VRV空调系统

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VRV(Variable Refrigerant Volume)空调系统——变制冷剂流量多联式空调系统(简称多联机),通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量,适时满足室内冷、热负荷要求的直接蒸发式制冷系统。该系统由日本大金工业株式会社于1982年开发上市,“VRV”也成为大金变冷媒流量多联系统的注册商标,因此,现业界也用“VRF”(Variable Refrigerant Flow)一词对同类系统加以区分。
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 大金是集空调、冷媒及压缩机的研发、生产、销售与服务为一体的跨国型制造企业。针对中国住宅市场用户的实际需求,大金推出了能够调节温度、湿度、气流和洁净度四维一体的大金全效家用中央空调,赋予了空调全新的定义,带来“New Life Style”的空调新文化。
中文名
VRV空调系统
外文名
Variable Refrigerant Volume
定    义
变冷媒流量多联系统
开发上市
1982年

VRV空调系统系统介绍

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VRV系统由室外机、室内机和冷媒配管三部分组成。一台室外机通过冷媒配管连接到多台室内机,根据室内机电脑板反馈的信号,控制其向内机输送的制冷剂流量和状态,从而实现不同空间的冷热输出要求。
VRV系统具有节能、舒适、运转平稳等诸多优点,而且各房间可独立调节,能满足不同房间不同空调负荷的需求。但该系统对管材材质、制造工艺、现场焊接等方面要求非常高,且其初投资比较高。其控制系统由厂家进行集成,因此无需进行后期开发,多数厂家更在其产品基础上推出了多种功能齐全的智能控制系统,如大金的i-Manager系统,用于大型楼宇的集中管理,相对传统中央空调,其集控的设计、施工、使用更加便利,功能也更人性化。
VRV虽然名为“变冷媒流量”,但其运行原理不仅止于对冷媒流量的控制。现今的VRV系统对输出容量的调节主要依赖于两方面:一是改变压缩机工作状态,从而调节制冷剂的温度和压力,以此为依据又可分为变频系统和数码涡旋系统二种;二是通过室内、外机处的电子膨胀阀调节,改变送入末端(室内机)的冷媒流量和状态,从而实现不同的末端输出。相对于传统冷水机组,该系统自成体系,基本无需后期的复杂设计,运行管理也极为便利,可算是空调中的“傻瓜机”。基于以上原理,该系统在应对大楼的加班运行时,灵活节能的特点尤其突出,因此在办公建筑中应用相当广泛。
自从大金公司80年代发明了VRV系统之后,很多极其注意空间利用的商铺都选择这种算不上真正中央空调的新系统。由于VRV系统只是输送制冷剂到每个房间的分机,所以不需要设计独立的风道(新风系统另外安排风道), 做到了设备的小型化和安静化。给建筑设计单位、安装公司以及业主都提供了便捷、舒适和经济的完美选择。近年来,大金更是不断完善VRV技术,积极开发多种形式的室内末端,并克服了VRV系统与集中式中央空调相比最大的缺点----增加了独立设计协同控制的新风系统,形成了空调—新风—智能控制为一体的全方位产品体系。

VRV空调系统原理特点

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VRV 空调系统是在电力空调系统中,通过控制压缩机的制冷剂循环和进入室内换热器的制冷剂流量,适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。其工作原理是:由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数,根据系统运行优化准则和人体舒适性准则,通过变频等手段调节压缩机输气量,并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等一切可控部件,保证室内环境的舒适性,并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。
VRV 空调系统具有明显的节能、舒适效果,该系统依据室内负荷,在不同转速下连续运行,减少了因压缩机频繁启停造成的能量损失;采用压缩机低频启动,降低了启动电流,电气设备将大大节能,同时避免了对其它用电设备和电网的冲击;具有能调节容量的特性,改善了室内的舒适性。
VRV 空调系统具有设计安装方便、布置灵活多变、建筑空间小、使用方便、可靠性高、运行费用低、不需机房、无水系统等优点。

