0 引言
冷媒直接蒸發(fā)式變頻一拖多系統(tǒng),又稱制冷劑容量可調(diào)(Variable Refrigerant Volume)的直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng),簡(jiǎn)稱VRV系統(tǒng),80年代中期由日本大金(DAIKIN)工業(yè)株式會(huì)社研制推出,90年代初引入我國(guó),因其方便、靈活、節(jié)能、舒適、不需集中機(jī)房等特點(diǎn),在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用,成為目前國(guó)內(nèi)空調(diào)市場(chǎng)上一個(gè)重要的空調(diào)系統(tǒng)形式。
相對(duì)于傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng),VRV系統(tǒng)更接近單元式空調(diào)器或房間空調(diào)器,處理不如常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)容易做到。實(shí)際工程中有時(shí)對(duì)供應(yīng)注意不夠,造成室內(nèi)空氣品質(zhì)(空氣新鮮度、潔凈度、相對(duì)濕度等)無(wú)法保證,成為僅供冷、供暖的冷氣、暖氣系統(tǒng),影響了這種系統(tǒng)進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。因此,研究VRV系統(tǒng)的供方式具有重要的意義。
1 VRV系統(tǒng)供應(yīng)方式
實(shí)際已經(jīng)采用的和可以采用的VRV系統(tǒng)供應(yīng)方式有以下幾種。
1.1 無(wú)組織
對(duì)于不設(shè)有組織系統(tǒng),僅靠門(mén)窗縫隙滲透,甚至開(kāi)窗引入的做法,不是嚴(yán)格意義上的供應(yīng)方式,但由于實(shí)際工程采用這種做法較多,有必要予以分析。由于建筑物的風(fēng)壓、熱壓作用,不同朝向、不同樓層的房間其滲入室內(nèi)的空氣量是不同的,有些房間甚至打開(kāi)外窗都不能有效引進(jìn)。所引入的無(wú)論是其品質(zhì)(主要是潔凈度)還是針對(duì)每人所必須的量都無(wú)法保證,直接從室外引入未經(jīng)處理的,增大了室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷,對(duì)于一般按夏季負(fù)荷選擇的室內(nèi)機(jī)型號(hào),冬季嚴(yán)寒季節(jié)可能造成供熱量不足。另外,夏季的含濕量較高,室內(nèi)機(jī)除濕量增大,室內(nèi)相對(duì)濕度無(wú)法保證??傊靠p隙滲透引入的做法無(wú)法保證空調(diào)房間的空氣狀況,應(yīng)盡量避免。

1.2 室內(nèi)機(jī)自吸方式
通過(guò)選用室內(nèi)機(jī)專用換組件,將引入機(jī)組,采用室內(nèi)機(jī)自吸的方式送入室內(nèi)。一般直接取自室外,不經(jīng)過(guò)溫濕度處理(有時(shí)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾),負(fù)荷由室內(nèi)機(jī)承擔(dān),室內(nèi)機(jī)除濕負(fù)荷增大,在高濕度地區(qū)室內(nèi)濕度較難控制,影響空調(diào)效果。管分層或集中設(shè)置,室內(nèi)機(jī)數(shù)量較少時(shí),管也可分機(jī)組設(shè)置。此種處理方式僅限于天花板卡式嵌入型、天花板嵌入導(dǎo)管內(nèi)藏型的室內(nèi)機(jī),圖(1)為天花板卡式嵌入型室內(nèi)機(jī)采用T形接頭組件雙側(cè)進(jìn)風(fēng)的安裝示意圖。
1.3 采用專用處理裝置
有些VRV廠商如日本大金產(chǎn)品中,提供一種專門(mén)用來(lái)處理的室內(nèi)機(jī),它仍然采用冷媒直接蒸發(fā)式制冷(制熱),具有一定的機(jī)外余壓(200Pa左右),可以根據(jù)室外空氣溫度或室內(nèi)外溫差,通過(guò)設(shè)在冷媒供液管路上的電子膨脹閥自動(dòng)控制供液量,通過(guò)變頻控制達(dá)到設(shè)定的送風(fēng)參數(shù)。表(1)是該型室內(nèi)機(jī)的規(guī)格參數(shù)。
VRV系統(tǒng)
處理裝置 表(1)
(天花板嵌入風(fēng)管連接型)
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型號(hào) |
FXYMJ140KCFR |
FXYMJ224KCFR |
FXYMJ280KCFR |
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風(fēng)量m3/h |
1080 |
1680 |
2100 |
|
制冷量 KW |
14.0 |
22.4 |
28.0 |
|
制熱量 KW |
11.7 |
18.7 |
23.4 |
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對(duì)應(yīng)室外機(jī) |
RSXY5KY1 |
RSXY8KY1 |
RSXY10KY1 |
注:1 制冷能力基于室外溫度33℃DB, 28℃WB, 68%RH。
