VRF系統(tǒng)的工程應(yīng)用

李 浙

(寧波市民用建筑設(shè)計(jì)院有限公司,寧波31500)

目前VRF系統(tǒng)由于其使用靈活,占用建筑層高小等優(yōu)點(diǎn)在許多工程中得到廣泛應(yīng)用。但在其實(shí)際工程應(yīng)用中還是存在這樣和那樣的問題。筆者認(rèn)為對(duì)于這種系統(tǒng)站在設(shè)計(jì)師的角度來講主要是把握二大方面的問題,其一就是盡可能的提高其運(yùn)行效率;其二就是保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。要做到上述二點(diǎn)那就必須在設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備選型三大塊下功夫。在設(shè)計(jì)階段主要應(yīng)做到合理的系統(tǒng)劃分和管長控制;在施工階段最關(guān)鍵的就是把握關(guān)鍵施工工藝及選擇合格的材料配件;在設(shè)備招標(biāo)選型中應(yīng)特別關(guān)注其部分負(fù)荷效率、能量調(diào)節(jié)方式及范圍、冷媒分配、回油措施、冬季融霜等方面的方式及其控制策略。

1 設(shè)計(jì)篇

1.1 制造商對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求

目前各大VRF系統(tǒng)制造商對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求主要有:

(1)室內(nèi)機(jī)離室外機(jī)最遠(yuǎn)配管長度,一般是100米,也有廠家已承諾可以延伸至165米。

(2)室內(nèi)外機(jī)落差,一般是室外機(jī)位于上方時(shí)最大落差允許50米;室外機(jī)位于下方時(shí)最大落差允許為40米;同一系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)最大允許落差為15米。

(3)第一分岐器后的最遠(yuǎn)配管長度,一般是40米,也有樣本稱是70米。

以上各項(xiàng)長度數(shù)值中應(yīng)注意其均為等效長度而非實(shí)際長度,即在實(shí)際長度數(shù)值上還要加上彎頭和分岐器的等效長度。

1.2 目前規(guī)范與技術(shù)措施對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求

目前涉及VRF系統(tǒng)的規(guī)范主要是 《多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》(JGJ1001-2010)和 《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(浙江版)(DB33/1036-2007)二本規(guī)范,另外還有國家和地方的技術(shù)措施有這方面的要求。主要概括下來有這幾條:

(1)JGJ1001-2010中規(guī)定2011年多聯(lián)機(jī)能效值,即其制冷綜合性能系數(shù)CC≤2800W,IPLV(C)≥3.2;2800W＜CC≤8400W,IPLV(C)≥3.15;CC＞8400W,IPLV(C)≥3.10;其測試方法為室內(nèi)、外機(jī)連接管道上冷媒分配器前、后連接管長度為5米。上述數(shù)值相當(dāng)于能效等級(jí)3級(jí)。在2009版全國技術(shù)措施中又將其提高了一個(gè)等級(jí),即不應(yīng)低于2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[CC≤2800W,IPLV(C)≥3.4;2800W＜CC≤8400W,IPLV(C)≥3.35;CC＞8400W,IPLV(C)≥3.30]。

(2)當(dāng)空氣源多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)供熱時(shí),冬季運(yùn)行性能系數(shù)低于1.8時(shí),不宜采用。同樣在2009版全國技術(shù)措施中也將 “不宜”改為 “不應(yīng)”。

(3)JGJ1001-2010中規(guī)定系統(tǒng)冷媒管等效長度應(yīng)滿足對(duì)應(yīng)制冷工況下滿負(fù)荷的性能系數(shù)不低于2.8,當(dāng)產(chǎn)品技術(shù)資料無法滿足核算要求時(shí),系統(tǒng)冷媒管等效長度不宜超過70米。但上海市建設(shè)和交通委員會(huì)2008年發(fā)布的滬建交 (2008)828號(hào)文件規(guī)定,VRF系統(tǒng)配管長度宜控在50米內(nèi),最長不應(yīng)超過70米。這里有關(guān)50米的值是有道理的,筆者自已曾計(jì)算過幾個(gè)品牌的直流變頻壓縮機(jī)在管長達(dá)到50米時(shí)的制冷量衰減在0.82～0.88之間(主要考慮管長延伸后壓縮機(jī)排氣壓力上升、吸氣壓力下降造成的制冷量衰減)。當(dāng)然筆者計(jì)算的前提是壓縮機(jī)工作頻率不發(fā)生變化,如果因?yàn)楣荛L加長而提高壓縮機(jī)的工作頻率,那么可以在一定程度上彌補(bǔ)由于管長加長而造成的壓縮機(jī)制冷量衰減,當(dāng)然這時(shí)壓縮機(jī)所需要的輸入功率也加大了。

