VRV空調系統

VRV空調系統

變制冷劑流量多聯式空調系統
VRV(Variable Refrigerant Volume)空調系統——變制冷劑流量多聯式空調系統(簡稱多聯機),通過控制壓縮機的制冷劑循環量和進入室内換熱器的制冷劑流量,适時滿足室内冷、熱負荷要求的直接蒸發式制冷系統。該系統由日本大金工業株式會社于1982年開發上市,“VRV”也成為大金變冷媒流量多聯系統的注冊商标,因此,現業界也用“VRF”(Variable Refrigerant Flow)一詞對同類系統加以區分。
    中文名:VRV空調系統 外文名:Variable Refrigerant Volume 所屬品牌: 定義:變冷媒流量多聯系統 開發上市:1982年

系統簡述

VRV(Variable Refrigerant Volume)系統——變冷媒流量多聯系統,即控制冷媒流通量并通過冷媒的直接蒸發或直接凝縮來實現制冷或制熱的空調系統。該系統由日本大金工業株式會社于1982年開發上市,“VRV”也成為大金變冷媒流量多聯系統的注冊商标,因此,現業界也用“VRF”一詞對同類系統加以區分。VRV系統由室外機、室内機和冷媒配管三部分組成。一台室外機通過冷媒配管連接到多台室内機,根據室内機電腦闆反饋的信号,控制其向内機輸送的制冷劑流量和狀态,從而實現不同空間的冷熱輸出要求。VRV系統具有節能、舒适、運轉平穩等諸多優點,而且各房間可獨立調節,能滿足不同房間不同空調負荷的需求。但該系統對管材材質、制造工藝、現場焊接等方面要求非常高,且其初投資比較高。

其控制系統由廠家進行集成,因此無需進行後期開發,多數廠家更在其産品基礎上推出了多種功能齊全的智能控制系統,如大金的i-Manager系統,用于大型樓宇的集中管理,相對傳統中央空調,其集控的設計、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”,但其運行原理不僅止于對冷媒流量的控制。現今的VRV系統對輸出容量的調節主要依賴于兩方面:一是改變壓縮機工作狀态,從而調節制冷劑的溫度和壓力,以此為依據又可分為變頻系統和數碼渦旋系統二種;二是通過室内、外機處的電子膨脹閥調節,改變送入末端(室内機)的冷媒流量和狀态,從而實現不同的末端輸出。相對于傳統冷水機組,該系統自成體系,基本無需後期的複雜設計,運行管理也極為便利,可算是空調中的“傻瓜機”。

基于以上原理,該系統在應對大樓的加班運行時,靈活節能的特點尤其突出,因此在辦公建築中應用相當廣泛。自從大金公司80年代發明了VRV系統之後,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的新系統。由于VRV系統隻是輸送制冷劑到每個房間的分機,所以不需要設計獨立的風道(新風系統另外安排風道),做到了設備的小型化和安靜化。給建築設計單位、安裝公司以及業主都提供了便捷、舒适和經濟的完美選擇。近年來,大金更是不斷完善VRV技術,積極開發多種形式的室内末端,并克服了VRV系統與集中式中央空調相比最大的缺點----增加了獨立設計協同控制的新風系統,形成了空調—新風—智能控制為一體的全方位産品體系。

原理特點

VRV空調系統是在電力空調系統中,通過控制壓縮機的制冷劑循環和進入室内換熱器的制冷劑流量,适時地滿足室内冷熱負荷要求的高效率制冷劑空調系統。其工作原理是:由控制系統采集室内舒适性參數、室外環境參數和表征制冷系統運行狀況的狀态參數,根據系統運行優化準則和人體舒适性準則,通過變頻等手段調節壓縮機輸氣量,并控制空調系統的風扇、電子膨脹閥等一切可控部件,保證室内環境的舒适性,并使空調系統穩定工作在最佳工作狀态。

