多聯機ＶＲＶ系統特點淺析

摘要：針對多聯機VRV系統原理和特點，對其系統性能及特點進行了分析。

關鍵詞：多聯機VRV 渦旋壓縮機 COP 回油 除霜

0 引言

多聯機VRV (variable refrigerant volume) 空調系統即可變制冷劑流量空調系統，由日本大金（DAIKIN） 公司于1982 年開發推出，打破了傳統的中央空調設計理念，在傳統的房間分體空調器由一臺室外機連接一臺室內機的一對一方式的基礎上，研制出了一臺室外機連接多臺室內機的供暖制冷系統，使設計、安裝、運行及維護管理更為簡單、方便，節能。

1 多聯機VRV系統原理及分類

多聯機VRV空調系統是為適應空調機組集中化使用需求在分體式和多聯式空調系統基礎上發展起來的一種新型制冷劑空調系統。多聯機VRV空調系統的工作原理與普通蒸汽壓縮式制冷系統相同，由壓縮機、冷凝器、節流機構和蒸發器組成。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空調系統室內、室外側換熱器都具有冷凝器和蒸發器的雙重功能。多聯機VRV空調系統的系統原理上與分體式空調相同，只是一臺室外機可帶多臺室內機。如大金VRVIII空調，一臺室外機最大可連接64臺室內單機，只要一條制冷劑管道便可在容量比8％～130％的范圍內將64臺不同型號室內機連接于一臺室外機，64臺室內機可同時運轉，也可按不同的需要單獨運轉。多聯機VRV空調系統可分為單冷型、熱泵型和熱回收型三種形式。由多聯機VRV空調控制系統角度，可分為集中控制、獨立式控制和集散式控制三種形式。

2 多聯機VRV空調系統優點

多聯機VRV空調系統是由多臺高效壓縮機組成，并且有較高的EER；冷（熱）量直接由制冷劑輸送，減少換熱環節；控制非常靈活，適合各種變負荷的場所。

2.1 采用高效渦旋壓縮機 渦旋式壓縮機由渦旋型定盤、渦旋式動盤、撥動盤(防自轉機構)、主軸電機、機體等少量部件組成。將帶有渦旋形葉片的固定渦盤和具有相同形狀的作公轉的擺動渦盤相嚙合，以相位差180°的兩個渦旋形葉片組合成一些封閉空間。靜盤與機殼固定，動盤由一個偏心距很小的偏心軸帶動，繞固定渦盤的渦旋中心以一定半徑作公轉運動，每轉一個角度，月牙形容積被壓縮，不斷旋轉，使月牙形容積不斷被壓縮。最后壓縮氣體從中心排出。介質的壓力在外圓處比較低，越到中心處壓力越高。這種壓縮過程同時繼續地進行，比較平穩，氣體進口處沒有吸氣閥，出口處沒有排氣閥，沒有余隙容積，因此容積效率高。多聯機VRV空調系統是由多臺高效壓縮機組成，并且有較高的EER。直流變頻空調系統采用的是高壓腔高轉速渦旋式制冷壓縮機。渦旋式制冷壓縮機結構簡單，不需要設置吸、排氣閥片，低溫啟動時預熱冷凍油，具冷媒直接壓縮，更有效利用壓縮腔容積，易損部件較少，運行平穩，噪聲低，而且允許吸入少量濕蒸汽，故特別適用于熱泵式空調。

2.2 冷（熱）量直接由制冷劑輸送 多聯機VRV空調系統直接以制冷劑作為傳熱介質，傳送的熱量幾乎是水的10倍、空氣的20 倍，而且不需龐大的風管和水管系統，減少了輸送耗能及冷媒輸送中能量損失。同樣輸送116kW的熱量，以制冷劑作為輸送介質，所需的輸送系統耗能僅為室內機所耗的2.5kW，分別是以水和空氣作為傳熱介質所需能耗的53.27％和33.3％。采用制冷劑直接蒸發制冷，沒有按傳統中央空調系統先把冷量傳給水，再由冷水傳給室內空氣這一中間過程，減少了一個能量傳遞環節，從熱量傳遞的網絡圖上看就是減少了一項傳熱熱阻，因此也就減少了能量的損耗。