(4)DB33/1036-2007中規(guī)定系統(tǒng)冷媒配管不宜過長,按系統(tǒng)的最長配管長度折算甲類建筑夏季制冷量修正系數(shù)不應(yīng)小于0.85,乙類建筑夏季制冷量修正系數(shù)不應(yīng)小于0.8,但筆者認(rèn)為該條款既沒有限制直流變頻壓縮機(jī)的工作頻率變化 (制造商可以通過調(diào)節(jié)工作頻率來控制制冷量衰減,當(dāng)然數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)做不到這一點(diǎn)),也沒有對(duì)性能系數(shù)加以控制,所以對(duì)實(shí)際節(jié)能意義并不大。

1.3 關(guān)于設(shè)備選型

在《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50019-2003)中第7.1.5條 “電動(dòng)壓縮式機(jī)組的總裝機(jī)容量應(yīng)按本規(guī)范第6.2.15條計(jì)算的冷負(fù)荷選定,不另作附加”。筆者認(rèn)為該條款應(yīng)該是針對(duì)電動(dòng)水冷式機(jī)組的,對(duì)于直接蒸發(fā)式機(jī)組至少應(yīng)分別考慮顯熱負(fù)荷與潛熱負(fù)荷均應(yīng)滿足要求才行。對(duì)于目前的VRF系統(tǒng)各個(gè)廠家對(duì)系統(tǒng)蒸發(fā)溫度的控制是不同的,室內(nèi)機(jī)循環(huán)風(fēng)量也不同,這直接導(dǎo)致了不同廠家同一制冷量的室內(nèi)機(jī)其顯熱制冷量是不同的。比如某辦公室按 (GB50019-2003)6.2.15條計(jì)算所得其夏季冷負(fù)荷為3.7kW,其顯熱負(fù)荷為2.75 kW。考慮管長衰減、室內(nèi)外溫差衰減等因素,如按 (GB50019-2003)第7.1.5條要求可選用一臺(tái)全熱制冷量為4.5 kW的室內(nèi)機(jī),但如考慮顯熱負(fù)荷因素就有可能得出不一樣的結(jié)論。如甲廠家的技術(shù)手冊中對(duì)全熱制冷量為4.5 kW的室內(nèi)機(jī)標(biāo)注的顯熱負(fù)荷為3.2 kW(此值已考慮了系統(tǒng)管長與溫差的衰減);而乙廠家的手冊中標(biāo)注的顯熱負(fù)荷是2.67kW。這樣如采購乙廠家的設(shè)備而選用制冷量4.5 kW的室內(nèi)機(jī)就有可能造成室內(nèi)溫度降不下來。筆者比較過造成這種差異的最主要原因是不同廠家在系統(tǒng)控制中采用了不同的蒸發(fā)溫度。蒸發(fā)溫度高系統(tǒng)相對(duì)節(jié)能,顯熱比就大;反之蒸發(fā)溫度低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用就高,顯熱比較小。顯熱比大的室內(nèi)機(jī)適合用于高檔寫字樓 (人員密度小,顯熱大、潛熱小),顯熱比小的室內(nèi)機(jī)適合用于濕負(fù)荷大的場合,如餐廳、多功能廳等場合。因此筆者認(rèn)為作為設(shè)計(jì)師應(yīng)在圖紙?jiān)O(shè)備表中注明所選設(shè)備的全熱制冷量和顯熱制冷量。

1.4 系統(tǒng)劃分與設(shè)計(jì)

