VRV空調(diào)系統(tǒng)的特點和設(shè)計試驗方法

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　簡介： 本文針對VRV空調(diào)系統(tǒng)，分析各系統(tǒng)部件的工作特點，并在此基礎(chǔ)上對其室內(nèi)機、室外機的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點和試驗方法進行研究探討，為VRV空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計研究人員、相關(guān)的試驗方法以及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供參考。

　　關(guān)鍵字：VRV 家用中央空調(diào) 設(shè)備特點

　　1、引言

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)是家用中央空調(diào)的主要機型之一，具有系統(tǒng)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能、舒適等優(yōu)點，各房間獨立調(diào)節(jié)、運行，能滿足不同房間不同空調(diào)負荷的要求。自20世紀(jì)80年代誕生以來，在日本和國內(nèi)市場上獲得了廣泛的重視和應(yīng)用，眾多公司都開發(fā)了類似的空調(diào)系統(tǒng)。VRV空調(diào)系統(tǒng)也由單室外機、單室內(nèi)機的結(jié)構(gòu)逐步向多室內(nèi)機甚至多室外機系統(tǒng)發(fā)展。室外機壓縮機容量可變，有單臺變?nèi)萘?（如雙速、變轉(zhuǎn)速及其他變?nèi)菁夹g(shù)）壓縮機和兩臺或兩臺以上定容量壓縮機與變?nèi)萘繅嚎s機的組合等多種型式。在使用功能上有單冷型、熱泵型、熱回收型以及蓄能型、新風(fēng)機組等。顯然，VRV空調(diào)系統(tǒng)在功能上室外機、室內(nèi)機乃至控制系統(tǒng)是相互獨立、可以按需組合，而在目前的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中又將其作為單元式機組對待，只對整機進行性能考核。因此，迫切希望針對其系統(tǒng)特點進行研究分析，統(tǒng)一設(shè)計和試驗標(biāo)準(zhǔn)，制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，促進VRV空調(diào)系統(tǒng)的生產(chǎn)應(yīng)用。

　　2、VRV空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備的特點

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)的工作原理與普通蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)相同，由壓縮機、冷凝器、節(jié)流機構(gòu)和蒸發(fā)器組成。與普通蒸汽壓縮式制冷裝置不同的是，熱泵型（包括熱回收型）VRV空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)、室外側(cè)換熱器都具有冷凝器和蒸發(fā)器的雙重功能。

　　在單元式空調(diào)（熱泵）系統(tǒng)裝置中，各組成部件以滿足整機功能（如一定的制冷或制熱能力）而配置，在同樣的工況下不同配置的系統(tǒng)可以有不同的運行參數(shù)。對于一定工作能力的空調(diào)（熱泵）裝置，冷凝器、蒸發(fā)器乃至壓縮機的工作能力是相互影響、相互制衡的，設(shè)計時并無統(tǒng)一的工況要求，因此它們也不能作為獨立的部件應(yīng)用于其他系統(tǒng)。

　　2.1 室外機

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)室外機一般由可變?nèi)萘康膲嚎s機（組）、可用作冷凝器或蒸發(fā)器的換熱器、風(fēng)扇和節(jié)流機構(gòu)組成?？煞譃橐韵氯N形式：單冷型、熱泵型

　　和熱回收型。

　?。?）單冷型室外機

　　單冷型室外機由可變?nèi)萘康膲嚎s機（組）、冷凝器和風(fēng)扇組成，是一種變?nèi)萘康娘L(fēng)冷壓縮冷凝機組功能。其工作參數(shù)確定、設(shè)計方法和試驗方法均可參照風(fēng)冷壓縮冷凝機組。

　　風(fēng)冷壓縮冷凝機組的工況參數(shù)包括壓縮機吸氣溫度（過熱度）、蒸發(fā)溫度（吸氣壓力）、室外環(huán)境空氣溫（濕）度和冷凝器出液溫度（過冷度）。同時應(yīng)標(biāo)示其制冷劑冷凝溫度（冷凝壓力），以便于節(jié)流機構(gòu)的設(shè)計?？梢詤⒄诊L(fēng)冷壓縮冷凝機組相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同的氣候環(huán)境確定其具體的設(shè)計試驗工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進行設(shè)計試驗。

