1、VRV空调系统的原理和特点VRV 空调系统是在电力空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环餐和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定丁作在最佳工作状态。
VRV 空调系统具有明显的的节能、舒适效果，该系统依据室内负荷，在不同转速下连续运行，减少了因压缩机频繁启停造成的能量损失；采用压缩机低频启动，降低了启动电流，电气设备将大大节能，同时避免了对其它用电设备和电网的冲击；具有能调节容量的特性，改善了室内的舒适性。
VRV 空调系统具有设计安装方便、布置灵活多变、空间小、使用方便、可靠性高、运行费用低、不需机房、无水系统等优点。
2、VRV空调系统在工程设计中应注意的问题
2．1 新风问题空调系统中，新风量是一个很重要的技术参数，也是达到室内卫生标准的保证。目前常用的新风处理方式有：
（1）、使用专用的新风机，其室内机按新风工况设计，排管数通常为6 排或者8 排，风压也较高，然而价格很高，一般工程中较少采用；
（2）用全热交换器处理新风。这种方式特别适合有排风要求的场合，如餐饮娱乐、会议室等。将室外新风经过全热交换器与室外排风进行热湿交换后送入室内，可以大人降低新风负荷，非常节能。
然而，在工程设计需要注意新风口和排风口的布置一定要合理，尤其是有污染的场所，更要考虑新风和排风的交义污染问题，在国内使用时，由于大多数城市空气质量较差，积灰严重，过滤器易堵塞，要经常清洗过滤器。
（3）用风机箱将新风送至各个室内机，新风负荷由各个室内机负担。该方式系统简单，设计时风机箱也根据系统要求很容易选到合适的风压。过渡季节还可以作为通风换气机使用。但是未经过处理的新风直接接入室内机时，与新风单独处理的系统相比，室内机型号加大，噪音也增大，而且在室外空气湿度较大时，室内机可能会产生结露现象。
由此可以看出对于VRV 空调系统最棘手的新风问题，通常情况下都推荐采用第三种处理方式，经济合理，简单适用。而在有排风要求的场合，则优先考虑第二种方式。
2．2 目前VRV 空调系统本身所受局限
（1）最大室外机连接数为4 台；
（2）最大室外机组合容量为48HP：
（3）最大室内机连接数为40 台；
（4）室内机与室外机的容量比为50％~130％：
（5）最大实际配管长度为150 米；
（6）室内外机最大高度差当室外机在上时为50 米，当室外机在下时为40 米；
（7）最大总配管长度为300 米。
2．3 室内机选择问题一个工程中在某些部位室内选用不恰当，如：1．某工程在较窄小的电梯厅选用了嵌入式四面送风的室内机；2．某工程在吊顶下面安装吊式明装的室内机，不妥，应选用嵌入式双面或四面送风的室内机：3．某工程某个面积很大的厅，选用数台四面送风的室内机，实际选用暗装风管式的室内机不但可节省初投资，还可以更灵活配合内装修布置送风口达到使用目的。
建议：
1．房间有吊顶，而且平面成长窄形时采刚半明装四面送风室内机。
2．有吊项且平面成正方形或空间较大时采用半明装四面送风室内机，当平面空间较大时，为了节省造价或更灵活的配合内装修也可选用暗装接管式室内机。
3．房间无吊顶时，根据其平面形状、大小灵活的采用明装吊式、明装肇式和明装落地式室内机。
2．4 室外机耗电量问题VRV 空调产品样本中提供的压缩机输功率不能当作压缩机的耗电量，两者之间存在着电机的效率，一般为0．8.