VRF系統(tǒng)設(shè)計(jì)中筆者認(rèn)為應(yīng)把握以下幾點(diǎn):

(1)管長最短原則,一個(gè)VRF系統(tǒng)的管長在滿足制造商和規(guī)范 (技術(shù)措施)的限制值的基礎(chǔ)上,應(yīng)盡可能縮小管路長度。這對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際能效是非常重要的。

(2)系統(tǒng)內(nèi)室內(nèi)機(jī)數(shù)量不宜過多,除滿足制造商的要求,應(yīng)盡可能少。因?yàn)楸M管每臺(tái)室內(nèi)機(jī)均配置電子膨脹閥,但在室內(nèi)機(jī)臺(tái)數(shù)較多、管路長短不一時(shí)仍是無法實(shí)現(xiàn)各臺(tái)室內(nèi)機(jī)的均勻供液的。

(3)系統(tǒng)劃分時(shí)應(yīng)根據(jù)使用時(shí)間、功能、房間朝向來考慮,應(yīng)盡可能將系統(tǒng)負(fù)荷率保持在40%～80%之間,以保證系統(tǒng)運(yùn)行的高效。從這個(gè)角度講對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行超大型配也是不太合理的,因?yàn)橄到y(tǒng)超配盡管可以減少初投資,但對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行而言就有可能長期處于滿負(fù)荷狀態(tài)下,不利于運(yùn)行節(jié)能。而我們在設(shè)計(jì)中選用VRF方案本身就是為了降低運(yùn)行費(fèi)用,而不是為了節(jié)約初投資。

(4)應(yīng)考慮VRF系統(tǒng)冬季制熱量衰減,冬季制熱量衰減應(yīng)考慮管長衰減、室內(nèi)外溫度引起的衰減、融霜衰減,一般系統(tǒng)此三項(xiàng)合計(jì)約為65%～70%。

2 設(shè)備篇

2.1 設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)

筆者認(rèn)為目前VRF系統(tǒng)設(shè)備可控的主要技術(shù)參數(shù)包括制冷綜合性能系數(shù)、制冷工況下滿負(fù)荷的性能系數(shù)、冬季運(yùn)行性能系數(shù)、室內(nèi)外機(jī)噪音。

制冷綜合性能系數(shù) (IPLV)是對(duì)VRF設(shè)備的要求,是指其在額定工況下 (額定室內(nèi)外環(huán)境溫度、額定管長),機(jī)組在25%、50%、75%、100%負(fù)荷下效率的加權(quán)值。

制冷工況下滿負(fù)荷性能系數(shù)與冬季運(yùn)行性能系數(shù)均是指特定系統(tǒng)在當(dāng)?shù)囟募臼覂?nèi)外溫度環(huán)境下,結(jié)合該系統(tǒng)的實(shí)際內(nèi)外機(jī)管長、落差,冬季融霜衰減,得出系統(tǒng)滿負(fù)荷下冬夏季的制熱量、制冷量與輸入功率。這既是對(duì)實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,也是對(duì)設(shè)備供應(yīng)商的要求。筆者認(rèn)為設(shè)計(jì)師應(yīng)在圖紙上體現(xiàn)這方面的要求。

室外機(jī)噪聲應(yīng)根據(jù)所在區(qū)域的類別,滿足區(qū)域環(huán)境對(duì)噪聲的要求。具體詳見 《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-93)。

室內(nèi)機(jī)噪聲至少應(yīng)滿足各類建筑規(guī)范中對(duì)室內(nèi)噪聲的要求。

2.2 壓縮機(jī)形式

關(guān)于壓縮機(jī)形式目前主要關(guān)注的有二點(diǎn),一是渦旋式和轉(zhuǎn)子式;二是渦旋式壓縮機(jī)中的高壓腔壓縮機(jī)和低壓腔壓縮機(jī)。