VRV空調系統具有明顯的的節能、舒适效果,該系統依據室内負荷,在不同轉速下連續運行,減少了因壓縮機頻繁啟停造成的能量損失;采用壓縮機低頻啟動,降低了啟動電流,電氣設備将大大節能,同時避免了對其它用電設備和電網的沖擊;具有能調節容量的特性,改善了室内的舒适性。

VRV空調系統具有設計安裝方便、布置靈活多變、建築空間小、使用方便、可靠性高、運行費用低、不需機房、無水系統等優點。

注意問題

1新風問題

空調系統中,新風量是一個很重要的技術參數,也是達到室内衛生标準的保證。目前常用的新風處理方式有:(1)、使用專用的新風機,其室内機按新風工況設計,排管數通常為6排或者8排,風壓也較高,然而價格很高,一般工程中較少采用;(2)用全熱交換器處理新風。這種方式特别适合有排風要求的場合,如餐飲娛樂、會議室等。将室外新風經過全熱交換器與室内排風進行熱濕交換後送入室内,可以大大降低新風負荷,非常節能。然而,在工程設計需要注意新風口和排風口的布置一定要合理,尤其是有污染的場所,更要考慮新風和排風的交叉污染問題,在國内使用時,由于大多數城市空氣質量較差,積灰嚴重,過濾器易堵塞,要經常清洗過濾器。

(3)用風機箱将新風送至各個室内機,新風負荷由各個室内機負擔。該方式系統簡單,設計時風機箱也根據系統要求很容易選到合适的風壓。過渡季節還可以作為通風換氣機使用。但是未經過處理的新風直接接入室内機時,與新風單獨處理的系統相比,室内機型号加大,噪音也增大,而且在室外空氣濕度較大時,室内機可能會産生結露現象。由此可以看出對于VRV空調系統最棘手的新風問題,通常情況下都推薦采用第三種處理方式,經濟合理,簡單适用。而在有排風要求的場合,則優先考慮第二種方式。

2VRV空調系統規格

(1)最大室外機連接數為4台;(2)最大室外機組合容量為64HP:(3)最大室内機連接數為96台;(4)室内機與室外機的容量比為50%~130%:(5)第一分歧到最遠室内機配管長度150米;(6)室内外機最大高度差當室外機在上時為90米,當室外機在下時為90米;(7)最大總配管長度為1000米。

3室内機選擇問題

一個工程中在某些部位室内選用不恰當,如:1.某工程在較窄小的電梯廳選用了嵌入式四面送風的室内機;2.某工程在吊頂下面安裝吊式明裝的室内機,不妥,應選用嵌入式雙面或四面送風的室内機:3.某工程某個面積很大的廳,選用數台四面送風的室内機,實際選用暗裝風管式的室内機不但可節省初投資,還可以更靈活配合内裝修布置送風口達到使用目的。建議:1.房間有吊頂,而且平面成長窄形時采用半明裝四面送風室内機。2.有吊項且平面成止方形或空間較大時采用半明裝四面送風室内機,當平面空間較大時,為了節省造價或更靈活的配合内裝修也可選用暗裝接管式室内機。3.房間無吊頂時,根據其平面形狀、大小靈活的采用明裝吊式、明裝肇式和明裝落地式室内機。

4室外機耗電量問題

VRV空調産品樣本中提供的壓縮機輸出功率不能當作壓縮機的耗電量,兩者之間存在着電機的效率,一般為0.8。

5室内外機的匹配

實際工程中,尤其是中小型工程,同一層平面中有多種使用功能房間,其使用時間也不同,而且面積也較小(如:小會議室、接待室、包間、小餐廳等),要實現空調系統的劃分就比較困難,即使能做成系統也十分複雜。如果采用VRV空調系統以上問題就簡單了,而且充分的體現出它既能靈活布置,又能節省平常運行費用的特點。既然把不同功能和不同使用時間的房間合在同一個空調系統中,那麼,就存在室内合理匹配問題,這就需要考慮同時使用系數的問題,同時使用系數多少視具體情況而定,但是室内機和室外機的容量比既不能低于50%,也不能超過130%。