VRV空调系统注意事项

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新风问题
空调系统中,新风量是一个很重要的技术参数,也是达到室内卫生标准的保证。目前常用的新风处理方式有:
(1)、使用专用的新风机,其室内机按新风工况设计,排管数通常为6 排或者8 排,风压也较高,然而价格很高,一般工程中较少采用;
(2)用全热交换器处理新风。这种方式特别适合有排风要求的场合,如餐饮娱乐、会议室等。将室外新风经过全热交换器与室内排风进行热湿交换后送入室内,可以大大降低新风负荷,非常节能。然而,在工程设计需要注意新风口和排风口的布置一定要合理,尤其是有污染的场所,更要考虑新风和排风的交叉污染问题,在国内使用时,由于大多数城市空气质量较差,积灰严重,过滤器易堵塞,要经常清洗过滤器
(3)用风机箱将新风送至各个室内机,新风负荷由各个室内机负担。该方式系统简单,设计时风机箱也根据系统要求很容易选到合适的风压。过渡季节还可以作为通风换气机使用。但是未经过处理的新风直接接入室内机时,与新风单独处理的系统相比,室内机型号加大,噪音也增大,而且在室外空气湿度较大时,室内机可能会产生结露现象。
由此可以看出对于VRV 空调系统最棘手的新风问题,通常情况下都推荐采用第三种处理方式,经济合理,简单适用。而在有排风要求的场合,则优先考虑第二种方式。
VRV 空调系统规格
(1)最大室外机连接数为4 台;
(2)最大室外机组合容量为72HP:
(3)最大室内机连接数为96台;
(4)室内机与室外机的容量比为50%~130%:
(5)第一分歧到最远室内机配管长度150米;
(6)室内外机最大高度差当室外机在上时为90 米,当室外机在下时为90米;
(7)最大总配管长度为1000米。
室内机选择问题
一个工程中在某些部位室内选用不恰当,如:
1.某工程在较窄小的电梯厅选用了嵌入式四面送风的室内机;
2.某工程在吊顶下面安装吊式明装的室内机,不妥,应选用嵌入式双面或四面送风的室内机:
3.某工程某个面积很大的厅,选用数台四面送风的室内机,实际选用暗装风管式的室内机不但可节省初投资,还可以更灵活配合内装修布置送风口达到使用目的。
建议:1.房间有吊顶,而且平面成长窄形时采用半明装四面送风室内机。
2.有吊顶且平面成正方形或空间较大时采用半明装四面送风室内机,当平面空间较大时,为了节省造价或更灵活的配合内装修也可选用暗装接管式室内机。
3.房间无吊顶时,根据其平面形状、大小灵活的采用明装吊式、明装肇式和明装落地式室内机。
室外机耗电量问题
VRV 空调产品样本中提供的压缩机输出功率不能当作压缩机的耗电量,两者之间存在着电机的效率,一般为0.8。
室内外机的匹配
实际工程中,尤其是中小型工程,同一层平面中有多种使用功能房间,其使用时间也不同,而且面积也较小(如:小会议室、接待室、包间、小餐厅等),要实现空调系统的划分就比较困难,即使能做成系统也十分复杂。如果采用VRV 空调系统以上问题就简单了,而且充分的体现出它既能灵活布置,又能节省平常运行费用的特点。既然把不同功能和不同使用时间的房间合在同一个空调系统中,那么,就存在室内合理匹配问题,这就需要考虑同时使用系数的问题,同时使用系数多少视具体情况而定,但是室内机和室外机的容量比既不能低于50%,也不能超过130%。
室外机的布置问题
室外机的布置应满足下述要求:进风通畅不干扰,排风顺畅不回流。只有做好这些才能保证室外机的产冷量(热量)。室外机布置在屋顶、阳台和地面上,前面两种做法居多,两者都有优缺点:
室外机布置在层顶时,优点:屋顶较空旷,排风顺畅,热空气很快的散发到高空去。缺点:进风曲折,当众多室外机布置在同一屋顶时,进风曲折且干扰多。室外机布置在阳台上时优点:进风顺畅。缺点:排风不畅,存在回流现象,当数台垂直布置时,容易形成下面室外机的排风被上面室外机吸入作为进风,影响机组产冷量(热量)。
凝结水管的安装
VRV 空调部分室内机自带凝结水排升泵,这给设计带来极大的方便。实际上工程中凝结水管的长度应尽量短,并要有0.01 的坡度,以免形成管内气阻,排水不畅。如果凝结水管坡管不够时,可制一个排水升程管。升程管的高度应小于各种型号凝结水排升高度的规定值。升程管距管室内机应小于300mm。
制冷剂的问题
由于VRV 空调系统的管道接头较多,增加了制冷剂泄漏的可能性,且系统的内容积过大,增大了制冷剂充灌量,因此空调机安装的房间要求设计成:在出现制冷剂泄漏时,其浓度不会超过极限值。以制冷剂R410A 为例,它没有毒性和易燃性,但是当浓度上升时却存在窒息危险。其极限浓度计算方法是:制冷剂总量(千克)/安装室内机房间的最小容积(立方米)≤浓度极限(千克/立方米)用于一拖多的制冷剂的浓度极限为0.3 千克/立方米。浓度可能超过极限值的房间,与相邻房间要有开口,或者安装跟气体泄漏探测装置连锁的机械通风设备。

