多联机ＶＲＶ系统特点浅析

曲瑞春　王　妍

摘要：针对多联机VRV系统原理和特点，对其系统性能及特点进行了分析。

关键词：多联机VRV 涡旋压缩机 COP 回油 除霜

0 引言

多联机VRV (variable refrigerant volume) 空调系统即可变制冷剂流量空调系统，由日本大金（DAIKIN） 公司于1982 年开发推出，打破了传统的中央空调设计理念，在传统的房间分体空调器由一台室外机连接一台室内机的一对一方式的基础上，研制出了一台室外机连接多台室内机的供暖制冷系统，使设计、安装、运行及维护管理更为简单、方便，节能。

1 多联机VRV系统原理及分类

多联机VRV空调系统是为适应空调机组集中化使用需求在分体式和多联式空调系统基础上发展起来的一种新型制冷剂空调系统。多联机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。多联机VRV空调系统的系统原理上与分体式空调相同，只是一台室外机可带多台室内机。如大金VRVIII空调，一台室外机最大可连接64台室内单机，只要一条制冷剂管道便可在容量比8％～130％的范围内将64台不同型号室内机连接于一台室外机，64台室内机可同时运转，也可按不同的需要单独运转。多联机VRV空调系统可分为单冷型、热泵型和热回收型三种形式。由多联机VRV空调控制系统角度，可分为集中控制、独立式控制和集散式控制三种形式。

2 多联机VRV空调系统优点

多联机VRV空调系统是由多台高效压缩机组成，并且有较高的EER；冷（热）量直接由制冷剂输送，减少换热环节；控制非常灵活，适合各种变负荷的场所。

2.1 采用高效涡旋压缩机 涡旋式压缩机由涡旋型定盘、涡旋式动盘、拨动盘(防自转机构)、主轴电机、机体等少量部件组成。将带有涡旋形叶片的固定涡盘和具有相同形状的作公转的摆动涡盘相啮合，以相位差180°的两个涡旋形叶片组合成一些封闭空间。静盘与机壳固定，动盘由一个偏心距很小的偏心轴带动，绕固定涡盘的涡旋中心以一定半径作公转运动，每转一个角度，月牙形容积被压缩，不断旋转，使月牙形容积不断被压缩。最后压缩气体从中心排出。介质的压力在外圆处比较低，越到中心处压力越高。这种压缩过程同时继续地进行，比较平稳，气体进口处没有吸气阀，出口处没有排气阀，没有余隙容积，因此容积效率高。多联机VRV空调系统是由多台高效压缩机组成，并且有较高的EER。直流变频空调系统采用的是高压腔高转速涡旋式制冷压缩机。涡旋式制冷压缩机结构简单，不需要设置吸、排气阀片，低温启动时预热冷冻油，具冷媒直接压缩，更有效利用压缩腔容积，易损部件较少，运行平稳，噪声低，而且允许吸入少量湿蒸汽，故特别适用于热泵式空调。

2.2 冷（热）量直接由制冷剂输送 多联机VRV空调系统直接以制冷剂作为传热介质，传送的热量几乎是水的10倍、空气的20 倍，而且不需庞大的风管和水管系统，减少了输送耗能及冷媒输送中能量损失。同样输送116kW的热量，以制冷剂作为输送介质，所需的输送系统耗能仅为室内机所耗的2.5kW，分别是以水和空气作为传热介质所需能耗的53.27％和33.3％。采用制冷剂直接蒸发制冷，没有按传统中央空调系统先把冷量传给水，再由冷水传给室内空气这一中间过程，减少了一个能量传递环节，从热量传递的网络图上看就是减少了一项传热热阻，因此也就减少了能量的损耗。

2.3 冷（热）量随负荷调节 空调系统在实际运行过程中，满负荷运行的时间很短，一般只占全年运行时间的1％～3％，其余时间都是在部分负荷下运行的，而其中又有70％的运行时间是在30％～70％这个部分负荷段之间。因此衡量一个空调产品节能性的好坏，其部分负荷的COP值是一个至关重要的因素，COP值是以一年的空调系统制冷制热容量总和与一年的总耗电量之比。多联机VRV变频空调系统在部分负荷时的节能效果比较显著，能效比相对较高。当部分负荷率在40％～60％之间时，制热工况的能效比(COP)最高可达到4左右。当部分负荷率在55％左右时，多联机VRV机组的性能系数COP最高。随着部分负荷率的升高，COP逐渐下降。一般说来，不论是在冬季还是在夏季多联机VRV空调系统在部分负荷时的性能都很好。多联机VRV空调系统根据室内负荷的大小，在不同转速下连续运行，减少压缩机因频繁启停造成的不可逆损失；无论在制冷还是在制热工况下，能效比COP随频率的降低而升高，一般情况下，当机组的负荷率为40％～80％时，其效率较高，制冷效率COP最高可达4.27，制热效率COP高达4.36，故系统的季节能效比SEER相对于传统空调系统有很大的提高。采用压缩机低频启动，降低了启动电流，电器设备将大大节能，同时避免了对其他用电设备和电网的冲击。

3 多联机VRV空调系统待完善的几个方面

多联机VRV空调系统除具有良好的特性，同时由于室外机采用多个压缩机，使其回油系统比较复杂；多联机VRV系统冷媒管道安装要求高，管路较长，防漏及保温显得十分必要。

3.1 多联机VRV系统回油问题 压缩机在运行时，一部分润滑油连续地从气缸中与排气一起被压出。因此，必须有同等数量的润滑油返回压缩机，才能保证系统的正常运行。如果吸气管径选择不当，造成润滑油回油不良，将使系统的性能充分发挥受到影响。因此确定吸气管管径时，必须保证最低的气流速度。由于目前大多数均为变负荷工作的系统，为了保证最低负荷时，润滑油也能返回压缩机，就应缩小吸气管的管径，以使在最低负荷时管内气流速度也能高于最低带油流速。一般而言，采用直流变频技术的VRV系统在回油方面存在更大的优势。一方面，根据压缩机油量大小，自动确定最佳排油量，避免压缩机偏油，提高可靠性。另外，当油面达到一定高度时，回到压缩机的冷冻油会自动排除压缩机。更重要的是压缩机间的交叉回油技术，冷冻油在回到压缩机前被均匀的分配，使得个压缩机油位保持平衡。

3.2 冬季除霜问题 空气源热泵在冬季运行过程中，当空气通过室外侧换热盘管时，会有水凝结在盘管表面，进而结成了冰，结在盘管上的冰不仅会减小换热面积，而且会降低可通过的风量。随着结霜的不断增加，会影响到空气和盘管的热交换效果，也就是和制冷剂的热交换效果。因此，除霜是空气源热泵在冬季特有的现象，热泵式VRV空调机组也不例外。在晴朗的天气里，大约8h除一次霜，一天除三次左右；而在雨雪的天气中，大约2～3h除霜一次；最恶劣的工况是0～5℃之间的雨雪天气，有时甚至会1～1.5h除霜一次。由此可知，除霜的时间间隔主要由室外空气的相对湿度决定的，室外空气的相对湿度越高，除霜次数越多，反之则越少。

4 结论

本文详细分析了多联机VRV系统的特点。高效压缩机、冷（热）量直接由制冷剂输送和负荷灵活调节，显著地提高了多联机VRV 系统的COP。回油系统的复杂性、冬季除霜问题，成为VRV系统推广应用首要解决的问题。希望多联式VRV空调在不断的技术更新过程中，解决现已存在的问题，得到更广泛的应用。

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