6室外機的布置問題

室外機的布置應滿足下述要求:進風通暢不幹擾,排風順暢不回流。隻有做好這些才能保證室外機的産冷量(熱量)。室外機布置在屋頂、陽台和地面上,前面兩種做法居多,兩者都有優缺點:室外機布置在層頂時,優點:屋頂較空曠,排風順暢,熱空氣很快的散發到高空去。缺點:進風曲折,當衆多室外機布置在同一屋頂時,進風曲折且幹擾多。室外機布置在陽台上時優點:進風順暢。缺點:排風不暢,存在回流現象,當數台垂直布置時,容易形成下面室外機的排風被上面室外機吸入作為進風,影響機組産冷量(熱量)。

7凝結水管的安裝

VRV空調部分室内機自帶凝結水排升泵,這給設計帶來極大的方便。實際上工程中凝結水管的長度應盡量短,并要有0.01的坡度,以免形成管内氣阻,排水不暢。如果凝結水管坡管不夠時,可制一個排水升程管。升程管的高度應小于各種型号凝結水排升高度的規定值。升程管距管室内機應小300mm。

8制冷劑的問題

由于VRV空調系統的管道接頭較多,增加了制冷劑洩漏的可能性,且系統的内容積過大,增大了制冷劑充灌量,因此空調機安裝的房間要求設計成:在出現制冷劑洩漏時,其濃度不會超過極限值。以制冷劑R410A為例,它沒有毒性和易燃性,但是當濃度上升時卻存在窒息危險。其極限濃度計算方法是:制冷劑總量(千克)/安裝室内機房間的最小容積(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。濃度可能超過極限值的房間,與相鄰房間要有開口,或者安裝跟氣體洩漏探測裝置連鎖的機械通風設備。

空調應用

1應用于中小辦公中

某樓第十層有一處辦公室,面積為四百平方米,室内有近兩百人辦公。因為辦公人員集中在一處大辦公室,需要考慮到空氣的品質,必須要能補充新風,根據暖通空調節能中相關規定,設置獨立新風或者排風系統的時候,應該要考慮到排風的熱回收。我們可以設計使用VRV空調系統加設兩台全熱交換機的提供新風的空調方式,在向室内補充新風時,同時利用房間内排風的冷量預冷新風,這樣最高可以回收冷量的百分之七十。它相對于傳統的風機補充新風的空調系統,VRV空調系統可以提高能源的利用率,減少能量不必要的浪費。

2應用于整個工程中

某建築大廈,建築面積為五萬平方米,按照相關要求,一年當中需要制冷的時間為五月至十一月,每天平均需要運行七個小時,每個月至少有二十天要使用,其中制熱的運行時間為十二月份至來年四月份,同樣每天需運行七個小時,每月二十天。一年運行的時間為一千六百八十個小時,一年空調制冷制熱的總容量近九百八十百萬千瓦每小時。在工程過程中選擇空調時,我們對VRV空調系統、水冷螺杆式冷水機組外加鍋爐的空調系統以及風冷制冷方式的空調系統作了比較,在相同的條件下,傳遞的冷量或者熱量一緻,後兩種空調系統損耗的能量比較大,VRV空調系統的節能效果遠遠高于了其它兩種空調系統。

局限性

傳統VRV系統将制冷劑通過銅管送到空調空間各個地方,制冷冷媒用量巨大,所有服役制冷機器的制冷劑最終都是要排放到空氣中,當今普遍使用的制冷劑,即使環保冷媒,也存在着較高的溫室氣體效應,這種制冷劑用量巨大的系統實際上在環保上存在先天的缺陷。傳統VRV系統不但存在制冷冷媒用量巨大的問題,而且制冷劑在制冷空間(多數在吊頂裡面,還有穿越牆體的管道)洩露不易檢測,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分區供冷(熱),系統在運行工況下,參與循環的制冷劑充液量具有不可預測性,從而系統需要較大的氣液分離和儲液器來調節,這些容器中常常駐留冷凍油,使得在一些工況下,如果沒有油分,壓縮機回油困難,壓縮機可靠性下降.

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