從結(jié)構(gòu)形式看渦旋式壓縮機(jī)是動(dòng)盤與定盤相互嚙合,逐級(jí)壓縮,無吸排氣閥;轉(zhuǎn)子式是滾動(dòng)轉(zhuǎn)子沿氣缸壁轉(zhuǎn)動(dòng)壓縮,無吸氣閥有排氣閥。從實(shí)際測試來看同樣容量的渦旋式壓縮機(jī)比轉(zhuǎn)子式效率高;渦旋式壓縮機(jī)與雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的平衡性能相似;渦旋式壓縮機(jī)與滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)均可采用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法改變其輸氣量,且兩種壓縮機(jī)均適用于轉(zhuǎn)速在寬廣范圍內(nèi)變化的場合。

高壓腔壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要有:

(1)吸氣直接進(jìn)入渦旋體,排氣冷卻電機(jī),減少了吸氣過熱度,提高了壓縮機(jī)效率。

(2)機(jī)殼內(nèi)是高壓排出氣體,壓力脈動(dòng)小,因此振動(dòng)和噪聲較小。

(3)潤滑油與氣體在機(jī)殼內(nèi)分離,潤滑油的分離效果好。

(4)采用壓差供油,與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān),即使非常低的轉(zhuǎn)速也能保證潤滑,可靠性高。

2.3 能量調(diào)節(jié)方式

目前常見的能量調(diào)節(jié)方式主要有數(shù)碼渦旋和直流變頻二種。對(duì)這二種技術(shù)路線的優(yōu)劣已經(jīng)爭論了很久了。主要集中在以下幾點(diǎn):1)電磁干擾問題。2)濕度控制問題。3)回油問題。4)冬季供熱問題。關(guān)于這幾點(diǎn)已經(jīng)爭論很久了,筆者在此不再進(jìn)行評(píng)述。

筆者僅從能量調(diào)節(jié)措施對(duì)部分負(fù)荷性能的影響來分析。對(duì)于直流變頻系統(tǒng)當(dāng)其部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí),僅開啟某個(gè)模塊內(nèi)的一至二臺(tái)壓縮機(jī),而這臺(tái)模塊的冷凝面積是固定的,這樣系統(tǒng)的冷凝溫度相應(yīng)較低,可以充分提高部分負(fù)荷時(shí)的制冷效率。而數(shù)碼渦旋渦旋系統(tǒng)部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí),由于其屬于定頻壓縮機(jī),其壓縮機(jī)開啟是滿負(fù)荷運(yùn)行 (通過工作時(shí)間來調(diào)節(jié)冷量輸出),如果此時(shí)該模塊內(nèi)有二臺(tái)壓縮機(jī),而投入運(yùn)行的壓縮機(jī)只有一臺(tái),那么由于模塊的冷凝面積是不變的,所以此時(shí)系統(tǒng)的冷凝溫度同樣可以相應(yīng)較低,此時(shí)部分負(fù)荷的制冷效率有所提高。但是如果模塊內(nèi)的二臺(tái)壓縮機(jī)均投入運(yùn)行,那么該部分負(fù)荷下系統(tǒng)的冷凝溫度與滿負(fù)荷下的冷凝溫度是一樣的,也就是說部分負(fù)荷下系統(tǒng)并不能利用 “富裕的”冷凝面積。因此在很多情況下數(shù)碼渦旋系統(tǒng)的部分負(fù)荷性能系數(shù)會(huì)比直流變頻系統(tǒng)要小一些,當(dāng)然要達(dá)到同樣水平也不是不可能,那就需要在硬件上增加投入 (如:提高壓縮機(jī)效率、增加冷凝器面積等),同時(shí)在控制策略上也要下一番功夫。

2.4 冷媒分配

VRF系統(tǒng)目前均采用電子膨脹閥實(shí)現(xiàn)室內(nèi)機(jī)供液,該閥響應(yīng)速度快,調(diào)節(jié)迅速;調(diào)節(jié)范圍寬且具有良好的線性流量特性;其所配單片機(jī)具有閥針記憶功能且能實(shí)現(xiàn)多種高級(jí)算法,因此調(diào)節(jié)品質(zhì)好。

