浅谈VRV空调的设计与安装1

优秀论文申报表题目浅谈VRV空调的设计与安装申报单位中铁十二局集团建安公司安装分公司作者姓名单位职务职称王小波中铁十二局集团建安公司安装分公司助理工程师论文依托项目背景及完成时间由中铁十二局集团建安公司承建的郑西客运专线西安北站房工程，其附属工程-通信信号综合楼和公安派出所楼，以及站房的贵宾室均采用的是VRV空调系统，其中通信信号楼计划在郑西线通车前交付使用，其主站房计划在2011年3月底交工。论文发表及获奖记录论文摘要VRV空调系统是家用中央空调的主要机型之一,现在也被广泛运用于各种对空气质量要求较高的建筑当中。西安北站房工程中，其附属工程通信信号综合楼、公安派出所楼及其主站房的贵宾室都是采用此空调系统，具有系统简单、结构紧凑、节能、舒适等优点,各房间独立调节、运行,能满足不同房间不同空调负荷的要求。就此本文针对VRV空调系统,分析各系统部件的工作特点,并在此基础上对其室内机、室外机的设计参数、设计要点和管路安装进行研究探讨,为VRV空调系统的设计研究人员、施工人员以及产品标准的制订提供参考。申报单位对论文的综合评价该论文主要论述了在西安北站房工程及其附属工程（通信信号楼和公安派出所）中均采用VRV系统。讲述了VRV系统部件的工作特点，并对室内机、室外机的设计参数、设计要点和管路安装进行研究探讨。对VRV空调的的理解透彻，论文层次分明，语言流畅，理论联系实际阐述问题具有一定的指导意义。单位评审上报意见及申报等级（盖章）2008年10月16日集团公司评审意见（盖章）年月日浅谈VRV空调的设计与安装王小波摘要:本文针对VRV空调系统,分析各系统部件的工作特点,并在此基础上对其室内机、室外机的设计参数、设计要点和管路安装进行研究探讨,为VRV空调系统的设计研究人员、施工人员以及产品标准的制订提供参考。关键词:VRV家用中央空调;设备特点;冷凝管、冷媒管的安装要求1引言VRV空调系统是家用中央空调的主要机型之一,现在也被广泛运用于各种对空气质量要求较高的建筑当中，西安北站房工程中，其附属工程通信信号综合楼、公安派出所楼及其主站房的贵宾室都是采用此空调系统，具有系统简单、结构紧凑、节能、舒适等优点,各房间独立调节、运行,能满足不同房间不同空调负荷的要求。自20世纪80年代诞生以来,在日本和国内市场上获得了广泛的重视和应用,众多公司都开发了类似的空调系统。VRV空调系统也由单室外机、单室内机的结构逐步向多室内机甚至多室外机系统发展。室外机压缩机容量可变,有单台变容量(如双速、变转速及其他变容技术)压缩机和两台或两台以上定容量压缩机与变容量压缩机的组合等多种型式。在使用功能上有单冷型、热泵型、热回收型以及蓄能型、新风机组等。显然,VRV空调系统在功能上室外机、室内机乃至控制系统是相互独立、可以按需组合,而在目前的相关标准规范中又将其作为单元式机组对待,只对整机进行性能考核。因此,迫切希望针对其系统特点进行研究分析,统一设计和试验标准,制订相应的标准规范,促进VRV空调系统的生产应用。2VRV空调系统的设备的特点VRV空调系统的工作原理与普通蒸汽压缩式制冷系统相同,由压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器组成。与普通蒸汽压缩式制冷装置不同的是,热泵型(包括热回收型)VRV空调系统室内、室外侧换热器都具有冷凝器和蒸发器的双重功能。在单元式空调(热泵)系统装置中,各组成部件以满足整机功能(如一定的制冷或制热能力)而配置,在同样的工况下不同配置的系统可以有不同的运行参数。对于一定工作能力的空调(热泵)装置,冷凝器、蒸发器乃至压缩机的工作能力是相互影响、相互制衡的,设计时并无统一的工况要求,因此它们也不能作为独立的部件应用于其他系统。2.1室外机VRV空调系统室外机一般由可变容量的压缩机(组)、可用作冷凝器或蒸发器的换热器、风扇和节流机构组成。可分为以下三种形式:单冷型、热泵型和热回收型。2.1.1单冷型室外机单冷型室外机由可变容量的压缩机(组)、冷凝器和风扇组成,是一种变容量的风冷压缩冷凝机组。