2．5 室内外机的匹配问题实际工程中，尤其是中小型工程，同一层平面中有多种使用功能房间，其使用时间也不同，而且面积也较小（如：小会议室、接待室、包间、小餐厅等），要实现空调系统的划分就比较困难，即使能做剑而系统也十分复杂。如果采用VRV 空调系统以上问题就简单了，而且充分的体现出它既能灵活布置，又能节省平常运行费用的特点。既然把不同功能和不同使用时间的房间合在同一个空调系统中，那么，就存在室内合理匹配问题，这就需要考虑同时使用系数的问题，同时使用系数多少视具体情况而定，但是室内机和室外机的容量比既不能低于50％，也不能超过130％。
2．6 室外机的布置问题室外机的布置应满足下述要求：进风通畅不干扰，排风顺畅不回流。只有做好这些才能保证室外机的产冷量（热量）。室外机布置在屋顶、阳台和地面上，前面两种做法居多，两者都有优缺点：
室外机布置在层顶时，优点：屋顶较空旷，排风顺畅，热空气很快的散发到高空去。缺点：进风曲折，当众多室外机布置在同一屋顶时，进风曲折且干扰多。室外机布置在阳台上时优点：进风顺畅。缺点：排风不畅，存在回流现象，当数台垂直布置时，容易形成下面室外机的排风被上面室外机吸入作为进风，影响机组产冷量（热量）。
2．7 凝结水管的安装问题VRV 空调部分室内机白带凝结水排升泵，这给设计带来极大的方便。实际上程中凝结水管的长度应尽量短，并要有0．O1 的坡度，以免形成管内气阻，排水不畅。如果凝结水管坡管不够时，可制一个排水升程管。升程管的高度应小于各种型号凝结水排升高度的规定值。升程管距管室内机应小300mm. 2．8 制冷剂的问题由于VRV 空调系统的管道接头较多，增加了制冷剂泄漏的可能性，且系统的内容积过大，增大了制冷剂充灌量，因此空调机安装的房间要求设计成：在出现制冷剂泄漏时，其浓度不会超过极限值。以制冷剂R410A 为例，它没有毒性和易燃性，但是当浓度上升时却存在窒息危险。其极限浓度计算方法是：制冷剂总量（千克）／安装室内机房间的最小容积（立方米）≤浓度极限（千克／立方米）用于一拖多的制冷剂的浓度极限为0．3 千克／立方米。浓度可能超过极限值的房间，与相邻房间要有开口，或者安装跟气体泄漏探测装置连锁的机械通风设备。
1.VRV空调系统的定义及控制原理
VRV空调系统是在电力空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。VRV空调系统需采用变频压缩机、多极压缩机、卸载压缩机或多台压缩机组合来实现压缩机容量控制；在制冷系统中需设置电子膨胀阀或其它辅助回路，以调节进入室内机的制冷剂流量；通过控制室内外换热器的风扇转速积，调节换热器的能力。在变频调速和电子膨胀阀技术逐渐成熟之后，VRV空调系统普遍采用变频压缩机和电子膨胀阀。
空调系统在环境温度、室内负荷不断变化的条件下工作，而且系统各部件之间、系统环境与环境之间相互影响，因此VRV空调系统的状态不断变化，需通过其控制系统适时地调节空调系统的容量，消除其影响，是一种柔性调节系统。其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。
2.VRV空调系统的特点
变频VRV空调系统的相对于定速系统具有明显的节能、舒适效果：
(1)VRV空调系统依据室内负荷，在不同转速下连续运行，减少了因压缩机频繁启停造成的能量损失；在制冷/制热工况下，能效比COP随频率的降低而升高，由于压缩机长时间工作在低频区域，故系统的季节能效比SEER相对于传统空调系统大大提高；采用压缩机低频启动，降低了启动电流，电气设备将大大节能，同时避免了对其它用电设备和电网的冲击。
(2)VRV空调系统具有能调节容量的特性，在系统初开机时室温与设定温度相差很大，利用压缩机高频运行的方式，使室温快速地到达设定值，缩短室内不舒适的时间；系统调节容量使室温波动很小，改善了室内的舒适性；极少出现传统空调系统在启停压缩机时所产生的振动噪声，且室内机风扇电机普遍采用直流无刷电机驱动，速度切换平滑，降低了室内机的噪声。由于VRV空调系统比冷水机组的蒸发温度高3℃左右，其COP值约提高10%；结构紧凑，体积小，管径细，不需要设置水系统和水质管理设备，故不需要专门的设备间和管道层，可较大程度地降低建筑物造价，提高建筑面积的利用率；室内机的多元化，可实现各个房间或区域的的独立控制；而且热回收VRV空调系统，能在冬季和过渡季节，向需要同时供冷和供热的建筑物提供冷、热源，将制冷系统的冷凝负荷和蒸发负荷同时利用，大大提高能源利用效率。因此，多元VRV空调系统将是今后中小型楼宇空调系统的发展主流之一[1]。
3.多元变频VRV空调系统的工作原理
在传统的冷库、空调系统中，为适应多用户库(室)风负荷的变动，减小的启动电流，常采用卸载压缩机或多台压缩机并联的制冷系统。当负荷变动时，根据回气压力的高低，增减压缩机的运行台数。多元VRV空调系统即是吸收了此思想，而发展起来的变制冷剂流量制冷系统。由于多元VRV空调系统存在有制冷流量分配控制和系统稳定性控制问题难以解决，在微电脑、电子膨胀阀、变频技术以后才开始重视其研究开发工作。自1985年开始发展至今，世界上主要是日本三菱、日立、大金等少数几家大企业拥有这项技术。，多元VRV空调系统主要有单冷型、热泵型和热回收型三种形式，将这三种型式与蓄热(冷)系统、变风量系统等结合，又扩大了VRV空调系统的应用范围。