2 制熱能力基于室外溫度0℃DB, -2.9℃WB, 50%RH, 無(wú)霜情況下。
3 當(dāng)量管長(zhǎng)5m;水平落差0m。
4 處理室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)也可采用多聯(lián)結(jié)構(gòu),如一臺(tái)RSXY10KY1室外機(jī)負(fù)擔(dān)二臺(tái)FXYMJ140KCFR型室內(nèi)機(jī)。
在處理中需注意,不能將專用室內(nèi)機(jī)與普通室內(nèi)機(jī)連接在一個(gè)系統(tǒng)中,也不能將普通天花板嵌入風(fēng)管連接型室內(nèi)機(jī)(FXYM-KVEC)作為機(jī)組使用。普通室內(nèi)機(jī)處理室內(nèi)空氣,而室內(nèi)機(jī)處理室外空氣,空氣狀態(tài)相差甚遠(yuǎn),對(duì)設(shè)備的要求也不一樣。夏季由于溫度高,冷媒盤(pán)管內(nèi)蒸發(fā)壓力也高,壓縮機(jī)功率消耗大,如果把室內(nèi)機(jī)與普通室內(nèi)機(jī)共同連接到一臺(tái)室外機(jī),壓縮機(jī)有可能因超載而燒毀。
由于機(jī)組的制冷、制熱能力是一定的,在不同室外狀態(tài)下,所處理的終狀態(tài)參數(shù)是不同的,應(yīng)通過(guò)焓-濕(h-d)圖計(jì)算確定。在機(jī)組額定狀態(tài)下,處理空氣的焓差約為53KJ/Kg,高于國(guó)產(chǎn)冷水機(jī)組6排盤(pán)管的處理能力(處理焓差42~45Kj/Kg),在大部分室內(nèi)外狀態(tài)下都可將室外空氣處理至室內(nèi)狀態(tài)等濕線附近,即可負(fù)擔(dān)所有的冷負(fù)荷及濕負(fù)荷,選擇室內(nèi)機(jī)時(shí)僅考慮室內(nèi)負(fù)荷即可。
1.4 采用換氣機(jī)
換氣機(jī)的實(shí)質(zhì)是空氣熱回收裝置,按空氣熱交換器的種類可分為板式、板翅式、轉(zhuǎn)輪式、熱管式等幾種,按回收熱量的性質(zhì)分為顯熱回收器與全熱回收器??照{(diào)系統(tǒng)中采用換氣機(jī)供應(yīng),在供給的同時(shí)置換出等量的室內(nèi)污濁空氣,室內(nèi)風(fēng)量平衡,量有保證,并且具有節(jié)能效果,較其它供應(yīng)方式更具優(yōu)勢(shì)。在筆者《換氣機(jī)在風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用的工況分析》一文中,定量分析了顯熱回收式和全熱回收式換氣機(jī)的工作狀況,其結(jié)論同樣適用于VRV空調(diào)系統(tǒng),即:
(1) 換氣機(jī)可以用于VRV空調(diào)系統(tǒng)供應(yīng),并具有節(jié)能效果;
(2) 與采用專用處理裝置相比,換氣機(jī)供應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)時(shí),夏季室內(nèi)機(jī)負(fù)荷增加,濕工況加重,室內(nèi)相對(duì)濕度有增加的趨勢(shì);
(3) 在冬季工況下,換氣機(jī)能較好滿足空調(diào)系統(tǒng)需要,節(jié)能效果顯著;
(4) 全熱回收裝置與顯熱回收裝置相比,夏季工況全熱回收型節(jié)能效果較好,冬季工況二者差別不大;
(5) 采用全熱回收裝置冬季可減少空調(diào)加濕系統(tǒng)的費(fèi)用,對(duì)濕度要求不高的場(chǎng)合可以不用對(duì)加濕。
全熱交換器目前市場(chǎng)產(chǎn)品較少,選擇受到一定限制,并且價(jià)格較高。表(2)列出大金HRV全熱交換器的規(guī)格及性能參數(shù)。
HRV全熱交換器性能 表(2)
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型號(hào) |
VAM500 |
VAM800 |
VAM1000 |
VAM2000 |
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風(fēng)量m3/h |
500 |
800 |
1000 |
2000 |
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溫度交換效率(H/L) % |
74/77 |
74/76 |
75/76.5 |
75/76 |
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焓交換效率(H/L)% |
制冷% |
58/63 |
60/62 |
61/63 |
61/64 |
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供暖% |
62/67 |
65/67 |
66/68 |
66/68 |
注:(1) 制冷效率基于室內(nèi)溫度27℃DB, 50%RH。室外溫度35℃DB, 60%RH。
(2) 供暖效率基于室內(nèi)溫度20℃DB, 40%RH。室外溫度7℃DB, 70%RH。
國(guó)產(chǎn)換氣機(jī)是一種顯熱回收裝置,顯熱回收效率在70%左右。由于換氣機(jī)規(guī)格較多且價(jià)格低廉,采用換氣機(jī)解決VRV系統(tǒng)的供應(yīng),比采用HRV全熱交換器更為靈活。換氣機(jī)無(wú)潛熱回收作用,室內(nèi)機(jī)需負(fù)擔(dān)全部的潛熱負(fù)荷和部分顯熱負(fù)荷,室內(nèi)機(jī)負(fù)擔(dān)加重,應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定室內(nèi)機(jī)規(guī)格。