其工作参数的确定、设计方法和试验方法均可参照风冷压缩冷凝机组。风冷压缩冷凝机组的工况参数包括压缩机吸气温度(过热度)、蒸发温度(吸气压力)、室外环境空气温(湿)度和冷凝器出液温度(过冷度)。同时应标示其制冷剂冷凝温度(冷凝压力),以便于节流机构的设计。可以参照风冷压缩冷凝机组相关标准,根据不同的气候环境确定其具体的设计试验工况,也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。2.1.2热泵型室外机热泵型室外机由可变容量的压缩机(组)、可用作冷凝器或蒸发器的换热器、风扇和节流机构组成。制冷运行时作为风冷压缩冷凝机组使用,热泵运行时其风冷冷凝器作为冷却空气的蒸发器使用。设计试验时需要兼顾风冷压缩冷凝机组和热泵室外机组的工作要求。制冷运行时设计试验工况要求同单冷型室外机。热泵运行时室外机的工况参数包括压缩机排气温度、冷凝温度(排气压力)、室外环境空气温湿度和蒸发器节流前进液温度(过冷度)。同时应标示其制冷剂蒸发温度(蒸发压力),以便于系统配置设计,也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。2.1.3热回收型室外机热回收型室外机由可变容量的压缩机(组)、可用作冷凝器或蒸发器的换热器、风扇和节流机构组成。其运行特点是通过对压缩机的输气量和室外换热器的热(冷)负荷进行调节,控制压缩机的吸排气压力(蒸发温度和冷凝温度),同时满足不同的室内机分别制冷或供热的运行工况要求。热回收型室外机的工况参数主要包括蒸发温度(吸气压力)、冷凝温度(排气压力)和室外环境空气温湿度。室外换热器作为冷凝器时,同时考核其压缩机吸气温度(过热度)。室外换热器作为蒸发器时,同时考核其节流前进液温度(过冷度)。可以根据不同的气候环境确定其设计试验工况,也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。2.2室内机VRV空调系统室内机一般由风扇、可用作冷凝器或蒸发器的换热器和节流机构组成。可分为以下三种形式:单冷型、热泵型和热回收型。2.2.1单冷型室内机单冷型室内机由风机、蒸发器和节流机构组成。单冷型室内机的工况参数包括节流前进液温度(过冷度)、蒸发温度(蒸发压力)、冷凝温度(冷凝压力)和室内环境空气温湿度。需根据不同的气候环境确定其设计试验工况,也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。2.2.2热泵型室内机热泵型室内机由风机、可用作冷凝器或蒸发器的换热器和节流机构组成。制冷运行时,具有一定过冷度的高压液态制冷剂经节流后进入蒸发器制冷,使得室内空气降温降湿。制热运行时,高温高压的气态进入冷凝器冷凝放热,使得室内空气加热升温,制冷剂液化。制冷运行时设计试验工况要求同单冷型室内机。热泵运行时室内机的工况参数包括冷凝器进气温度、压力(冷凝温度)、冷凝器出液温度(过冷度)和室内环境空气温度。需根据不同的气候环境确定其设计试验工况,也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。2.2.3热回收室内机热回收型室内机由风机、可用作冷凝器或蒸发器的换热器和节流机构组成。制冷、制热时工作过程与热泵型室内机相同。热回收型室内机的工况要求除满足热泵型室内机的要求外,热回收工作模式下的工况参数主要包括室内环境空气温湿度以及与热回收型室外机工况相对应的制冷剂蒸发温度和冷凝温度。需根据不同的气候环境确定其设计试验工况,也可通过建立季节能效比模型进行设计试验。2.3控制系统VRV空调控制系统可分为三类。2.3.1集中控制集中控制目前广泛用于小型VRV空调系统,如一拖一、一拖二和一拖三系统。控制成本,可以不同层次的控制要求,适合固定配置的机组。2.3.2独立式控制室外机、室内机根据功能不同自带相对独立的控制系统。通过相对简单的通讯实现机组的模式控制,适用于非固定配置的机组。