当前课程知识点：建筑室内热环境模拟及应用 > 第七章 VRF系统与建筑采光模拟及批处理操作 > 07-08 VRF系统的设计关键点 > 07-08 VRF系统的设计关键点
各位同学本小节
我们将通过三个实际案例
对VRF系统的设计关键点
和模拟分析方法进行介绍
近年来VRF系统
得到了非常广泛的应用
但是常规的VRF系统
往往是没有设置
独立的新风系统的
那么在VRF系统中
是否应该必须设置
这种集中供应的新风方式呢
图中是北京几栋
采用了VRF系统的办公楼的
实测二氧化碳浓度变化范围
图中红色柱子
是VRF系统加开窗通风的
这种办公室的实测结果
而蓝色柱子展示的是
VRF系统加上集中新风供应的
这种系统的
办公室的二氧化碳浓度范围
可以看到采用自然通风方式的
二氧化碳浓度
范围大多是在400
到1000PPM之间
而利用新风机组供应的
办公室浓度变化范围
大多在400到1200PPM之间
因此无论是采用的VRF系统
加集中供应新风
还是VRF系统采用的是
开窗通风供应新风的这种方式
二氧化碳浓度
基本都能够满足要求
都可以控制在
400到1200PPM之间
为了定量描述这两种
新风供应方式之间的差别
我们可以对北京一栋
三层的办公楼进行模拟分析
从而了解不同的新风方式的
这种适宜性
这栋楼的楼层高为3米
房间面积为30平米
外窗面积为4平米
室内的人员8点钟开始上班
中午12点钟开始吃午饭
晚上21点离开办公室
室内的人数
基本都在两个人以下
但在下午两点钟
由于开会室内人员达到6个人
对于集中新风系统
由于人员在8点到21点都在室
所以新风机组在这段时间内开启
新风机组开启的时候
换气次数达到0.7次每小时
新风机组关闭时
由于门窗的渗透
换气次数取为0.3次每小时
而对于VRF系统加自然通风的方式
由于室内的人员
会根据室内及室外的环境状况
综合判断开窗的状况
如果开窗的话
就会同时关闭房间的空调系统
通过模拟可以对比
这两种不同的方式下
房间的二氧化碳浓度
在一天内的变化
其中蓝线对应的是
机械通风方式下的
二氧化碳浓度
而红线对应的是
开窗通风方式下的
室内二氧化碳浓度
在夏季的典型日
这二者的室内二氧化碳浓度
差别不大
大多时候都会低于1200PPM
但是对于机械通风方式
当室内人数突然增加时
由于无法及时增加新风供给
室内二氧化碳浓度
会高于1200PPM
在过渡季的典型日
开窗通风的案例
由于窗户一直开启
室内的二氧化碳浓度
维持在400到700
比较低的一个范围内变化
而机械通风方式的
室内二氧化碳浓度相对较高
最高可达到1400多PPM
同样我们可以对比
这两种方式下的能耗差别
其中机械通风案例的
累积耗冷量为1630千瓦时
而开窗通风方式下的
累积耗能量仅为739千瓦时
因此可以看到
在这两种不同的通风方式下
空调的累积耗冷量
差异非常的大
机械通风方式的冷气耗冷量
大概是开窗通风方式下的
两倍还要多
综上可知
当室内人员密度比较低
活动不规律时
特别对一些外区小办公室而言
采用VRF系统加开窗通风的方式
其室内空气品质
与有集中新风系统相差不大
而能耗要远低于集中新风系统
因此在这种案例下
推荐采用开窗通风的
这种新风供应方式
而在VRF系统的设计中的
另一个关键问题是
如何对系统进行合理的分区
以下我们就通过一个实际案例
来对比分析不同的分区方式
对VRF系统运行效果的影响
这个案例建筑
现有的分区方式
是根据位置进行分区
也就是说各层的
位置相近的几个房间
共用一个室外机
如图所示
红框中分别表示了
负责1到4层房间的
室外机组的位置
这样的分区方式
没有考虑各个房间的
房间功能的不同
以及空调系统
运行时间的这种差异
因此如图中红框所示的四个系统
它室外机同时连接了
普通办公室和机房的室内机
而普通办公室
和信息机房的运行时间
差异非常的大
普通办公室仅需在
有人在室的时候提供空调
而信息机房的空调
则需要24小时连续开启
因此通过模拟分析可以看到
在含有信息机房的空调室外机
在夜间一直处于
低负荷运行的状况
部分负荷率只有5%到10%