　　（2）熱泵型室外機

　　熱泵型室外機由可變?nèi)萘康膲嚎s機（組）、可用作冷凝器或蒸發(fā)器的換熱器、風(fēng)扇和節(jié)流機構(gòu)組成。制冷運行時作為風(fēng)冷壓縮冷凝機組使用，熱泵運行時其風(fēng)冷冷凝器作為冷卻空氣的蒸發(fā)器使用。設(shè)計試驗時需要兼顧風(fēng)冷壓縮冷凝機組和熱泵室外機組的工作要求。

　　制冷運行時設(shè)計試驗工況要求同單冷型室外機。

　　熱泵運行時室外機的工況參數(shù)包括壓縮機排氣溫度、冷凝溫度（排氣壓力）、室外環(huán)境空氣溫濕度和蒸發(fā)器節(jié)流前進液溫度（過冷度）。同時應(yīng)標(biāo)示其制冷劑蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)壓力），以便于系統(tǒng)配置設(shè)計，也可通過建立季節(jié)能效比模型進行設(shè)計試驗。

　　（3）熱回收型室外機

　　熱回收型室外機由可變?nèi)萘康膲嚎s機（組）、可用作冷凝器或蒸發(fā)器的換熱器、風(fēng)扇和節(jié)流機構(gòu)組成。其運行特點是通過對壓縮機的輸氣量和室外換熱器的熱（冷）負荷進行調(diào)節(jié)，控制壓縮機的吸排氣壓力（蒸發(fā)溫度和冷凝溫度），同時滿足不同的室內(nèi)機分別制冷或供熱的運行工況要求。

　　熱回收型室外機的工況參數(shù)主要包括蒸發(fā)溫度（吸氣壓力）、冷凝溫度（排氣壓力）和室外環(huán)境空氣溫濕度。室外換熱器作為冷凝器時，同時考核其壓縮機吸氣溫度（過熱度）。室外換熱器作為蒸發(fā)器時，同時考核其節(jié)流前進液溫度（過冷度）。可以根據(jù)不同的氣候環(huán)境確定其設(shè)計試驗工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進行設(shè)計試驗。

　　2.2 室內(nèi)機

　　VR空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)機一般由風(fēng)扇、可用作冷凝器或蒸發(fā)器的換熱器和節(jié)流機構(gòu)組成?？煞譃橐韵氯N形式：單冷型、熱泵型和熱回收型。

　?。?）單冷型室內(nèi)機

　　單冷型室內(nèi)機由風(fēng)機、蒸發(fā)器和節(jié)流機構(gòu)組成。

　　單冷型室內(nèi)機的工況參數(shù)包括節(jié)流前進液溫度（過冷度）、蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)壓力）、冷凝溫度（冷凝壓力）和室內(nèi)環(huán)境空氣溫濕度。需根據(jù)不同的氣候環(huán)境確定其設(shè)計試驗工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進行設(shè)計試驗。

　?。?）熱泵型室內(nèi)機

　　熱泵型室內(nèi)機由風(fēng)機、可用作冷凝器或蒸發(fā)器的換熱器和節(jié)流機構(gòu)組成。制冷運行時，具有一定過冷度的高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流后進入蒸發(fā)器制冷，使得室內(nèi)空氣降溫降濕。制熱運行時，高溫高壓的氣態(tài)進入冷凝器冷凝放熱，使得室內(nèi)空氣加熱升溫，制冷劑液化。

　　制冷運行時設(shè)計試驗工況要求同單冷型室內(nèi)機。

　　熱泵運行時室內(nèi)機的工況參數(shù)包括冷凝器進氣溫度、壓力（冷凝溫度）、冷凝器出液溫度（過冷度）和室內(nèi)環(huán)境空氣溫度。需根據(jù)不同的氣候環(huán)境確定其設(shè)計試驗工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進行設(shè)計試驗。

　　（3）熱回收室內(nèi)機

　　熱回收型室內(nèi)機由風(fēng)機、可用作冷凝器或蒸發(fā)器的換熱器和節(jié)流機構(gòu)組成。制冷、制熱時工作過程與熱泵型室內(nèi)機相同。

　　熱回收型室內(nèi)機的工況要求除滿足熱泵型室內(nèi)機的要求外，熱回收工作模式下的工況參數(shù)主要包括室內(nèi)環(huán)境空氣溫濕度以及與熱回收型室外機工況相對應(yīng)的制冷劑蒸發(fā)溫度和冷凝溫度。需根據(jù)不同的氣候環(huán)境確定其設(shè)計試驗工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進行設(shè)計試驗。

　　2.3 控制系統(tǒng)

