)的中央空調(diào)將冷量傳給水，由冷水傳遞給室內(nèi)空氣，而是直接蒸發(fā)冷卻，減少了能量傳遞的環(huán)節(jié)，即減少了一項(xiàng)傳熱熱阻，這樣可以有效地減少空調(diào)系統(tǒng)的能量損耗。

3.3 采用變頻和智能控制技術(shù)

目前，VRV空調(diào)系統(tǒng)主要采用變頻壓縮機(jī)和電子膨脹閥，其中變頻技術(shù)可以在15～100%的范圍內(nèi)對空調(diào)系統(tǒng)的容量進(jìn)行控制，從而按照室內(nèi)負(fù)荷變化進(jìn)行系統(tǒng)的控制，滿足不同負(fù)荷的調(diào)節(jié)要求。通過變頻技術(shù)可以使空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行，這樣可以減少傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)中由于啟?？刂七\(yùn)行方式造成的能量損失。通常情況下，室外機(jī)組由多個壓縮機(jī)組成，在負(fù)荷較低時啟動，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷增加到一定程度時，其他壓縮機(jī)陸續(xù)啟動，從而達(dá)到調(diào)節(jié)室外機(jī)的供冷能力。與此同時，由于采用了壓縮機(jī)低頻啟動，可以降低啟動電流，這樣空調(diào)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，同時減小對其他用電設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊。

VRV空調(diào)系統(tǒng)中采用了多個電子膨脹閥，這樣可以實(shí)時根據(jù)室內(nèi)機(jī)負(fù)荷變化情況對冷媒供應(yīng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。電子膨脹閥與變頻技術(shù)相結(jié)合，可以使壓縮機(jī)的排量根據(jù)負(fù)荷情況作出相應(yīng)變化，實(shí)現(xiàn)很好的節(jié)能效果。

在熱回收VRV空調(diào)系統(tǒng)中，當(dāng)一部分室內(nèi)機(jī)進(jìn)行制冷時，另一部分室內(nèi)機(jī)可以供熱運(yùn)行，這樣可以在進(jìn)入過渡季節(jié)時，對需要同時供冷和供熱的用戶提供冷、熱源，將冷凝負(fù)荷和蒸發(fā)負(fù)荷同時利用，實(shí)現(xiàn)內(nèi)區(qū)供冷，外區(qū)供熱，將內(nèi)區(qū)的熱量傳遞給外區(qū)，實(shí)現(xiàn)能源的充分利用，提高能源的利用率，滿足不同區(qū)域?qū)照{(diào)制冷的要求。

4 結(jié)束語

VRV中央空調(diào)系統(tǒng)給人帶來舒適的感覺，穩(wěn)定性高，節(jié)能環(huán)保，因此深受群眾歡迎。為了以后空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展，VRV中央空調(diào)系統(tǒng)仍有較長的一段路要走。

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