3.1单冷或热泵型多元VRV空调系统
表1示出了各种单冷和热泵型多元VRV空调系统的原理图。在典型的单冷(图1)或热泵(图3)型多元VRV空调系统中，压缩机通常采用一台变频压缩机，在大系统中，由一台变频压缩机或多极压缩机与多台定速压缩机构成压缩机组；在各室内机和室外机上，设置有供节流和流量调节的电子膨胀阀(有些系统在室外机上采用普通膨胀阀[2])；在系统的典型部位安放有温度传感器和压力传感器。在制冷工况下，室外机电子膨胀阀全开，通过室内机电子膨胀阀节流降压，控制室内温度和各室内机热交换器出口制冷剂的过热度，由压缩机频率调节吸气压力；在制热工况下，室外机电子膨胀阀，控制室外机热交换器出口制冷剂的过热度，室内机电子膨胀阀控制室温和室内热交换器出口的制冷剂过冷度，通过改变压缩机频率调节压缩机排气压力。为提高系统的稳定性、可控性和可靠性，在一些系统中，增设了辅助回路。
表1 各种单冷和热泵型多元VRV空调系统原理图
1994年，三菱开发出带有内部热交换回路的变频单冷型多元VRV空调系统[3]，由图2可知，通过回热回路，实现了制冷剂的有效移动，减少了系统的压力损失，提高了系统的能交比。研究表明，经回热回路的流量为压缩机循环流量的2-22%时，制冷量基本一致，能效比提高10%。同时由于采用了高压制冷剂的饱和点控制，减少了系统中的制冷剂的充灌量。
面临电力供应的紧张局面，"移峰填谷"是急待解决的问题，随着峰谷电价的实施，蓄热空调系统开始得到发展，从1995年开始，开始应用于热泵型VRV空调系统中[4，5]。蓄热型VRV空调系统如图4所示，由室外机、蓄热槽和多个室内机组成。室外机内有变频压缩机、制冷剂泵和热交换器；在蓄热槽内部装有盘管换热器和相变蓄热材料。系统在制冷和制热运行时，都各具有3种运转模式，即蓄冷（热）运行、蓄冷（热）利用制冷（热）运行和压缩机制冷（热）运行。在蓄冷（热）运行和压缩机制冷（热）运行模式下，制冷剂泵停止运行，系统的工作方式和普通蓄冷空调系统一致；在蓄冷利用制冷运行模式下，制冷剂泵运转，将一部分制冷剂压缩，送入蓄冷槽盘管换热器，制冷剂将热量排至蓄冷材料（取冷）而冷凝，与在室外热交换器内冷凝后的制冷剂液体汇合，经室内机电子膨胀阀节流，送入室内机进行制冷；同理，在蓄热利用制热运行模式下，制冷剂泵运转，在蓄热材料中取热，送入室内机。系统"移峰填谷"的机理是利用降低冷凝温度或提高蒸发温度，减小压缩比，降低高峰电力的使用量。
3.2热回收型多元VRV空调系统
热回收型VRV空调系统是于90年代初研制出，它不仅具有单冷和热泵形系统的功能，同时由于冷凝负荷和蒸发负荷都被利用，所以大大改善了能源利用效率。对于同时需要供冷与供热的建筑物增多的今天，具有极大的应用前景，所以也就成为了当前研究的重要课题之一。当今的热回收型VRV空调系统具有3管式和2管式两种形式[6-12]，参见表2。
表2 热回收型多元VRV空调系统原理图
(1)3管式热回收型多元VRV空调系统
3管式VRV空调系统如图5所示，室外机由压缩机、室外热交换器和气液分离器等构成；室内机由热交换器、电磁三通阀及电子膨胀阀构成。室外机与室内机之间由高压气体管、高压液体管、低压气体管3根管道相连，故称"3管式"系统。
空调系统通过高压气体管将高温高压蒸气引入用于供热的室内机，制冷剂蒸气在室内机内放热冷凝，流入高压液体管；制冷剂从高压液体管进入制冷运行的室内机中，蒸发吸热，通过低压气体管返回压缩机。室外热交换器用于平衡各室内机的冷热负荷的缓冲设备，视室内运行模式起着冷凝器或蒸发器的作用。其功能取决于各室内机的工作模式和负荷大小。
（2）2管式热回收型多元VRV空调系统
2管式VRV空调系统如图6所示，系统由室外机、分流控制器和室内机组构成。其中，室外机由压缩机、热交换器和气液分离器等构成；分流控制器由气液分离器、3个电子膨胀阀、回热器、高低压气体转换阀组等组件构成，放置在离室内机组较近的部位；室同机由电子膨胀阀和热交换器构成。室外机与分流控制器之间由高压气体管和低压气体管两根管道相连，故称"2管式"系统。
室外热交换器用于平衡各室内机的冷热负荷，起着冷凝器或蒸发器的作用。在冷暖混合运行模式下，控制室外热交换器风扇转速，将部分高温蒸气引入分流控制器内，蒸气和液体在气液分离器中分离，蒸气部分进入室内供热，液体部分和在供热室内机中冷凝后的液体合流进入供冷室内机中，液态制冷剂蒸发吸热后，经回气管返回压缩机。
此外，将VRV空调系统的一个或多个末端机通过送、回风风道与多个房间相连就构成了与VRV结合的多元VRV空调系统。风道的各个室内末端装置根据室内温度与设定温度的差值大小控制其风量，末端机根据送风道内的静压控制总送风量的大小，由末端机的过热度控制相应电子膨胀阀的开度，压缩机根据所有室内机的负荷大小控制其转速。这种系统的研究始于80年代中期，现以用于单冷和热泵型VRV空调系统中[13]。
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