VRV空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法

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　簡(jiǎn)介： 本文針對(duì)VRV空調(diào)系統(tǒng)，分析各系統(tǒng)部件的工作特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和試驗(yàn)方法進(jìn)行研究探討，為VRV空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究人員、相關(guān)的試驗(yàn)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(diǎn)

　　1、引言

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)是家用中央空調(diào)的主要機(jī)型之一，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能、舒適等優(yōu)點(diǎn)，各房間獨(dú)立調(diào)節(jié)、運(yùn)行，能滿足不同房間不同空調(diào)負(fù)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(chǎng)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(jī)、單室內(nèi)機(jī)的結(jié)構(gòu)逐步向多室內(nèi)機(jī)甚至多室外機(jī)系統(tǒng)發(fā)展。室外機(jī)壓縮機(jī)容量可變，有單臺(tái)變?nèi)萘?（如雙速、變轉(zhuǎn)速及其他變?nèi)菁夹g(shù)）壓縮機(jī)和兩臺(tái)或兩臺(tái)以上定容量壓縮機(jī)與變?nèi)萘繅嚎s機(jī)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(jī)組等。顯然，VRV空調(diào)系統(tǒng)在功能上室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)乃至控制系統(tǒng)是相互獨(dú)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(jī)組對(duì)待，只對(duì)整機(jī)進(jìn)行性能考核。因此，迫切希望針對(duì)其系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行研究分析，統(tǒng)一設(shè)計(jì)和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，促進(jìn)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(diǎn)

　　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。

　　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(jī)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(yùn)行參數(shù)。對(duì)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(jī)的工作能力是相互影響、相互制衡的，設(shè)計(jì)時(shí)并無統(tǒng)一的工況要求，因此它們也不能作為獨(dú)立的部件應(yīng)用于其他系統(tǒng)。

　　2.1 室外機(jī)

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)室外機(jī)一般由可變?nèi)萘康膲嚎s機(jī)（組）、可用作冷凝器或蒸發(fā)器的換熱器、風(fēng)扇和節(jié)流機(jī)構(gòu)組成。可分為以下三種形式：?jiǎn)卫湫?、熱泵?/p>

　　和熱回收型。

　?。?）單冷型室外機(jī)

　　單冷型室外機(jī)由可變?nèi)萘康膲嚎s機(jī)（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(jī)組功能。其工作參數(shù)確定、設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)方法均可參照風(fēng)冷壓縮冷凝機(jī)組。

　　風(fēng)冷壓縮冷凝機(jī)組的工況參數(shù)包括壓縮機(jī)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(shí)應(yīng)標(biāo)示其制冷劑冷凝溫度（冷凝壓力），以便于節(jié)流機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)?？梢詤⒄诊L(fēng)冷壓縮冷凝機(jī)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(jì)試驗(yàn)工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

　?。?）熱泵型室外機(jī)

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

　　制冷運(yùn)行時(shí)設(shè)計(jì)試驗(yàn)工況要求同單冷型室外機(jī)。

　　熱泵運(yùn)行時(shí)室外機(jī)的工況參數(shù)包括壓縮機(jī)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(jìn)液溫度（過冷度）。同時(shí)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(jì)，也可通過建立季節(jié)能效比模型進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

　?。?）熱回收型室外機(jī)

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

　　熱回收型室外機(jī)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(shí)，同時(shí)考核其壓縮機(jī)吸氣溫度（過熱度）。室外換熱器作為蒸發(fā)器時(shí)，同時(shí)考核其節(jié)流前進(jìn)液溫度（過冷度）?？梢愿鶕?jù)不同的氣候環(huán)境確定其設(shè)計(jì)試驗(yàn)工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

　　2.2 室內(nèi)機(jī)

　　VR空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)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(jī)構(gòu)組成。可分為以下三種形式：?jiǎn)卫湫?、熱泵型和熱回收型?/p>

　　（1）單冷型室內(nèi)機(jī)