由于VRF系统的制冷效率
会随着部分负荷率的下降而减少
因此在目前的这种分区方式下
会造成机组长期运行在
低效的一种工况点下
为了改善空调系统的运行效率
我们考虑将信息机房
单独进行分区
调整后单设一台室外机
24小时连续运行
负责信息机房的负荷需求
这样就避免了普通办公室的空调
在夜间长期运行
通过调整分区方式之后
室外机的平均负荷率
提高到40%到50%左右
而运行时间方面
也从原来的将近4000小时
大幅降低为800小时左右
由此可见合理的房间功能分区
将大幅提高空调系统的
部分负荷率
从而降低空调的运行时间
使得空调系统的效率大幅提高
对比这两种的分区方式的
机组能耗
原始分区方式下
四个空调机组的
总电耗为2300度电
而优化分区方式之后
总能耗仅为13000度电
相比原有的分区方式
降低了44%
在VRF系统的设计中
另外一个关键问题是
如何合理的对设备系统进行选型
目前我们一般采用
三种选型方法
第一方式是根据工程经验
估计峰值负荷
然后将各个房间的
峰值负荷简单相加
从而估算得到
整个系统的总的负荷
而第二种方法
是利用负荷动态模拟分析软件
模拟得到各个房间的负荷曲线
然后将各个房间的
负荷曲线的峰值直接叠加
如图所示
这三个房间的负荷曲线的峰值
分别为ABC
因此这种方法是直接叠加了
这三个房间的峰值负荷
它的峰值负荷就等于A加B加C
依然以这三个房间的
负荷曲线为例
我们可以将这三个房间的
负荷曲线逐时叠加
得到系统的逐时负荷曲线
然后根据叠加得到的
系统负荷逐时曲线的峰值
进行系统选型
可以看到这种逐时叠加
得到的峰值负荷
要小于三个房间
峰值的简单叠加
下面我们以一个实际案例
来分析不同的选型方式
对机组容量的影响
通过模拟计算可以看到
第一种方法得到的
峰值负荷为23千瓦
而第二种各房间直接叠加的方法
得到的峰值负荷为16千瓦
而第三种采用逐时叠加
得到峰值负荷的方法
得到的最终的系统容量是
11.6千瓦
由此可见采用第三种方法
是较为科学和经济的
一种设计方法
通过较为准确的计算
机组的装机容量
不仅可以使得系统的初投资
大幅的降低
同时还可以提高
系统运行状况下的部分负荷率
从而提高机组的运行效率
对比这三种方式下的
空调系统能耗
常规方式下的空调系统能耗
为5400千瓦时
而采用第二种方法
空调系统能耗为3600千瓦时
第三种方法仅为3000千瓦时
可以看到第三种
逐时叠加的方法
相比于常规方法
可以节能43%左右
总结以上可以看到
机组容量的选型不合理
可能会导致
系统长期运行在低能效
高能耗的这种状况下
因此采用这种
模拟负荷逐时叠加
取峰值的这种选型方法
是一种相对合理
更为节能的VRF系统的
容量选型方式
本小节我们介绍了
VRF系统设计中的几个关键问题
首先包括新风供应问题
分区的问题
以及容量选型的问题
因此在实际设计中
我们可以通过
合理的能耗模拟分析方法
对VRF系统的设计方案
进行深入的提高
-01-01-建筑设计与运行中存在的问题与挑战
-01-02-建筑模拟是解决上述问题的重要手段
-01-03-建筑模拟的历史与分类
-01-04-DeST的介绍与特点
-01-05-DEST的应用
--Video
-01-06-准确性问题
--Video
-01-07-建筑模拟过程中常见的几个问题
--01-07
-01-08-课程目标与安排
--Video
-01-09-录屏-DEST简介
--01-09
-01-10-录屏 DEST建模
--1-10
--1-11
-第一章 绪论--第一次作业
-02-01-建筑热环境的三大传热过程
--Video
-02-02-非透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-03-透明围护结构的热平衡过程
--Video
-02-04-室内空气的热平衡
-02-05-建筑热过程的动态求解方法简介
--Video
-02-06-室外气象参数的取值方法
--Video
-02-07-录屏：DeST围护结构的设定