应用特点是通用性好,便于产品的标准化和系列化。2.3.3集散式控制集散式控制是在独立式控制的基础上进行功能升级。一是在模式控制的基础上实现系统运行参数的控制,提高系统的运行效率,二是将空调系统作为建筑环境的子系统,融人楼宇自动控制系统。3VRV空调系统在工程设计中应注意的问题3.1新风问题空调系统中,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,然而价格很高,一般工程中较少采用;（2）用全热交换器处理新风。这种方式特别适合有排风要求的场合,如餐饮娱乐、会议室等。将室外新风经过全热交换器与室外排风进行热湿交换后送入室内,可以大大降低新风负荷,非常节能。然而,在工程设计需要注意新风口和排风口的布置一定要合理,尤其是有污染的场所,更要考虑新风和排风的交叉污染问题,在国内使用时,由于大多数城市空气质量较差,积灰严重,过滤器易堵塞,要经常清洗过滤器。（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。该方式系统简单,设计时风机箱也根据系统要求很容易选到合适的风压。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。由此可以看出对于VRV空调系统最棘手的新风问题,通常情况下都推荐采用第三种处理方式,经济合理,简单适用。而在有排风要求的场合,则优先考虑第二种方式。3.2室内外机的匹配问题实际工程中,尤其是中小型工程,同一层平面中有多种使用功能房间,其使用时间也不同,并且面积也较小(如:小会议室、接待室、包间、小餐厅等),要实现空调系统的划分就比较困难,即使能做到而系统也十分复杂。如果采用VRV空调系统以上问题就简单了,而且充分的体现出它既能灵活布置,又能节省平常运行费用的特点。既然把不同功能和不同使用时间的房间合在同一个空调系统中,那么,就存在室内合理匹配问题,这就需要考虑同时使用系数的问题,同时使用系数多少视具体情况而定,但是室内机和室外机的容量比既不能低于50%,也不能超过130%。3.3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:室外机布置在层顶时,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,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)。3.4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,因此空调机安装的房间要求设计成:在出现制冷剂泄漏时,其浓度不会超过极限值。以制冷剂R410A为例,它没有毒性和易燃性,但是当浓度上升时却存在窒息危险。其极限浓度计算方法是: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0.13千克/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。3.5管道长度与室外气温对制冷量的影响制冷剂管路的长度、室内机和室外机之间的高差，都会影响多联机空调系统的性能。蒸发温度每升高1℃，制冷量约降低3%。日本大金公司RHXY20M制冷机组，当室内机处于室外机下方时，高差小于10m,等效管长小于10米时，容量修正系数为1.0，当高差达到50m时，等效管长为60m时，容量修正系数为0.87，即冷量衰减达13%。大金VRV-Ⅲ的10HP多联机VRV系统，当管长为50m时，冷量衰减为8%。室内机和室外机之间的高差越大，等效管长越长，其冷量衰减越大。所以，虽然多联机组允许最大制冷剂管长为150m，但是从保证有效供冷（热）及节能角度出发，建议实际应用时其管子最好不要超过100m.资料表明，最大配管等效长度超过90m时，主制冷剂管的直径必须增加。当室外温差较低时，制热量有较大的衰减，还必须乘以相应的修正系数。4冷媒及冷凝配管应注意的事项