VRV空调新风系统设计

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VRV空调新风系统设计

同济大学　李洪欣☆山东建筑工程学院　戎卫国　张　晨

摘要　介绍了VRV空调常见的新风处理方式。结合h2d图,分析了不同的新风处理方式

对应的气流组织形式,指出选择新风处理设备时应使新风处理过程的热湿比与实际要求一致。

关键词　VRV空调　全热交换器　高静压新风机组　热湿比

DesignoffreshairsystemforVRVairconditioningsystems

ByLiHongxin,RongWeiguoandZhangChen

Abstract　PresentsthecommonfreshairhandlingmodesofVRVairconditioningsystems.Withpshchrometriccharts,analysestheairdistributiontypescorrespondingdifferentfreshairhandlingmodes.Pointsoutthattheratioofheattohumidityinfreshairhandlingprocessshouldbeconsistentwiththeactualrequirementwhenselectingfreshairhandlingequipment.

Keywords　VRVairconditioning,totalheatexchanger,highstaticpressurefreshairhandlingunit,ratioofheattohumidity★TongjiUniversity,Shanghai,China

①

★

0　引言

VRV空调系统是一种新兴的空调形式,初期

上。当送、排风在全热交换器单体内交叉流过时,热湿交换通过隔板完成。

全热交换器的特性可以用显热(温度)交换效

率η全热(焓)交换效率ηt、h来衡量:

η×100%t=

t1-t3

η×100%h=

h1-h3

的VRV空调系统缺少新风处理系统。随着VRV

空调系统应用领域的不断扩展和人们对室内空气品质要求的提高,VRV空调系统逐渐引入了新风处理系统。但在以往的设计中,多数设计人员通常只是根据冷热负荷来选取VRV系统的室内机和室外机,没有深入考虑机组的处理过程,以及机组能否同时满足室内冷热负荷、湿负荷的要求。本文对VRV空调系统的新风处理方式和处理过程进行了探讨。1　VRV空调新风系统的处理方式

VRV空调新风系统的处理方式主要有两种:一种是采用热回收装置;另一种是采用高静压新风机组。1.1　采用热回收装置

热回收方式就是在新风管路上设处理新风的热回收装置。热回收装置的种类很多,有全热交换器、显热交换器等。全热交换器内部矩形换热单体的组成材料吸水速率较大,为普通材料的20倍以

(1)(2)

式(1),(2)中　t1为新风的干球温度,℃;t2为送风的干球温度,℃;t3为回风的干球温度,℃;h1为新风的比焓,kJ/kg;h2为送风的比焓,kJ/kg;h3为回风的比焓,kJ/kg。

全热交换器的全热交换效率可达60%～70%,与全热交换器联合运行的VRV空调系统可

比常规新风系统节约28%的能量[1],节约的运行

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费用也是可观的。由于全热交换器里的矩形单体能提供较大的空气流通截面,因而比常规的全热交换器减少了约20%的压力损失。

使用全热交换器时,应注意一侧的气流温度不能低于另一侧气流的露点温度,否则会产生凝结水,甚至发生结冰现象,引起阻力增加,影响使用寿命。

全热交换器通常无法将新风直接处理到室内空气比焓,需要室内机承担部分负荷,从而加大了室内机的容量。另外其风量相对较小,若所有空调房间同时使用全热交换器,则管道布置较为烦琐,给设计施工带来不便。

由于室内回风与室外新风温度不同,通过换热器进行能量交换,可以降低冷热源设备的容量和空调运行期间的能耗,从而使整个系统效率提高。

1.2　采用高静压新风机组

热回收装置虽然节能,但它不能将新风处理到所需状态点,并增加了室内机的处理负荷。要精确处理新风,可采用专用新风处理设备。随着技术的革新,有些VRV厂商开始提供此类设备,称之为高静压新风机组。它仍采用制冷剂直接蒸发制冷,并且具有一定的机外余压(200Pa左右),通过设在制冷剂供液管上的电子膨胀阀自动控制供液量,通过变频控制达到设定的送风参数。它有以下优点:

a)一个主机可通过管道对多个房间送风。b)高静压,可实现远距离送风,安装位置灵活多样。

c)机组采用高效低噪的离心风机,内壁采用吸声保温材料,可以实现低噪声运行。

d)可全部承担新风负荷。e)管道布置相对简单。

但是,由于室内回风的能量没有充分利用,采用高静压新风机组相对能耗较大,效率降低。另外,应注意不能将高静压新风机组室内机与普通室内机连接在一个系统中,也不能将普通室内机作为新风机组使用,因为普通室内机处理室内空气,而新风机组室内机处理室外空气,二者空气状态相差甚远,对设备的要求也不一样。夏季由于新风温度高,制冷剂盘管内蒸发压力也高,压缩机耗功多,如果把新风室内机与普通室内机共同连接到一台室

外机上,压缩机有可能因过载而烧毁。2　VRV空调新风系统的送风形式

针对不同的新风处理设备,VRV空调新风系

统的送风形式基本上有两种。2.1　新、回风先混合后处理

对于热回收新风处理方式,送风形式宜采用此种方式。全热交换器处理后的新风的状态参数随室外空气状态的变化而变化,如将此新风直接送入室内,必将造成室内空气状态的波动。因此,对于热回收新风处理方式,送风形式宜采用新、回风先混合后处理的方式。系统连接方式见图1,新风管经全热交换器后接入室内机。如图2所示,