但要注意的是電子膨脹閥的這種良好調(diào)節(jié)特性是基于冷媒液體分配的,如果膨脹閥入口處冷媒已呈氣液兩相,那么電子膨脹閥是無法實(shí)現(xiàn)冷媒的按需分配的。這也就是廠家樣本中要求的第一分岐器到最后一臺(tái)室內(nèi)機(jī)的當(dāng)量管長不應(yīng)大于40米的原因。當(dāng)然這個(gè)40米也是一個(gè)比較寬泛的概念,主要目的是防止電子膨脹閥入口處出現(xiàn)氣液兩相冷媒。如果將此根液管的管徑加大;或者是冷凝器出口處冷媒的過冷度本身就比較大;那么在同樣的管長下電子膨脹閥入口處就不容易出現(xiàn)冷媒的氣液兩相了。

另外過冷度還值得提一下,目前制造商提供的過冷度值均是指設(shè)計(jì)工況下的,對(duì)于一臺(tái)冷凝面積已經(jīng)確定的室外機(jī),當(dāng)其進(jìn)風(fēng)溫度升高,冷凝溫度增大時(shí),其過冷度會(huì)減少。這樣由于高壓供液管路的壓降基本未變,而過冷度減小,往往會(huì)出現(xiàn)在設(shè)計(jì)工況下能保證室內(nèi)機(jī)電子膨脹閥入口處呈飽和液態(tài)的系統(tǒng),此時(shí)會(huì)在膨脹閥入口處呈汽液兩相,此種狀態(tài)是極不利于電子膨脹閥的調(diào)節(jié)和冷媒的合理分配。

2.5 融霜措施

融霜是所有風(fēng)冷型熱泵機(jī)組無法回避的問題。筆者認(rèn)為解決霜的問題應(yīng)從以下幾點(diǎn)入手:

(1)盡可能減少室外側(cè)換熱器的結(jié)霜的可能。如增大換熱面積,系統(tǒng)在冬季運(yùn)行時(shí)的蒸發(fā)溫度相應(yīng)提高,室外側(cè)換熱器表面溫度也相應(yīng)升高,這樣減小了室外空氣含濕量同換熱器表面空氣飽和狀態(tài)下的含濕量之差。這樣單位時(shí)間內(nèi)的結(jié)霜量就會(huì)減少。所以在設(shè)備采購時(shí)讓投標(biāo)人提供機(jī)組冬夏季冷凝溫度和蒸發(fā)溫度有助于對(duì)設(shè)備性能的深入判斷。

(2)減小結(jié)霜對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。當(dāng)室外側(cè)換熱器表面結(jié)霜后,會(huì)造成風(fēng)阻增加,熱阻增加。因此對(duì)制造商而言,在產(chǎn)品開發(fā)時(shí)應(yīng)適當(dāng)控翅片形式、片間距及換熱銅管的排數(shù)。

(3)融霜的控制策略。控制策略必須解決三個(gè)問題,一是何時(shí)需要融霜,二是何時(shí)融霜結(jié)束,三是何時(shí)必須強(qiáng)制結(jié)束融霜。

對(duì)于結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)確定的換熱器它存在一個(gè)結(jié)霜狀態(tài)點(diǎn) (這個(gè)狀態(tài)點(diǎn)可以用室外側(cè)換熱器兩側(cè)的空氣阻力來表示),當(dāng)這個(gè)值高過某個(gè)值后系統(tǒng)效率會(huì)明顯降低。如果用這個(gè)點(diǎn)作為融霜起始點(diǎn)就比較合適。當(dāng)然具體實(shí)施時(shí)也要注意其它影響因素(如灰塵的影響),另外也有利用換熱器表面溫度作為融霜起始的判據(jù) (但是對(duì)于多聯(lián)系統(tǒng)而言,有時(shí)會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)負(fù)荷較小造成冬季蒸發(fā)溫度較高,而此時(shí)霜層其實(shí)已經(jīng)很厚了)。融霜結(jié)束與融霜起始是一樣的,也是用這樣一個(gè)風(fēng)阻點(diǎn)。另外當(dāng)某個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)融霜時(shí)間過長會(huì)影響室內(nèi)制熱效果,所以需要有個(gè)強(qiáng)制結(jié)束融霜的時(shí)間。

