摘 要: 本文主要分析比较了相对于传统中央空调而言变频VRV 中央空调系统的节能优势,接着比较了数码涡旋 VRV 中央空调与变频VRV 中央空调的一些特性,尤其是在节能方面,指出数码压缩性能相对变频是一个提高。
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关键词: VRV 中央空调;变频;数码涡旋
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概述
VRV 空调系统是英文Variable Refrigerant Volume系统的简称,即制冷剂流量可变系统。它一般由室内机、室外机、冷媒配管和控制装置等组成,一台室外机可以配置不同规格、不同容量的室内机1 ～16 台。VRV 空调系统通过控制涡旋式压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量,适时满足室内冷热负荷要求,是一种可以根据室内负荷大小自动调节系统容量的节能、高效、舒适的空调。随着VRV 空调系统的逐渐发展与普及,已经历了从变频技术到数码涡旋技术的发展。
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1 变频VRV空调系统的节能特性，变频控制的VRV 系统主要适用于办公楼、宾馆、
医院、高级别墅等建筑。尤其是对旧建筑空调的加装与改造,VRV 空调系统更显示出其优越的性能。相对于其它空调系统,变频控制的VRV 空调系统的一些性能主要表现在: (1) 由于系统采用了变频控制的涡旋式压缩机,室内机可以单独控制,避免了传统中央空调系统“一开俱开”的缺点,实现了“按需供给”冷热量,极大地降低了能耗,减少了能源的浪费; (2) 在设计机组的时候就考虑到了部分负荷对能耗的影响,使得VRV 空调产品在部分负荷下运行时也有较高COP 值; (3) 系统采用先进的变频控制技术,冷媒自由分配技术和智能化控制技术,使系统能够感应各房间冷热负荷变化而精确调温,以满足不同人群的要求,避免了集中控制造成的无效能源消耗,也提高了舒适水平; (4) 采用一次冷媒系统,与传统二次冷媒的中央空调相比,提高了能源利用率;同时无需庞大的配管工作,节省了材料和安装空间; (5) VRV 系统不但有处理新风用的高静压型室内机而且还可与HRV 系统(热回收系统) 联合使用,向房间供给新风回收空气的余热,效率可达60 %～70 %。这与采用风机补充新风的空调系统相比,节能高达28 %。
版权为ehvacr.com 2 数码涡旋技术
数码涡旋中央空调的核心技术是数码涡旋压缩机。其突出的特点是压缩机利用轴向“柔性”密封技术,将定子涡旋盘轴向活动范围精密调整,并在压缩机吸气口增设一连通管,与定子轴向浮动密封处的中间压力室相通(如图1 示) 。当PWM阀打开时,中间压力室内压力大于定子上端面压力,压缩机定子轴向上移一间隙,由于高低压腔室的连通,实现卸载。当PWM阀关闭,排气压力及中间压力又将定子下压,实现密封并负载。当数码涡旋压缩机负载运行时,系统消耗正常情况下同类规格的普通涡旋压缩机所消耗的还要小的功率;当数码涡旋压缩机卸载运行时,系统消耗的功率仅为负载时的10 %左右。压缩机在电磁阀控制电源的作用下,可自由地调节开启2关闭时间的比例,实现“021”输出,体现数码功能。另外,介绍一下“周期时间”的概念。一个周期时间包括“负载状态”时间和“卸载状态”时间。这两个时间阶段的组合决定压缩机的容量调节。例如:在20 秒周期时间内,若负载状态为10 秒(卸载10 秒) ,压缩机
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调节量为(10 秒×100 % + 10 秒×0 %) / 20 = 50 %(见图2) ,若在相同的周期时间内负载状态为15 秒而卸载状态时间为5 秒,则压缩机调节量为75 %。容量为负载状态和卸载状态时间平均的总和。通过改变负载时间和卸载时间,可使压缩机产生任何容量(10 %～100 %) 。
版权为ehvacr.com 3 数码涡旋VRV 中央空调与变频VRV 中央空调的性能比较
311无级能量调节,容量范围广
在10 %～100 %的大容量范围内,数码涡旋系统可以做到数字化连续无级能量调节,相对变频器技术是一个提高,因为用变频器技术只能分步达到容量输出(图3) 。无级传送容量也确保对室内空气温度的严格的控制。大范围的容量输出也有利于提高系统的季节能效比,因为压缩机的“启动2停机过程”消耗了更多的能量,而数码涡旋大范围的容量输出减少了“启动2停机”的次数。
