07-07 多联式空调系统VRF的主要特征在线视频

各位同学大家好

本节课程我们将对

多联式空调系统的

模拟分析方法进行介绍

希望能够通过本节课程的介绍

增进大家对多联式空调系统

主要特征的深入了解

变制冷剂流量多联式空调系统

简称VRF系统

指的是一台室外机

通过配管连接两台

或两台以上的室外机

其中室外侧采用的

是风冷换热形式

而室内侧一般采用的是

直接蒸发换热形式的

一次制冷剂空调系统

由于可以根据末端用户需求

灵活进行调节

VRF系统是一种以高效节能

独立控制为亮点的

较为新型的空调系统形式

因此近年来VRF系统

在中小型公共建筑中

得到了非常广泛的应用

和集中式冷水机组相对比

这两种系统具有非常不同的特征

VRF系统在部分负荷时

具有较高的系统效率

并且可以实现灵活可控

对于集中冷水系统

它在新风负荷时

它的运行效率较高

并且可以实现集中控制

然而在目前的方案设计阶段

一般都采用

比较定性的对比分析方法

来比较这两种系统的

在实际工程中的适用性

缺乏定量的对比评价方法

通过实测调研

和文献综述可以看到

在北京和上海地区

VRF系统的实际电耗

都比集中冷水系统要低

其中北京地区的

VRF系统的平均空调系统

年耗电量为15.7千瓦时

每平米每年

而集中冷水机组

系统的能耗均值

则达到31.9千瓦时每平米每年

是VRF能耗均值的两倍

而在上海地区

这二者的差别会更大

其中VRF系统的平均能耗

为18.3千瓦时每平米每年

而中央冷水系统平均电耗是

42.3千瓦时每平米每年

这二者的能耗差距高达2.5倍

我们在上述实测案例中

挑选了两个典型案例

通过对比分析的方法

深入找到VRF系统

和CWC系统能耗差异的主要原因

其中案例A是位于北京的

一栋使用集中冷水机组的系统

而案例B是位于青岛的

使用VRF系统的建筑

其中案例B的实测能耗为

16.9千瓦时每平米每年

而采用CWC系统的

案例A的能耗为

32千瓦时每平米每年

案例A的能耗

将近是案例B能耗的两倍

通过实际监测数据可以看到

从实际使用方式来说

集中冷水机组

几乎是在所有的房间

同一时间段

集中在使用空调系统

图中是案例A种

四个末端房间的实测温度数据

可以看到从早上7点

到晚上19点的办公时间内

所有房间的温度

都同时降到了24度左右

说明所有的房间

都根据空调的作息

在同一时间段内

开启了集中空调系统

而VRF系统

运行的方式是非常不同的

通过实测的案例可以看到

在VRF系统中

四个不同的房间

由于每个房间中的人员

对于热舒适的需求不同

在室的时间也非常不同

因此每个房间

所对应的VRF系统的开启时间

差异也很大

比如房间7内的

人员基本开启空调的时间数

非常的少

而房间8内的人员

则对环境要求相对较高

会将室内温度控制在23度

在新风供应方式方面

集中冷水机组系统

基本采用的是

机械新风机组供应新风

一般在夏季每天开启

一段时间新风机组

来满足室内的新风需求

而VRF系统一般不专设

专门的新风机组

通过开窗通风

来实现新风量的这种需求

通过实测可以看到

VRF系统开窗供应新风的方式

所造成的室内空气品质

与集中冷水机组系统

差异不是非常的大

而且室内人员基本也不对

室内空气品质进行抱怨

从启停控制方式上来讲

集中冷水机组系统

基本是按照人员作息

来设计启停时间

而对于VRF系统

则可以根据用户

实际的人员状况灵活进行控制

同时由于是人自主来开启空调

因此当室内温度超过用户的

容忍温度的上限了之后

用户才会开启房间的空调系统

当空调系统开启之后

VRF系统一般都会设置在

一个相对较低的空调设定温度下

因此综上所述

造成集中冷水机组

与VRF系统能耗差距的

最主要原因

来自于以下三个方面

一个是运行方式的不同

VRF系统基本是部分时间

部分空间的运行方式

而中央冷水机组系统

则基本上是全时间

全空间开启的方式

而第二个是新风供应方式上

也有非常大的不同

对于VRF系统而言

一般利用的是开窗通风的方式

来实现室内外的换风

而集中冷水机组系统

则是通过开启

集中风机组的方式

来给室内供应新风

最后是启停控制方面上的差异

对于VRF而言

