多聯(lián)機(jī)ＶＲＶ系統(tǒng)特點(diǎn)淺析

曲瑞春　王　妍

摘要：針對多聯(lián)機(jī)VRV系統(tǒng)原理和特點(diǎn)，對其系統(tǒng)性能及特點(diǎn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：多聯(lián)機(jī)VRV 渦旋壓縮機(jī) COP 回油 除霜

0 引言

多聯(lián)機(jī)VRV (variable refrigerant volume) 空調(diào)系統(tǒng)即可變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)，由日本大金（DAIKIN） 公司于1982 年開發(fā)推出，打破了傳統(tǒng)的中央空調(diào)設(shè)計(jì)理念，在傳統(tǒng)的房間分體空調(diào)器由一臺(tái)室外機(jī)連接一臺(tái)室內(nèi)機(jī)的一對一方式的基礎(chǔ)上，研制出了一臺(tái)室外機(jī)連接多臺(tái)室內(nèi)機(jī)的供暖制冷系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行及維護(hù)管理更為簡單、方便，節(jié)能。

1 多聯(lián)機(jī)VRV系統(tǒng)原理及分類

多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)是為適應(yīng)空調(diào)機(jī)組集中化使用需求在分體式和多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型制冷劑空調(diào)系統(tǒng)。多聯(lián)機(jī)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(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)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。多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)原理上與分體式空調(diào)相同，只是一臺(tái)室外機(jī)可帶多臺(tái)室內(nèi)機(jī)。如大金VRVIII空調(diào)，一臺(tái)室外機(jī)最大可連接64臺(tái)室內(nèi)單機(jī)，只要一條制冷劑管道便可在容量比8％～130％的范圍內(nèi)將64臺(tái)不同型號(hào)室內(nèi)機(jī)連接于一臺(tái)室外機(jī)，64臺(tái)室內(nèi)機(jī)可同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，也可按不同的需要單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)。多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)可分為單冷型、熱泵型和熱回收型三種形式。由多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)控制系統(tǒng)角度，可分為集中控制、獨(dú)立式控制和集散式控制三種形式。

2 多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)是由多臺(tái)高效壓縮機(jī)組成，并且有較高的EER；冷（熱）量直接由制冷劑輸送，減少換熱環(huán)節(jié)；控制非常靈活，適合各種變負(fù)荷的場所。

2.1 采用高效渦旋壓縮機(jī) 渦旋式壓縮機(jī)由渦旋型定盤、渦旋式動(dòng)盤、撥動(dòng)盤(防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))、主軸電機(jī)、機(jī)體等少量部件組成。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(dòng)渦盤相嚙合，以相位差180°的兩個(gè)渦旋形葉片組合成一些封閉空間。靜盤與機(jī)殼固定，動(dòng)盤由一個(gè)偏心距很小的偏心軸帶動(dòng)，繞固定渦盤的渦旋中心以一定半徑作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)一個(gè)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)的壓力在外圓處比較低，越到中心處壓力越高。這種壓縮過程同時(shí)繼續(xù)地進(jìn)行，比較平穩(wěn)，氣體進(jìn)口處沒有吸氣閥，出口處沒有排氣閥，沒有余隙容積，因此容積效率高。多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)是由多臺(tái)高效壓縮機(jī)組成，并且有較高的EER。直流變頻空調(diào)系統(tǒng)采用的是高壓腔高轉(zhuǎn)速渦旋式制冷壓縮機(jī)。渦旋式制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，不需要設(shè)置吸、排氣閥片，低溫啟動(dòng)時(shí)預(yù)熱冷凍油，具冷媒直接壓縮，更有效利用壓縮腔容積，易損部件較少，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲低，而且允許吸入少量濕蒸汽，故特別適用于熱泵式空調(diào)。

2.2 冷（熱）量直接由制冷劑輸送 多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)直接以制冷劑作為傳熱介質(zhì)，傳送的熱量幾乎是水的10倍、空氣的20 倍，而且不需龐大的風(fēng)管和水管系統(tǒng)，減少了輸送耗能及冷媒輸送中能量損失。同樣輸送116kW的熱量，以制冷劑作為輸送介質(zhì)，所需的輸送系統(tǒng)耗能僅為室內(nèi)機(jī)所耗的2.5kW，分別是以水和空氣作為傳熱介質(zhì)所需能耗的53.27％和33.3％。采用制冷劑直接蒸發(fā)制冷，沒有按傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)先把冷量傳給水，再由冷水傳給室內(nèi)空氣這一中間過程，減少了一個(gè)能量傳遞環(huán)節(jié)，從熱量傳遞的網(wǎng)絡(luò)圖上看就是減少了一項(xiàng)傳熱熱阻，因此也就減少了能量的損耗。