nuantongkongtiaozaixian 312 季节能效比高
对多联机系统而言,测量系统效率必须计算出季节能效比(SEER) ,以便全面了解全年运行系统中节省的能量。按照J IS 和ARI 标准对数码涡旋性能进行的鉴定表明了其出色的SEER。对并联排列的配置—一个数码涡旋压缩机和一个固定速度压缩机并联排列,SEER 的优点更大(图4) 。两台压缩机在满负载容量下操作时,装置的SEER (能效比) 较高; 在50 %容量下,仅一台压缩机满载操作时,装置运行的SEER 也较高。
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313 回油
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回油是变频VRV 系统的一个主要问题。现代技术用油分离器和/ 或复杂的回油循环以确保某一阶段操作后的回油。数码涡旋压缩机是一种独特的压缩机,它无需分离器或回油循环。有两个因素使回油容易。第一,油只在负载周期内离开压缩机。所以,在低容量情况下,离开压缩机的油极少。第二,如前所述,压缩机在负载周期内满负荷运行,负载周期内的气体速度足以使油回到压缩机。试验已证明油能在最差的运行条件下回到压缩机,即低负荷状态,100 m 高度落差(带标准油弯) ,包括室内外机的正常落差和反向落差。
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314 除湿
良好的除湿功能可以确保用户的舒适性,在多联机系统部分负荷运行中尤为重要。在变频型多联机系统内,压缩机以较低频率运行,这减少制冷剂的质量流量并导致较高的吸气压力和较高的显热因子(SHF) 。数码涡旋压缩机运行时的吸气压力比变频系统低,因而除湿性能良好。如前所述,在任何调节输出期间,压缩机在周期的负载部分满容量运行,该满容量运行导致较低的平均吸气压力并进而导致较低的SHF。
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315 电磁干扰
电磁干扰是变频器驱动系统的一个主要问题。在许多国家,尤其在欧洲,对任何系统可能散发的电磁干扰量有严格的限制。由于数码涡旋系统产生的电磁干扰可忽略不计。这一独特的特性,不仅使数码系统无需昂贵的电磁抑制电子装置,也增加了其可靠性和简易性。
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316 快速降温
快速降低室温并快速调节至所需温度对用户的舒适性是重要的。由于数码涡旋系统可通过改变负载和卸载周期时间迅速将容量从100 %转换到10 %(反之亦然) ,它能比变频器系统快得多地对系统需求的变化做出反应,无需像变频器系统那样通过中间频率的转换。
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317 可靠性
压缩机系统和电子装置的可靠性是开发亚洲市场中的一个问题。在变频器系统内,电子装置一般很复杂。鉴于安装的不确定性和天气变化的极端性,复杂的电子装置会引起可靠性的问题。如果采用各种旁通装置,如热气通管和液体旁通管,可能使情况变得更为复杂。我们马上就要简要地讨论这些旁通管线问题,但实际情况是复杂的系统发生故障的可能性更大。数码涡旋系统基本上是简易系统。
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318 制冷剂旁通
大多数现行技术选用热气旁通装置。因压缩机不能达到极低容量,所以需要这些旁通管保护装置。数码涡旋系统能使容量降至10 % ,所以无需这些旁通管,因而节省了开支,并使系统简易化。
319 紧凑性
暖通-空调-在线 较小的占地空间导致材料费、包装、保管和装运费的降低。数码涡旋系统因其简易性而能设计得更为紧凑,与采用现行技术的系统相比,它可节省30 %的空间。
4 结语
通过对传统中央空调、变频VRV 空调系统和数码涡旋中央空调三方之间的性能比较,可以发现数码涡旋中央空调系统无论是在节能,还是在控制的稳定性和灵活性上,在技术及适用方面相对其它空调系统都是一个提高。目前,数码涡旋VRV 空调系统的发展方兴未艾,不仅方便了空调系统的计费,更为节约能源提供了更大的空间。
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