　　VRV空調(diào)控制系統(tǒng)可分為三類。

　　（1）集中控制

　　集中控制目前廣泛用于小型VRV空調(diào)系統(tǒng)，如一拖一、一拖二和一拖三系統(tǒng)?？刂瞥杀?，可以不同層次的控制要求，適合固定配置的機組。

　?。?）獨立式控制

　　室外機、室內(nèi)機根據(jù)功能不同自帶相對獨立的控制系統(tǒng)。通過相對簡單的通訊實現(xiàn)機組的模式控制，適用于非固定配置的機組。應(yīng)用特點是通用性好，便于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。

　?。?）集散式控制

　　集散式控制是在獨立式控制的基礎(chǔ)上進行功能升級。一是在模式控制的基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng)運行參數(shù)的控制，提高系統(tǒng)的運行效率，二是將空調(diào)系統(tǒng)作為建筑環(huán)境的子系統(tǒng)，融人樓宇自動控制系統(tǒng)。

　　3、設(shè)計及試驗方法

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)是一個功能、容量可按需配置的組合系統(tǒng)，室外機、室內(nèi)機作為獨立的部件可以應(yīng)用于不同的系統(tǒng)。在產(chǎn)品設(shè)計和性能測試中必須根據(jù)其功能明確相應(yīng)的設(shè)計和試驗工況，實現(xiàn)其作為獨立的產(chǎn)品功能需求。

　　具體工況參數(shù)的確定取決于氣候條件、系統(tǒng)和能效指標(biāo)要求。

　　在全球化的大背景下，空調(diào)應(yīng)用的氣候條件差異很大。影響空調(diào)器設(shè)計的除了當(dāng)?shù)販囟取穸纫酝膺€包括大氣的潔凈度、鹽分等物理化學(xué)指標(biāo)。

　　由于制冷空調(diào)業(yè)在地球環(huán)保中的特殊地位，空調(diào)系統(tǒng)以制冷劑替代為焦點的技術(shù)更新當(dāng)然直接影響系統(tǒng)的設(shè)計運行參數(shù)。

　　能效指標(biāo)要求來自于經(jīng)濟和環(huán)保，是制冷空調(diào)第4卷技術(shù)發(fā)展的永恒目標(biāo)。在一定的技術(shù)條件下，能效指標(biāo)也直接取決于系統(tǒng)的設(shè)計運行參數(shù)。

　　因此，VRV空調(diào)系統(tǒng)室外機、室內(nèi)機等作為獨立的部件的設(shè)計運行參數(shù)是隨應(yīng)用場所甚至應(yīng)用要求不同而不同的。一方面它們要能在一定工況范圍內(nèi)正常工作，同時又要通過特性圖表反映其工作性能，甚至有明確的名義工況進行其工作能力的標(biāo)示和試驗，以便于系統(tǒng)的有效配置。

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)的性能試驗必須在整機性能試驗的基礎(chǔ)上細化、深化，針對零部件如壓縮機、換熱器、節(jié)流機構(gòu)、控制系統(tǒng)以及它們的各種組合進行性能試驗和性能評價。這些數(shù)據(jù)的獲得和處理既是產(chǎn)品研發(fā)的基礎(chǔ)，也是產(chǎn)品的核心技術(shù)所在。

　　4、結(jié)論

　?。?）VRV空調(diào)系統(tǒng)具有典型的中央空調(diào)系統(tǒng)的特征，室外機、室內(nèi)機乃至控制系統(tǒng)是相互獨立、按需組合的。VRV空調(diào)系統(tǒng)需分部件按功能不同確定設(shè)計試驗工況參數(shù)，進行產(chǎn)品設(shè)計和性能試驗，實現(xiàn)部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，降低生產(chǎn)、應(yīng)用成本。

　　（2）對于固定配置的VRV空調(diào)系統(tǒng)，如一拖二、一拖三系統(tǒng)，用作家用空調(diào)時在安裝規(guī)范方面宜以整機對待?？蓺w于房間空調(diào)器類進行管理，以最大限度的控制應(yīng)用成本。

　?。?）對于非固定配置的VRV空調(diào)系統(tǒng)，必需分部件按功能不同明示甚至統(tǒng)一相應(yīng)的設(shè)計試驗工況參數(shù)。在工程應(yīng)用上，制訂相應(yīng)的設(shè)計、安裝規(guī)范，納入建筑設(shè)備工程項目管理范疇。

　　（4）VRV空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部工況參數(shù)取決于氣候條件、系統(tǒng)和能效指標(biāo)要求，應(yīng)在全面系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上確定。