2 加濕
冬季空調(diào)系統(tǒng)中,室內(nèi)空氣的升溫過(guò)程是一個(gè)等濕加熱過(guò)程,空氣被加熱的溫度越高,其相對(duì)濕度越低。在濟(jì)南地區(qū),當(dāng)把室外空調(diào)計(jì)算狀態(tài)(干球溫度-10,相對(duì)濕度54%)下的空氣加熱到室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度(干球溫度22℃)時(shí),相對(duì)濕度將減小到5%左右。室內(nèi)相對(duì)濕度過(guò)低,對(duì)人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生刺激,易引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病;室內(nèi)易產(chǎn)生靜電,影響人們的正常生活;木質(zhì)地板、家具易干裂變形。因此,設(shè)置了空調(diào)系統(tǒng)的建筑應(yīng)采取冬季加濕措施。
當(dāng)采用換氣機(jī)為VRV系統(tǒng)供應(yīng)時(shí),由于冬季送風(fēng)溫度較低,如濟(jì)南地區(qū)在室外空調(diào)設(shè)計(jì)干球溫度-10℃時(shí),送風(fēng)溫度僅為12.4℃,如采用濕膜或超聲波式、高壓噴霧式等型式的等焓加濕,即使加到飽和也無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求,只能采用等溫加濕方式,如干蒸汽加濕,當(dāng)無(wú)蒸汽來(lái)源時(shí),可采用專為換氣機(jī)設(shè)計(jì)的電極或PTC電陶瓷加熱的等溫加濕裝置。
該系列加濕器的工作原理是將用PTC電陶瓷加熱而產(chǎn)生的蒸汽輸送到換氣機(jī)的室內(nèi)送風(fēng)口處,完成加濕過(guò)程。

圖(2)是其工作原理圖示。具有如下特點(diǎn):
(1) 低溫加濕性能好,可在10℃左右的低溫送風(fēng)管道內(nèi)完成等溫加濕。
(2) 風(fēng)阻力小,蒸汽在PTC不銹鋼箱體內(nèi)產(chǎn)生后,僅通過(guò)蒸汽管送到換氣機(jī)的送風(fēng)管內(nèi),與干蒸汽加濕器的布置方式相同,對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)基本沒(méi)有影響。
(3) 耗水量小,除定期進(jìn)行排污外,水全部轉(zhuǎn)化為蒸汽。
(4) 使用安全,無(wú)水時(shí)PTC電陶瓷表面溫度不超過(guò)200℃,不會(huì)像電熱管一樣產(chǎn)生干燒火災(zāi)隱患。
3 工程實(shí)例
中國(guó)人民銀行萊蕪市分行辦公樓,建筑面積9300m2,九層,建筑高度36.75m, 屬于二類高層建筑。
工程設(shè)計(jì)夏季冷負(fù)荷995Kw,設(shè)計(jì)冬季熱負(fù)荷851Kw??照{(diào)系統(tǒng)為降低總體造價(jià),大會(huì)議室、營(yíng)業(yè)廳等公共場(chǎng)所設(shè)置一拖二的商用空調(diào)機(jī),其余的辦公用房采用ECO一拖多空調(diào)機(jī)。室內(nèi)機(jī)根據(jù)相應(yīng)房間的布局形式采用半封閉四方型或隱藏管路型,所有的室外主機(jī)設(shè)于主樓屋面上。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括一層金庫(kù)內(nèi)的交換間、整點(diǎn)復(fù)點(diǎn)室等部分無(wú)外窗房間以及二到九層所有房間的有組織的供應(yīng)。一層為三到九層為標(biāo)準(zhǔn)層辦公室,雖有外窗但開(kāi)啟不便,影響美觀。故以上房間均采用換氣機(jī)進(jìn)行送風(fēng),熱量回收,并對(duì)進(jìn)行過(guò)濾、隔音降噪。在設(shè)計(jì)中根據(jù)房間所需量來(lái)確定換氣機(jī)型號(hào),普通辦公室按25m3/h.人。一層的房間采用外掛式換氣機(jī);三到九層采用吊頂式換氣機(jī),在吊頂內(nèi)設(shè)送回風(fēng)管道連到各個(gè)房間,風(fēng)管采用玻璃纖維超級(jí)風(fēng)管。三到九標(biāo)準(zhǔn)層系統(tǒng)布置詳見(jiàn)圖(3)。

4 結(jié)論
VRV空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置有組織的供應(yīng),而換氣機(jī)是一種較為理想的供應(yīng)方式,采用此種供應(yīng)方式時(shí)可采用電極或PTC電陶瓷加熱的等溫加濕裝置進(jìn)行冬季加濕。
水平所限,不當(dāng)之處,歡迎指正。
[參考文獻(xiàn)] 略
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2. 大金工業(yè)株式會(huì)社技術(shù)資料.VRV系統(tǒng)-熱泵、單冷、熱回收超級(jí)VRV+系列
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