VRV空调系统的设计与应用
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摘要：文章结合工程实例，对VRV空调系统部件的原理和特点、工程设计与施工中应注意的问题等进行了探讨。
关键词：VRV空调系统；室外机；室内机；制冷剂；设计施工
一、工程概况
某工程为地下二层和地上十九层组成办公楼建筑，建筑总高度90.9m，建筑面积约20000平方米，属一类高层公共建筑。根据本工程的使用功能要求及特点，各个楼层空调系统能独立管理，每个空调房间能独立控制，空调系统设计选用单冷型变制冷剂流量多联机（VRV）空调系统，作者通过该工程VRV 空调系统的设计与施工中遇到的一些问题，谈谈自己的几点体会。
二、VRV空调系统的原理和特点
VRV空调系统全称是Variable Refrigerant Volume，简称VRV，即变制冷剂流量系统。它以制冷剂为输送介质，室外主机由室外侧换热器、压缩机和其它制冷附件组成，末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机。系统结构上类似于分体式空调机组，采用一台室外机对应一组室内机。控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的旋涡式压缩机转速，控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，适时地满足室内不同的冷、热负荷要求。其特点有，VRV空调系统依据室内负荷，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；各房间可独立调节，能满足不同房间不同空调负荷的需求。
三、VRV空调系统在工程设计与施工中应注意的问题
（一）新风处理的问题
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，这种处理方式是一种传统的新风处理方式，该处理方式由于新风集中处理后送至各个空调房间，因此风机压头较高，容易产生噪声，同时也不节能，这种新风处理方式现在越来越少用了。
2．采用全热交换器处理新风。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，这种方式可以充分利用室内的余热余湿，经济合理，简单适用。
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，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。
该工程采用第二种方式，每层设新风全热交换机，室内排风和室外新风在全热交换机内进行热量交换，在向室内提供新风的同时，回收部分室内排风带走的冷量，可以大大降低新风冷负荷，非常节能。
（二）室内机选择问题
该工程主要为办公室及会议室，且多为长方形并设有吊顶，于是天花嵌入式四面吹风型室内机成为最好的选择；一层大厅中庭面积较大，设计选用内藏风管式侧吹型室内机，相对于选用数台四面送风的室内机，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。
（三）室外机耗电量问题
VRV空调产品样本中提供的压缩机输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。
（四）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）。室外机一般布置在屋顶、阳台和地面上，前面两种做法居多，两者都有优缺点：室外机布置在屋顶时，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，有时存在回流现象，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）。 该工程室外机全部放置于大楼西北角的空调机房内，垂直布置，为避免下面室外机的排风被上面室外机吸入作为进风，统一安排所有的进风由机房的北侧即大楼的北面吸入，而所有的排风均布置在机房的西侧即大楼的西面并由专门的导风管排出，很好地解决了排风的回流问题。
（五）凝结水管的安装问题
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。实际工程中凝结水管的长度应尽量短，并要有部小于0.01的坡度，以免形成管内气阻，排水不畅。如果凝结水管坡度不够时，可制作一个排水升程管。升程管的高度应小于各种型号室内机凝结水排升高度的规定值，升程管距室内机应小300mm。该工程在设备选型时，所有室内机均选用配有扬程为600mm水柱的冷凝水提升泵，方便了冷凝水的排出，也大大提高了办公室的吊顶空间。
（六）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，因此安装空调机的房间要求设计时采取相应措施，保证在出现制冷剂泄漏时，其浓度不会超过极限值，即使有些制冷剂没有毒性和易燃性，但是当浓度上升时却存在窒息危险。下面介绍一下空调房间制冷剂极限浓度的计算方法：
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。
另外，选用何种冷媒对整个VRV空调系统也是至关重要，该工程选用R410A（HFC）环保冷媒，该冷媒不含氯元素，不会与臭氧发生化学反应，对臭氧层的破坏系数（ODP）为0； 同时采用R410A（HFC）冷媒，也实现了更高的制冷系数（COP），使得冷媒用量少，铜管尺寸减小，为业主减少工程造价。
（七）控制方式的选择
1．VRV空调系统的常规控制
此控制方式相对简单，每一台室外机对应若干台室内机，各组VRV空调系统均独立运行控制，就地遥控器设置可按工程实现情况采用一个遥控器对应一台室内机，或一个遥控器对应若干台室内机，是一种比较经济实用的控制方式。该控制方式均为末端就地控制，无集中监控管理环节，在实际使用过程中，室内机的温度值设定，开机时间，开机数量随意性比较大，其使用上的灵活性、方便性常常是以牺牲能耗为代价，从纯节能角度讲效果并不时很明显。
2．VRV空调系统的集中控制
配置了独立控制管理系统的控制方式，与目前VRV空调系统采用的控制方式相比较，增加了集中控制管理环节，可以在控制室内对远端各组VRV空调系统进行监控管理，可做到更加细致、更加周密的空调管理，实现整个空调系统的高效、舒适、节能。适合使用于对控制要求较高，并且需要对整个项目进行智能化管理的中、大型项目中。
该工程采用第二种方式，使得VRV空调系统除可在室内机就地控制外，还能使系统所有空调设备的控制、运行日程编排、状态显示等数据，保证整个系统在微机中可实现如下等功能：
（1）楼层可视化导航控制，可以控制整栋大楼所有室内、外机和新风全热交换机的启、停。
（2）控制、运转和设定―启动、停止控制；温度调节模式设定；温度设定。
（3）显示―空调运转设置和状态；室内温度；室内机故障。
（4）监测―室内、外机空调状态监控；室内机故障监测；室内温度监测。
四、结语
总之，尽管VRV空调系统具有设计安装方便、布置灵活多变、占建筑空间小、使用方便、可靠性高、运行费用低、不需机房、无水系统等诸多优点，但也有其明显的不足，并不是所有的项目都适合采用VRV空调系统，应根据工程的使用功能和特点，合理地选用VRV空调系统；如果在VRV空调系统设计和施工中能尽量注意避免其存在的问题，VRV系统将显得更加完善和美好，给人们带来更佳的舒适感。
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