当房间温度相对较高的时候

用户才会开启这个空调系统

对于中央冷水机组系统而言

空调的设定温度

是根据中央控制系统

来进行控制的

为了深入对比

找到这两个案例之间

能耗差异最主要的影响因素

我们在DeST中

建立了模型B的能耗模型

并逐一修改输入参数

其中包括气象参数

建筑围护结构参数

室内放热量 使用方式

设定温度等等

将原始模型逐步修改为

案例A的模型

从而对比每一步修改

所造成的能耗差距

由于使用方式上的差异

可以使得能耗增加了50%

是产生案例A和案例B

两者巨大能耗差异的

最主要影响因素

因此从上述案例中可以看到

VRF系统和集中冷水机组系统

从用能水平和使用方式上来讲

都有非常巨大的差别

而VRF系统用能少的特征

并不是因为VRF系统

具有比较高效的系统效率

而造成的

最主要是因为VRF系统

具有比较灵活可控的特征

从而使得建筑物的

需冷量大幅下降

从而造成VRF系统的

用能量较为小

因此在模拟分析中

我们也需要深入反映

VRF系统这种灵活可控性

从而使计算结果

更能反映出VRF系统的

实际的性能

在实际工程中

不同的VRF系统的分区方案

和机组容量选择方式

都会极大的影响

VRF系统的实际运行能耗和效率

利用如果分区方案不合理

往往会造成VRF系统

长期运行在部分负荷率偏低的

这种工况下

同时也造成运行时间偏长

能耗高的问题

而如果设计容量偏大

也同样会导致

这种部分负荷率偏低的问题

接下来我们将通过两个实际案例

来看一下VRF系统

在实际工程中容易发生的问题

其中第一个案例

是位于北京的一栋四层

总建筑面积为

6800平米的小型建筑

其中主要房间功能类型

包括办公室 会议室

计算机房 教室等等

其中实验室采用的是

独立空调系统

而第二个案例

同样是位于北京的一栋11层的

总建筑面积为

3万2千平米的大型建筑

其中主要的房间功能类型

就包括办公室 会议室

实验室和休息室等等

这个图展示了案例一中

各个机组的运行时间

可以看到案例一中

各个空调系统普遍存在

这个运行时间过长的问题

例如K1-3和K3-1

和K3-3和K4-2的

室外运行时间将近4000小时

几乎与供冷季的长度相同

其中部分的办公室空调机组

基本上是全天运行

夜间办公室内没有人员的时候

空调系统也一直处在

开启的这种状态

而另一个主要问题是

空调系统的部分负荷率非常的低

案例一中各个机组的

平均负荷率大多低于20%

仅有K4-2这个机组的平均负荷率

超过了20%

而这种长期的低负荷率运行

会导致系统一直运行在

一种较为低效的工况下

同样在案例二中

也可以看到类似的问题

图中绝大多数空调室外机组

平均部分负荷率都低于20%

平均部分负荷率最高的室外机组

也没有超过40%

可以看到在案例二中

VRF系统的室外机组运行效率

都处于一个较低的工况下

将这两个案例中

所有空调机组的实际尖峰负荷

与装机容量进行对比

可以看到所有机组的

实际尖峰负荷

都要远小于实际装机容量

平均的尖峰负荷

将近只有实际装机容量的

50%到60%

因此通过这两个

实际调研案例可以看到

VRF系统非常容易存在这种

室外机选型过大问题

而这是造成VRF系统

实际运行效率低的

一个普遍原因

总结上述工程实际案例中

发生的现象

可以了解到VRF系统

工程应用中

往往会出现两个方面的问题

第一是系统分区不合理

会导致运行时间偏长

部分负荷率偏低的问题

同样室外机如果选型过大的话

其尖峰负荷会远小于

机组的实际装机容量

以上两个因素

都会导致VRF系统

在实际运行中

不能达到其最佳的运行工况

以上我们对VRF系统

在实际工程中的应用

进行了一个简单的介绍

通过将VRF系统

与中央冷水机组的

实际运行效果进行对比

可以看到由于VRF系统

具有灵活可调这种特点

从而导致VRF系统的实际需冷量

远小于集中冷水机组

从而使得VRF系统

具有比较好的节能效果

然而如果VRF系统

不做合理的分区

和合理的设备选型的话

也会造成系统长时间处在

部分负荷率下运行

从而导致运行能效

非常的低下

因此在实际工程中

我们需要对VRF系统的

实际运行效果进行模拟分析

从而为设计提供

更好的定量依据