筆者認(rèn)為我國各地氣象狀況差異較大,對(duì)于制造商而言應(yīng)根據(jù)主要?dú)庀髤^(qū)開發(fā)不同的控制策略,然后針對(duì)不同的具體工程可根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場調(diào)整融霜的控制點(diǎn)和轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

(4)融霜手段。目前常用的融霜手段是逆向運(yùn)行 (冬季采用制冷運(yùn)行)或者采用電熱融霜。電熱融霜耗能大用得不多。逆向運(yùn)行時(shí)會(huì)影響室內(nèi)制熱效果,這是其最大的缺點(diǎn)。

2.6 回油技術(shù)

關(guān)于VRF系統(tǒng)的回油主要有三個(gè)層面:

首先是油過濾器的設(shè)置與濾油效率的保證。目前渦旋式壓縮機(jī)還無法實(shí)現(xiàn)無油運(yùn)行,而潤滑油進(jìn)入系統(tǒng)會(huì)影響換熱器的換熱效率,因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免使?jié)櫥瓦M(jìn)入系統(tǒng),所以各個(gè)廠家均在VRF室外機(jī)排氣口設(shè)置油分離器 (也有將油分離器做成與壓縮機(jī)一體的)。當(dāng)然所選用的油分離器效率就很有講究了,高的據(jù)宣傳可達(dá)99%。

其次是均油,目前每個(gè)VRF系統(tǒng)往往是多個(gè)模塊組成,每個(gè)模塊又由多臺(tái)壓縮機(jī)組成 (也有個(gè)別品牌的產(chǎn)品每個(gè)模塊僅有一臺(tái)壓縮機(jī),這樣均油相對(duì)簡單),系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)必須保證各個(gè)模塊內(nèi)的各臺(tái)壓縮機(jī)的油位保持一致。目前主要有二種技術(shù)措施:一種是在壓縮機(jī)內(nèi)設(shè)置油位傳感器,當(dāng)某臺(tái)壓縮機(jī)油位偏低時(shí),通過交叉回油將油位較高壓縮機(jī)油分離器中的油回至油位較低的壓縮機(jī)中。另一種是在各個(gè)模塊之間,每個(gè)模塊的各臺(tái)壓縮機(jī)之間設(shè)置均油管,以此來保證各臺(tái)壓縮機(jī)中的油位一致。

最后是回油運(yùn)行,當(dāng)某個(gè)VRF系統(tǒng)長期在低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí),由于系統(tǒng)回氣管流速減慢,進(jìn)入系統(tǒng)的潤滑油無法隨系統(tǒng)回氣返回壓縮機(jī)時(shí),系統(tǒng)需定時(shí)進(jìn)行回油運(yùn)行,將積聚在室內(nèi)機(jī)的潤滑油強(qiáng)制返回壓縮機(jī)。回油運(yùn)行是屬于 “無功損耗”,應(yīng)盡量避免。所以我們在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免大馬拉小車的現(xiàn)象。

2.7 控制策略

在當(dāng)今壓縮機(jī)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到接近極限的時(shí)候,筆者認(rèn)為系統(tǒng)控制策略是影響一個(gè)VRF系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素了。

VRF系統(tǒng)控制策略包括啟停策略、冷媒分配策略、融霜策略、均油回油策略、安全保護(hù)策略。冷媒分配策略、融霜策略、均油回油策略這幾項(xiàng)前面已做了介紹,本節(jié)主要介紹VRF系統(tǒng)的啟?？刂撇呗?。目前市場上的VRF系統(tǒng)基本上都采用模塊化組合,每臺(tái)模塊內(nèi)配置一臺(tái)變頻機(jī)和一臺(tái)定頻機(jī)或是二臺(tái)以上的變頻機(jī) (又稱全變頻),也有廠家的某些機(jī)型一臺(tái)模塊內(nèi)只有一臺(tái)變頻機(jī)。各臺(tái)室內(nèi)外機(jī)上均配有電子膨脹閥。制冷工況下,室外電子膨脹閥全開,依靠室內(nèi)機(jī)電子膨脹閥來控制室內(nèi)溫度和室內(nèi)機(jī)熱交換器出口制冷劑的過熱度;根據(jù)吸氣壓力來控制變頻壓縮機(jī)的頻率調(diào)節(jié)。制熱工況下,由室外機(jī)電子膨脹閥控制室外機(jī)熱交換器出口處的制冷劑過熱度,室內(nèi)機(jī)電子膨脹閥控制室溫和室內(nèi)熱交換器出口的過冷度,通過壓縮機(jī)變頻來控制壓縮機(jī)的排氣壓力。

