多元變頻VRV空調(diào)系統(tǒng)原理
1. VRV空調(diào)系統(tǒng)的定義及控制原理 VRV空調(diào)系統(tǒng)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中,通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量,適時(shí)地滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。VRV空調(diào)系統(tǒng)需采用變頻壓縮機(jī)、多極壓縮機(jī)、卸載壓縮機(jī)或多臺(tái)壓縮機(jī)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)容量控制;在制冷系統(tǒng)中需設(shè)置電子膨脹閥或其它輔助回路,以調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi)機(jī)的制冷劑流量;通過(guò)控制室內(nèi)外換熱器的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速積,調(diào)節(jié)換熱器的能力。在變頻調(diào)速和電子膨脹閥技術(shù)逐漸成熟之后,VRV空調(diào)系統(tǒng)普遍采用變頻壓縮機(jī)和電子膨脹閥。 空調(diào)系統(tǒng)在環(huán)境溫度、室內(nèi)負(fù)荷不斷變化的條件下工作,而且系統(tǒng)各部件之間、系統(tǒng)環(huán)境與環(huán)境之間相互影響,因此VRV空調(diào)系統(tǒng)的狀態(tài)不斷變化,需通過(guò)其控制系統(tǒng)適時(shí)地調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的容量,消除其影響,是一種柔性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其工作原理是:由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù),根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則,通過(guò)變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)輸氣量,并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件,保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性,并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。 2. VRV空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn) 變頻VRV空調(diào)系統(tǒng)的相對(duì)于定速系統(tǒng)具有明顯的節(jié)能、舒適效果: (1) VRV空調(diào)系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷,在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)行,減少了因壓縮機(jī)頻繁啟停造成的能量損失;在制冷/制熱工況下,能效比COP隨頻率的降低而升高,由于壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作在低頻區(qū)域,故系統(tǒng)的季節(jié)能效比SEER相對(duì)于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)大大提高;采用壓縮機(jī)低頻啟動(dòng),降低了啟動(dòng)電流,電氣設(shè)備將大大節(jié)能,同時(shí)避免了對(duì)其它用電設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊。 (2) VRV空調(diào)系統(tǒng)具有能調(diào)節(jié)容量的特性,在系統(tǒng)初開機(jī)時(shí)室溫與設(shè)定溫度相差很大,利用壓縮機(jī)高頻運(yùn)行的方式,使室溫快速地到達(dá)設(shè)定值,縮短室內(nèi)不舒適的時(shí)間;系統(tǒng)調(diào)節(jié)容量使室溫波動(dòng)很小,改善了室內(nèi)的舒適性;極少出現(xiàn)傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)在啟停壓縮機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲,且室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)普遍采用直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng),速度切換平滑,降低了室內(nèi)機(jī)的噪聲。由于VRV空調(diào)系統(tǒng)比冷水機(jī)組的蒸發(fā)溫度高3℃左右,其COP值約提高10%;結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,管徑細(xì),不需要設(shè)置水系統(tǒng)和水質(zhì)管理設(shè)備,故不需要專門的設(shè)備間和管道層,可較大程度地降低建筑物造價(jià),提高建筑面積的利用率;室內(nèi)機(jī)的多元化,可實(shí)現(xiàn)各個(gè)房間或區(qū)域的的獨(dú)立控制;而且熱回收VRV空調(diào)系統(tǒng),能在冬季和過(guò)渡季節(jié),向需要同時(shí)供冷和供熱的建筑物提供冷、熱源,將制冷系統(tǒng)的冷凝負(fù)荷和蒸發(fā)負(fù)荷同時(shí)利用,大大提高能源利用效率。因此,多元VRV空調(diào)系統(tǒng)將是今后中小型樓宇空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展主流之一 4. 多元VRV空調(diào)系統(tǒng)研究開發(fā)中尚需解決的問(wèn)題 多元VRV空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展至今,無(wú)論是在制冷系統(tǒng),還是在控制方法上都取得了很大的進(jìn)步,但仍存在以下幾方面的問(wèn)題,尚需進(jìn)一步深入研究。 (1) 舒適性:有待于新的傳感器的開發(fā)和現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用,以推進(jìn)智能空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展。 (2) 穩(wěn)定性和節(jié)能性控制問(wèn)題:研究制冷系統(tǒng)的各調(diào)節(jié)部件對(duì)系統(tǒng)特性的影響規(guī)律,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)和節(jié)能控制。 (3) 控制器的可移植性問(wèn)題:深入研究制冷系統(tǒng)的特性規(guī)律,研制出適合于大小系統(tǒng)兼容,熱泵型和熱回收型系統(tǒng)通用,移植性較強(qiáng)的控制器。 (4) 系統(tǒng)綜合性能評(píng)價(jià)問(wèn)題:VRV空調(diào)系統(tǒng)特別是熱回收型系統(tǒng),由于各換熱器的功能和溫度條件不盡相同,如何評(píng)價(jià)系統(tǒng)的綜合性能,尚無(wú)合理和實(shí)有的方法。 (5) 制冷劑替代問(wèn)題:由于VRV空調(diào)系統(tǒng)的管道接頭較多,增加了制冷劑泄漏的可能性,且系統(tǒng)的內(nèi)容積過(guò)大,增大了制冷劑充灌量,在HCFC控制計(jì)劃實(shí)施后,系統(tǒng)價(jià)格會(huì)大大上升。所以,減少制冷劑充灌量和減少泄漏是系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中應(yīng)該重視的問(wèn)題,同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)HCFC22的替代工質(zhì)在VRV空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。
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