2.3 冷（熱）量隨負荷調節 空調系統在實際運行過程中，滿負荷運行的時間很短，一般只占全年運行時間的1％～3％，其余時間都是在部分負荷下運行的，而其中又有70％的運行時間是在30％～70％這個部分負荷段之間。因此衡量一個空調產品節能性的好壞，其部分負荷的COP值是一個至關重要的因素，COP值是以一年的空調系統制冷制熱容量總和與一年的總耗電量之比。多聯機VRV變頻空調系統在部分負荷時的節能效果比較顯著，能效比相對較高。當部分負荷率在40％～60％之間時，制熱工況的能效比(COP)最高可達到4左右。當部分負荷率在55％左右時，多聯機VRV機組的性能系數COP最高。隨著部分負荷率的升高，COP逐漸下降。一般說來，不論是在冬季還是在夏季多聯機VRV空調系統在部分負荷時的性能都很好。多聯機VRV空調系統根據室內負荷的大小，在不同轉速下連續運行，減少壓縮機因頻繁啟停造成的不可逆損失；無論在制冷還是在制熱工況下，能效比COP隨頻率的降低而升高，一般情況下，當機組的負荷率為40％～80％時，其效率較高，制冷效率COP最高可達4.27，制熱效率COP高達4.36，故系統的季節能效比SEER相對于傳統空調系統有很大的提高。采用壓縮機低頻啟動，降低了啟動電流，電器設備將大大節能，同時避免了對其他用電設備和電網的沖擊。

3 多聯機VRV空調系統待完善的幾個方面

多聯機VRV空調系統除具有良好的特性，同時由于室外機采用多個壓縮機，使其回油系統比較復雜；多聯機VRV系統冷媒管道安裝要求高，管路較長，防漏及保溫顯得十分必要。

3.1 多聯機VRV系統回油問題 壓縮機在運行時，一部分潤滑油連續地從氣缸中與排氣一起被壓出。因此，必須有同等數量的潤滑油返回壓縮機，才能保證系統的正常運行。如果吸氣管徑選擇不當，造成潤滑油回油不良，將使系統的性能充分發揮受到影響。因此確定吸氣管管徑時，必須保證最低的氣流速度。由于目前大多數均為變負荷工作的系統，為了保證最低負荷時，潤滑油也能返回壓縮機，就應縮小吸氣管的管徑，以使在最低負荷時管內氣流速度也能高于最低帶油流速。一般而言，采用直流變頻技術的VRV系統在回油方面存在更大的優勢。一方面，根據壓縮機油量大小，自動確定最佳排油量，避免壓縮機偏油，提高可靠性。另外，當油面達到一定高度時，回到壓縮機的冷凍油會自動排除壓縮機。更重要的是壓縮機間的交叉回油技術，冷凍油在回到壓縮機前被均勻的分配，使得個壓縮機油位保持平衡。

3.2 冬季除霜問題 空氣源熱泵在冬季運行過程中，當空氣通過室外側換熱盤管時，會有水凝結在盤管表面，進而結成了冰，結在盤管上的冰不僅會減小換熱面積，而且會降低可通過的風量。隨著結霜的不斷增加，會影響到空氣和盤管的熱交換效果，也就是和制冷劑的熱交換效果。因此，除霜是空氣源熱泵在冬季特有的現象，熱泵式VRV空調機組也不例外。在晴朗的天氣里，大約8h除一次霜，一天除三次左右；而在雨雪的天氣中，大約2～3h除霜一次；最惡劣的工況是0～5℃之間的雨雪天氣，有時甚至會1～1.5h除霜一次。由此可知，除霜的時間間隔主要由室外空氣的相對濕度決定的，室外空氣的相對濕度越高，除霜次數越多，反之則越少。

4 結論

本文詳細分析了多聯機VRV系統的特點。高效壓縮機、冷（熱）量直接由制冷劑輸送和負荷靈活調節，顯著地提高了多聯機VRV 系統的COP。回油系統的復雜性、冬季除霜問題，成為VRV系統推廣應用首要解決的問題。希望多聯式VRV空調在不斷的技術更新過程中，解決現已存在的問題，得到更廣泛的應用。

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