在各臺(tái)模塊的啟停控制中,有二種典型的方式。一種是按模塊逐臺(tái)啟動(dòng) (即先啟動(dòng)主模塊內(nèi)的變頻壓縮機(jī),待其接近滿載時(shí)再啟動(dòng)一臺(tái)定頻壓縮機(jī)同時(shí)將原先那臺(tái)變頻壓縮機(jī)減載,隨著系統(tǒng)負(fù)荷逐漸增大,再逐漸加載變頻壓縮機(jī),直至其達(dá)到滿載,接著如果系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)一步增大,再啟動(dòng)第二臺(tái)模塊內(nèi)的壓縮機(jī));另一種是接近按系統(tǒng)效率最大化來啟停模塊 (如隨著系統(tǒng)負(fù)荷增大,先啟動(dòng)主模塊內(nèi)的一臺(tái)變頻壓縮機(jī),當(dāng)該臺(tái)變頻壓縮機(jī)達(dá)到滿載時(shí),如果系統(tǒng)負(fù)荷繼續(xù)增大,就啟動(dòng)另一臺(tái)模塊內(nèi)的一臺(tái)變頻壓縮機(jī)。這種情況下系統(tǒng)內(nèi)二臺(tái)模塊均處于部分負(fù)荷下運(yùn)行,系統(tǒng)運(yùn)行效率較高。當(dāng)?shù)诙_(tái)模塊中的變頻壓縮機(jī)也達(dá)到滿載后,如果系統(tǒng)負(fù)荷繼續(xù)增大,再啟動(dòng)第一臺(tái)模塊內(nèi)的另一臺(tái)變頻壓縮機(jī)。具體控制策略各個(gè)制造商均有不同,本文僅做一個(gè)簡單的舉例,這方面可以開展更深入的研究)。很顯然采用前一種控制策略的系統(tǒng)部分負(fù)荷效率相對(duì)也較采用第二種控制策略的系統(tǒng)要低一些,但其控制手段相應(yīng)也要簡單一些。

從上面的控制策略分析,我們可以看出目前許多制造商在提供部分負(fù)荷效率時(shí)往往都只是提供單模塊機(jī)組的部分負(fù)荷效率,因?yàn)槿绻捎玫谝环N控制策略,一個(gè)由四臺(tái)模塊組成的VRF系統(tǒng)其部分負(fù)荷效率 (IPLV值)與其中單臺(tái)模塊的滿負(fù)荷效率是一致的。另一方面如果采用第二種控制策略,每臺(tái)模塊內(nèi)均配置變頻壓縮機(jī)是比較合適的。