VRV空调系统系统应用

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应用于中小办公中
某楼第十层有一处办公室,面积为四百平方米,室内有近两百人办公。因为办公人员集中在一处大办公室,需要考虑到空气的品质,必须要能补充新风,根据暖通空调节能中相关规定,设置独立新风或者排风系统的时候,应该要考虑到排风的热回收。我们可以设计使用VRV空调系统加设两台全热交换机的提供新风的空调方式,在向室内补充新风时,同时利用房间内排风的冷量预冷新风,这样最高可以回收冷量的百分之七十。它相对于传统的风机补充新风的空调系统,VRV空调系统可以提高能源的利用率,减少能量不必要的浪费。
应用于整个工程中
某建筑大厦,建筑面积为五万平方米,按照相关要求,一年当中需要制冷的时间为五月至十一月,每天平均需要运行七个小时,每个月至少有二十天要使用,其中制热的运行时间为十二月份至来年四月份,同样每天需运行七个小时,每月二十天。一年运行的时间为一千六百八十个小时,一年空调制冷制热的总容量近九百八十万千瓦每小时。在工程过程中选择空调时,我们对VRV空调系统、水冷螺杆式冷水机组外加锅炉的空调系统以及风冷制冷方式的空调系统作了比较,在相同的条件下,传递的冷量或者热量一致,后两种空调系统损耗的能量比较大,VRV空调系统的节能效果远远高于了其它两种空调系统。

VRV空调系统局限性

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传统VRV系统将制冷剂通过铜管送到空调空间各个地方,制冷冷媒用量巨大,所有服役制冷机器的制冷剂最终都是要排放到空气中,当今普遍使用的制冷剂,即使环保冷媒,也存在着较高的温室气体效应,这种制冷剂用量巨大的系统实际上在环保上存在先天的缺陷。
传统VRV系统不但存在制冷冷媒用量巨大的问题,而且制冷剂在制冷空间(多数在吊顶里面,还有穿越墙体的管道)泄露不易检测,难以维修,初始安装也极其不便。
由于VRV大量采用旁通换热器来分区供冷(热),系统在运行工况下,参与循环的制冷剂充液量具有不可预测性,从而系统需要较大的气液分离和储液器来调节,这些容器中常常驻留冷冻油,使得在一些工况下,如果没有油分, 压缩机回油困难,压缩机可靠性下降.
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