新风

1室外机　2室内机　3全热交换器　4制冷剂管道

图1　带全热交换器的VRV

空调系统

图2　全热交换器新风、送风处理过程

(P点)和系统回风先混合到C点,经室内机处理

到露点后送入室内。

从图2中可看出,新风与回风混合后处于C点的空气进入室内机后,对于VRV空调系统,由于其蒸发温度低,可直接处理到其机器露点(利用其良好的变频控制优势,易实现);对于舒适性空调,运行的送风温差可稍大,因此可直接沿ε线露点送风。2.2　新风先处理后再与回风混合

采用高静压新风机组处理新风常用此种方式,新风管不直接接入室内机,而是单独设新风管将经

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过处理的新风直接送入室内。为了使新风与处理后的回风更好地混合,新风口一般都靠近室内机的送风口。其空气处理过程见图3。在图3

所示的处

图3　新风机组新风、送风处理过程

理过程中,一般是在新风管路上设高静压新风机组,将室外新风从W点直接处理到露点L(易控制);同时室内机将回风处理到M点,二者混合后

(O点)沿ε线送入室内。

3　新风处理设备的选择与负荷特性3.1　热回收装置

选择原则如下:

a)全热交换器可供选择的参数有风量、显热交换效率和潜热交换效率。在按风量进行选择的同时,一定要根据设计地点室外气象参数,选择显热交换效率和潜热交换效率。

b)从图2可以看出,由于热回收效率有限,全热交换器通常无法将新风直接处理到室内空气的比焓,不能回收的部分能量必须由室内机承担,从而加大了室内机的容量。同时,考虑到空气污染的情况,随使用时间的延长,换热器的积灰必然使其效率下降,因此,虽然全热交换器的效率一般为60%～70%,仍建议室内机负担的新风负荷部分按

全部新风负荷的40%来考虑。

c)目前市场上全热交换器产品较少,且多为国外产品,并且价格较高,选择受到一定限制。国产换热器多为显热交换器,规格较多且价格低廉,只是无潜热回收作用,需室内机承担全部的新风潜热负荷和部分显热负荷,具体情况应根据设计地点室外气象参数和经济技术比较确定。另外其风量相对较小,若所有空调房间同时使用全热交换器,则管道布置较为烦琐,给设计施工带来一定不便。3.2　高静压新风机组

在设计中,设计人员通常根据负荷的大小来选

择高静压新风机组,根据推荐的新风处理终状态来对新风进行处理,而未考虑是否真正满足室内空气

处理过程的要求。

高静压新风机组具有一定的除热除湿比,并且其除热除湿比与处理风量、风进口状态、制冷剂流量及新风机组室内机的蒸发压力有关。在实际的空调系统中,其空气处理过程的ε线的方向已被选定,室内机的除热除湿能力不一定能满足要求。

现举例说明。某设计仅按负荷选择的机组,设计将室外新风由图4中的W点处理到L点。

但在

图4　实际处理过程与设计的偏离

实际过程中,由于设计地点湿度偏大,实际新风终

状态点可能偏离为2点(比焓与L点相同,即负荷相同),与室内机处理后的回风(M点)混合后,改由1点送风,从而导致室内状态点由N点偏移到3点。

此问题的解决方法是在选择机组容量时,可稍选大些。具体运行时,可通过调节设在制冷剂供液管上的电子膨胀阀控制供液量,从而可降低室内机的蒸发压力与温度,使机组具有更大的除湿能力,使机组除热除湿能力比与设计中所需的新风处理过程的ε线相一致。

因此,在选择高静压新风机组时,应注意其额定工况下的除热除湿能力比与设计中所需的新风处理过程的ε线是否一致,通常人们都对此缺乏必要的考虑与研究。4　结论

4.1　与风机盘管加新风系统一样,VRV也因其独

特优势而应用广泛,但必须解决好其新风问题。基

本方式有二:一是采用热回收装置处理新风;二是采用高静压新风机组处理新风。

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4.2　不同的新风处理设备,宜采用不同的空气处

理方案。如采用热回收装置,其处理后的新风宜先与回风混合,后经室内机处理;如采用高静压新风机组,则室内回风宜先经室内机处理,后与被机组处理到露点的新风混合。

4.3　设计人员在设计VRV空调系统时,不应仅

根据负荷的大小来选择室内机和高静压新风机组,还要对设备的实际处理过程的热湿比线予以考虑,使设计的处理终状态点与实际的处理终状态点一致。为保险起见,在选择机组时,容量可稍选大些。

1　DakinIndustriesLtd.VRV系统技术资料.EDZ922

2　张永铨,巨永平.变频控制的VRV空调系统.暖通空

调,1994,24(3):46493　韩伟国,陆亚俊.风机盘管加新风空调系统ε值比较设计方法.暖通空调,2002,32(5):80834　李丽,邓军.VRV空调系统的分析及应用.山东建筑工程学院学报,1998,13(1):51545　张智力,吴喜平.VRV系统的节能因素分析.能源技术,

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