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

　　單冷型室內(nèi)機(jī)的工況參數(shù)包括節(jié)流前進(jìn)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(jì)試驗(yàn)工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

　　（2）熱泵型室內(nèi)機(jī)

　　熱泵型室內(nèi)機(jī)由風(fēng)機(jī)、可用作冷凝器或蒸發(fā)器的換熱器和節(jié)流機(jī)構(gòu)組成。制冷運(yùn)行時(shí)，具有一定過冷度的高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器制冷，使得室內(nèi)空氣降溫降濕。制熱運(yùn)行時(shí)，高溫高壓的氣態(tài)進(jìn)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(yùn)行時(shí)設(shè)計(jì)試驗(yàn)工況要求同單冷型室內(nèi)機(jī)。

　　熱泵運(yùn)行時(shí)室內(nèi)機(jī)的工況參數(shù)包括冷凝器進(jìn)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(jì)試驗(yàn)工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

　?。?）熱回收室內(nèi)機(jī)

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

　　熱回收型室內(nèi)機(jī)的工況要求除滿足熱泵型室內(nèi)機(jī)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(jī)工況相對(duì)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(jì)試驗(yàn)工況，也可通過建立季節(jié)能效比模型進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

　　2.3 控制系統(tǒng)

　　VRV空調(diào)控制系統(tǒng)可分為三類。

　?。?）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)?？刂瞥杀荆梢圆煌瑢哟蔚目刂埔?，適合固定配置的機(jī)組。

　?。?）獨(dú)立式控制

　　室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)根據(jù)功能不同自帶相對(duì)獨(dú)立的控制系統(tǒng)。通過相對(duì)簡(jiǎn)單的通訊實(shí)現(xiàn)機(jī)組的模式控制，適用于非固定配置的機(jī)組。應(yīng)用特點(diǎn)是通用性好，便于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。

　　（3）集散式控制

　　集散式控制是在獨(dú)立式控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能升級(jí)。一是在模式控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的控制，提高系統(tǒng)的運(yùn)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(dòng)控制系統(tǒng)。

　　3、設(shè)計(jì)及試驗(yàn)方法

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)功能、容量可按需配置的組合系統(tǒng)，室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)作為獨(dú)立的部件可以應(yīng)用于不同的系統(tǒng)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能測(cè)試中必須根據(jù)其功能明確相應(yīng)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工況，實(shí)現(xiàn)其作為獨(dú)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(jì)的除了當(dāng)?shù)販囟?、濕度以外還包括大氣的潔凈度、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(diǎn)的技術(shù)更新當(dāng)然直接影響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)。

　　能效指標(biāo)要求來自于經(jīng)濟(jì)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(jì)運(yùn)行參數(shù)。

　　因此，VRV空調(diào)系統(tǒng)室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)等作為獨(dú)立的部件的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)是隨應(yīng)用場(chǎng)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(shí)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(jìn)行其工作能力的標(biāo)示和試驗(yàn)，以便于系統(tǒng)的有效配置。

　　VRV空調(diào)系統(tǒng)的性能試驗(yàn)必須在整機(jī)性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)上細(xì)化、深化，針對(duì)零部件如壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)以及它們的各種組合進(jìn)行性能試驗(yàn)和性能評(píng)價(jià)。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(jī)、室內(nèi)機(jī)乃至控制系統(tǒng)是相互獨(dú)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(jì)試驗(yàn)工況參數(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，降低生產(chǎn)、應(yīng)用成本。

　?。?）對(duì)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(shí)在安裝規(guī)范方面宜以整機(jī)對(duì)待?？蓺w于房間空調(diào)器類進(jìn)行管理，以最大限度的控制應(yīng)用成本。

　　（3）對(duì)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(jì)試驗(yàn)工況參數(shù)。在工程應(yīng)用上，制訂相應(yīng)的設(shè)計(jì)、安裝規(guī)范，納入建筑設(shè)備工程項(xiàng)目管理范疇。

　?。?）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。