2.3 冷（熱）量隨負(fù)荷調(diào)節(jié) 空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間很短，一般只占全年運(yùn)行時(shí)間的1％～3％，其余時(shí)間都是在部分負(fù)荷下運(yùn)行的，而其中又有70％的運(yùn)行時(shí)間是在30％～70％這個(gè)部分負(fù)荷段之間。因此衡量一個(gè)空調(diào)產(chǎn)品節(jié)能性的好壞，其部分負(fù)荷的COP值是一個(gè)至關(guān)重要的因素，COP值是以一年的空調(diào)系統(tǒng)制冷制熱容量總和與一年的總耗電量之比。多聯(lián)機(jī)VRV變頻空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)的節(jié)能效果比較顯著，能效比相對較高。當(dāng)部分負(fù)荷率在40％～60％之間時(shí)，制熱工況的能效比(COP)最高可達(dá)到4左右。當(dāng)部分負(fù)荷率在55％左右時(shí)，多聯(lián)機(jī)VRV機(jī)組的性能系數(shù)COP最高。隨著部分負(fù)荷率的升高，COP逐漸下降。一般說來，不論是在冬季還是在夏季多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)的性能都很好。多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的大小，在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行，減少壓縮機(jī)因頻繁啟停造成的不可逆損失；無論在制冷還是在制熱工況下，能效比COP隨頻率的降低而升高，一般情況下，當(dāng)機(jī)組的負(fù)荷率為40％～80％時(shí)，其效率較高，制冷效率COP最高可達(dá)4.27，制熱效率COP高達(dá)4.36，故系統(tǒng)的季節(jié)能效比SEER相對于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)有很大的提高。采用壓縮機(jī)低頻啟動(dòng)，降低了啟動(dòng)電流，電器設(shè)備將大大節(jié)能，同時(shí)避免了對其他用電設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊。

3 多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)待完善的幾個(gè)方面

多聯(lián)機(jī)VRV空調(diào)系統(tǒng)除具有良好的特性，同時(shí)由于室外機(jī)采用多個(gè)壓縮機(jī)，使其回油系統(tǒng)比較復(fù)雜；多聯(lián)機(jī)VRV系統(tǒng)冷媒管道安裝要求高，管路較長，防漏及保溫顯得十分必要。

3.1 多聯(lián)機(jī)VRV系統(tǒng)回油問題 壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)，一部分潤滑油連續(xù)地從氣缸中與排氣一起被壓出。因此，必須有同等數(shù)量的潤滑油返回壓縮機(jī)，才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果吸氣管徑選擇不當(dāng)，造成潤滑油回油不良，將使系統(tǒng)的性能充分發(fā)揮受到影響。因此確定吸氣管管徑時(shí)，必須保證最低的氣流速度。由于目前大多數(shù)均為變負(fù)荷工作的系統(tǒng)，為了保證最低負(fù)荷時(shí)，潤滑油也能返回壓縮機(jī)，就應(yīng)縮小吸氣管的管徑，以使在最低負(fù)荷時(shí)管內(nèi)氣流速度也能高于最低帶油流速。一般而言，采用直流變頻技術(shù)的VRV系統(tǒng)在回油方面存在更大的優(yōu)勢。一方面，根據(jù)壓縮機(jī)油量大小，自動(dòng)確定最佳排油量，避免壓縮機(jī)偏油，提高可靠性。另外，當(dāng)油面達(dá)到一定高度時(shí)，回到壓縮機(jī)的冷凍油會(huì)自動(dòng)排除壓縮機(jī)。更重要的是壓縮機(jī)間的交叉回油技術(shù)，冷凍油在回到壓縮機(jī)前被均勻的分配，使得個(gè)壓縮機(jī)油位保持平衡。

3.2 冬季除霜問題 空氣源熱泵在冬季運(yùn)行過程中，當(dāng)空氣通過室外側(cè)換熱盤管時(shí)，會(huì)有水凝結(jié)在盤管表面，進(jìn)而結(jié)成了冰，結(jié)在盤管上的冰不僅會(huì)減小換熱面積，而且會(huì)降低可通過的風(fēng)量。隨著結(jié)霜的不斷增加，會(huì)影響到空氣和盤管的熱交換效果，也就是和制冷劑的熱交換效果。因此，除霜是空氣源熱泵在冬季特有的現(xiàn)象，熱泵式VRV空調(diào)機(jī)組也不例外。在晴朗的天氣里，大約8h除一次霜，一天除三次左右；而在雨雪的天氣中，大約2～3h除霜一次；最惡劣的工況是0～5℃之間的雨雪天氣，有時(shí)甚至?xí)?～1.5h除霜一次。由此可知，除霜的時(shí)間間隔主要由室外空氣的相對濕度決定的，室外空氣的相對濕度越高，除霜次數(shù)越多，反之則越少。

4 結(jié)論

本文詳細(xì)分析了多聯(lián)機(jī)VRV系統(tǒng)的特點(diǎn)。高效壓縮機(jī)、冷（熱）量直接由制冷劑輸送和負(fù)荷靈活調(diào)節(jié)，顯著地提高了多聯(lián)機(jī)VRV 系統(tǒng)的COP?；赜拖到y(tǒng)的復(fù)雜性、冬季除霜問題，成為VRV系統(tǒng)推廣應(yīng)用首要解決的問題。希望多聯(lián)式VRV空調(diào)在不斷的技術(shù)更新過程中，解決現(xiàn)已存在的問題，得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵雙全，石文星，李先庭，彥啟森.多元變頻VRV空調(diào)技術(shù)綜述[J]. 制冷與空調(diào)，2003.3(2):6-10.

[2]Y.P.Zhou，J.Y.Wu，R.Z.Wang，S.Shiochi.Energy simulation in the variable refrigerant flow air-conditioning system under cooling conditions [J]. Energy and Buildings.2007.39(2):212-220.

[3]張思柱，龍惟定.VRV集中式空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].制冷與空調(diào).2006.6(6):9-12.

[4]張蕾.一拖多空調(diào)系統(tǒng)（多聯(lián)機(jī)）開發(fā)疑難及其對策[M].第八屆全國空調(diào)器、電冰箱（柜）及壓縮機(jī)學(xué)術(shù)交流會(huì).珠海.200.