3 施工篇

對(duì)于VRF系統(tǒng)的施工主要應(yīng)關(guān)注施工單位資質(zhì)與人員、材料與施工工藝、施工組織等方面來考察。

3.1 施工單位的資質(zhì)與人員

當(dāng)前在VRF系統(tǒng)工程招標(biāo)中多數(shù)項(xiàng)目都沒有對(duì)工程承包人的施工資質(zhì)提出要求,這主要是由于在VRF系統(tǒng)誕生之初其工程規(guī)模較小,項(xiàng)目也不多,職能部門并不重視,制造商在這方面掌握了話語權(quán),到目前為止只要有制造商授予安裝許可的產(chǎn)品經(jīng)銷商均可進(jìn)行VRF系統(tǒng)的施工。如果在招標(biāo)時(shí)對(duì)施工資質(zhì)提出相應(yīng)要求是否有依據(jù)呢?筆者認(rèn)為是有的,在國家機(jī)電設(shè)備安裝專業(yè)承包資質(zhì)中對(duì)各級(jí)安裝資質(zhì)允許的承包范疇有明確要求。即各個(gè)不同等級(jí)的資質(zhì),可分別承擔(dān)投資額不等的一般工業(yè)和公共、民用建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)備、線路、管道的安裝,非標(biāo)準(zhǔn)鋼構(gòu)件的制作、安裝。而此處對(duì)工程內(nèi)容作了明確規(guī)定即包括:鍋爐、通風(fēng)空調(diào)、制冷、電氣、憂表、電機(jī)、壓縮機(jī)機(jī)組和廣播電影、電視播控等設(shè)備。而VRF系統(tǒng)恰好涵蓋了通風(fēng)空調(diào)和制冷的內(nèi)容。因此筆者認(rèn)為盡管目前在招投標(biāo)中對(duì)此類工程未要求有具體施工資質(zhì),但如果某個(gè)工程提出了有資質(zhì)要求也是有依據(jù)的。

另外在 《多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》(JGJ1001-2010)對(duì)VRF系統(tǒng)的施工人員資質(zhì)已給出了明確要求,主要包括:

(1)釬焊人員應(yīng)有焊工操作證。

(2)空調(diào)電源線應(yīng)由具有電工操作證的人員安裝。

(3)進(jìn)行系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)與調(diào)試的工作人員,必須持有國家職業(yè)資格制冷工中級(jí)以上證書。

以上三條是當(dāng)前招投標(biāo)及施工監(jiān)理、驗(yàn)收都應(yīng)該控制的。

3.2 材料與施工工藝

VRF系統(tǒng)涉及的施工材料主要包括冷媒銅管、分岐器、保溫材料、冷媒和冷凍油等。

目前各制造商對(duì)工程項(xiàng)目所用銅管的要求主要是二點(diǎn):一則必須是無縫銅管,二則規(guī)定了各檔管徑的銅管壁厚。但從工程實(shí)踐看對(duì)于冷媒銅管 (包括分岐器)還應(yīng)關(guān)注其含銅量及其力學(xué)性能 (按日本標(biāo)準(zhǔn),外徑小于等于19mm的銅管許用拉伸應(yīng)力大于等于33N/mm2,外徑大于19mm的銅管許用拉伸應(yīng)力大于等于61N/mm2);另外還應(yīng)注意銅管加工工藝,用于冷媒的銅管應(yīng)采用擠壓工藝成型的銅管(而不是拉伸管),這種管材壁厚均勻,可承受較高壓力。

工程中冷媒與冷凍油應(yīng)選用與制造原廠同品牌同型號(hào)產(chǎn)品。

3.3 施工組織設(shè)計(jì)

施工組織設(shè)計(jì)是當(dāng)前每個(gè)VRF系統(tǒng)工程招標(biāo)中都要求提供的技術(shù)文件,它至少應(yīng)包括以下幾項(xiàng):

(1)應(yīng)包含一個(gè)項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容:大致為編制依據(jù)、工程概況、施工布置、施工階段安排、主要施工方法及技術(shù)要求、施工進(jìn)度總計(jì)劃、勞動(dòng)力設(shè)備材料施工機(jī)具進(jìn)場計(jì)劃、工程工期保證措施、工程質(zhì)量保證措施、工程安全保證措施、現(xiàn)場文明施工管理措施、臨時(shí)設(shè)施布置及其它說明。

(2)施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)本項(xiàng)目施工中的難點(diǎn)與要點(diǎn)給予必要的陳述,至少應(yīng)包含:從進(jìn)場到竣工驗(yàn)收結(jié)束與總包方的配合;室外機(jī)的搬運(yùn)與吊裝;工程進(jìn)度的合理安排;高大或復(fù)雜空間的氣流組織;制冷系統(tǒng)冷媒管的清潔、焊接、試壓、抽真空、注冷媒;控制信號(hào)線的布置 (套管或橋架)等工作。

[1]公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)DB33/1036-2007[S].

[2]多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程,JGJ174-2010[S].

[3]石文星等.多聯(lián)式空調(diào)技術(shù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011