-02-08-录屏：DeST建筑全局设定
--Video
-第二章 建筑热过程与负荷计算--第二次作业
-03-01-中国城镇住宅建筑现状
-03-02-住宅中的热点问题-1
-03-03-住宅中的热点问题-2
-03-04-住宅特点及模拟要点
-03-05-住宅模拟案例-1
-03-06-住宅模拟案例-2
-3-7-房间功能设置1
--Video
-3-8-房间功能设置2
--3-8
-3-9-房间功能设置3
--3-9
-3-10-房间功能设置4
--3-10
-第三章 住宅类建筑能耗模拟分析方法--第三次作业
-04-01-公共建筑用能现状
-04-02-公共建筑的用能特征
-04-03-公共建筑模拟中的关键点
-04-04-模拟分析的实例
-04-05-录屏：建筑参数设定（1）
-04-06-录屏：建筑参数设定（2）
-04-07-录屏：建筑参数设定（3）
-04-08-录屏：建筑参数设定（4）
-04-09-录屏-报表解读（1）
-04-10-录屏-报表解读（2）
-04-11--录屏-报表解读（3）
-04-12--录屏-报表解读（4）
-第四章 公共建筑能耗模拟分析方法--第四次作业
-5-1 环境控制方案模拟的工程背景和影响因素
-5-2-环境控制系统模拟的实际工程应用
-5-3-空气处理设备方案的影响因素
-5-4-空气处理设备的模拟分析方法
-5-5-录屏：DeST中Scheme模拟计算的操作方法
-5-6-录屏：DeST中AHU模拟计算的操作方法
-第五章 环境控制模拟分析方法--第五次作业
-06-01 冷热源与水系统的工程背景与实际意义
-06-02 冷热源与水系统的模拟设计方案
-06-03 特约采访：空调水系统常见工程问题介绍-张野
-06-04 建筑能耗系统的背景和主要内容
-06-05 建筑能耗系统模拟的基本方法
-06-06 特约采访：分项计量系统与模拟的关系-沈启
-06-07 经济性分析的基本方法
-06-08 经济性分析的实际工程应用
-06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
--06-09 特约采访：经济性模拟分析的必要性与特点-王福林
-06-10 录屏：冷热源与泵站分析的具体操作
-06-11 录屏：其他能耗系统模拟计算模块操作
-06-12 录屏：经济性分析模块模拟操作
-第六章 冷热源方案设计与经济性分析--第六次作业
-07-01 建筑光环境：窗和遮阳
-07-02 DeST中的遮阳计算与日影分析
-07-03 外檐的遮阳与建模技巧
-07-04 DeST中的采光模拟分析方法
-07-05 DeST软件使用的实用专题
-07-06 批处理功能介绍
-07-07 多联式空调系统VRF的主要特征
-07-08 VRF系统的设计关键点
-07-09 录屏：VRF多联式空调系统模拟计算方法
-07-10 录屏：DeST中的遮阳模拟计算方法
-07-11 录屏：DeST中的阴影和采光计算
-07-12 录屏：阳光遮挡对负荷影响的模拟分析
-07-13 录屏：遮阳板对负荷影响模拟分析
-07-14 The Interview of Sun Kaiyu from Lawrence Berkeley National Laboratory about the practical eng
--Video
-第七章 VRF系统与建筑采光模拟及批处理操作--第七次作业
-08-01 人行为对建筑能耗的影响
-08-02 人行为的定义、分类与特征
-08-03 人行为的模拟分析方法
-08-04 人行为建模与实际应用（1）
-08-05 人行为建模与实际应用（2）
-08-06 录屏：DeST软件中人行为模拟模块的计算
-08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
--08-07 访谈：IEA能源分析师Brian Dean谈建筑人行为
-第八章 人行为模拟分析方法与DeST应用案例介绍--第八次作业
