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一. 引言
VRV空調系統以其節省空間、布置靈活、高效節能、運行管理方便、維護簡單等優點,近幾年越來越受到甲方、設計者的青睞。隨著人們對VRV系統研究的不斷深入,在今后的數年中VRV系統必將充分發揮其獨特的優越性,得到更加廣泛的應用。
高速公路管理中心是高速公路重要的管理機構,高速公路全線的監控系統、收費系統、通訊系統等重要信息都要傳輸到管理中心,統一分析、管理。隨著高速公路的快速發展,科技信息技術也隨之蓬勃發展,工作人員和先進設備都對環境提出了更高的要求。很多管理中心開始二次裝修整理,都對空調系統提出了新的要求,VRV空調系統在這類項目中體現了自身的優越性
傳統的中央空調形式,即冷水機組+冷卻塔+風機盤管/變風量機組+水泵,這種形式已經發展許多年了,應該說技術是比較成熟,也較容易被廣大用戶所接受。但是,隨著不斷的普及,用戶在使用過程中也發現了一些問題,如系統設計復雜、運行費用高、操作管理不夠簡便、噪聲較高、維修保養工作量大、不適合二次裝修等等。其中最突出的問題就是運行費用高,哪怕只有少量風機盤管運轉,主機、水泵及冷卻塔也必須運轉,浪費了大量的能源和運行費用。而在能源日益緊張的今天,此弊端的解決顯得尤為重要。變頻中央空調正好彌補了傳統中央空調的以上不足,它能夠根據室內負荷的要求,隨時調節壓縮機的輸出功率,從而達到節能的目的。
二. 變頻控制的原理
VRV,就是可變流量的意思,VRV空調系統全稱是Varied Refrigerant Volume,簡稱VRV.它是依賴于機電方面的變頻技術而產生的空調系統設計安裝方式。
傳統中央空調的壓縮機是不變頻的,因此只能固定在工頻50赫茲上工作。而VRV采用的是變頻控制的壓縮機,通過變頻器的調解,將工頻50赫茲分成21級,根據室內負荷的要求,通過改變壓縮機的工作頻率從而改變壓縮機的轉速,進而改變壓縮機的輸出功率及制冷劑流量。在只開啟部分室內機的情況下,室外主機無需滿負荷運轉,而只需根據室內負荷來調節其冷量輸出,從而節約了大量的能源和運行費用。而且根據統計,中央空調系統全年絕大部分時間處于部分符合下運行,這更體現了變頻節能的必要性。
需要指出的是,通過調解工作頻率而改變冷量輸出的變頻技術與機械機構旁通卸載方式有著本質上的區別。旁通卸載是在壓縮機滿負荷運轉的前提下將不需要的多余冷量通過旁通機構卸載掉,實際上是浪費掉了,因為壓縮機的輸入功率即耗電功率并沒有因為旁通而減少多少。而改變工作頻率則是從根本上減少壓縮機的輸入功率從而減少能量損耗。
三. VRV空調系統和傳統中央空調系統的特點
VRV空調系統的特點:1、先進的變頻控制,從根本上調節壓縮機的工作頻率及轉速,變頻調解量高,可達58級,容量調節從5%-130%,運行費用低。2、自控程度高。在微電腦控制下,能輕易實現集中控制,可對任何房間進行溫度控制,又可顯示任何一臺室內機的故障代碼,及時反映每臺室內機運行狀態,電子膨脹閥,精確控制制冷劑流量。3、直接采用銅管蒸發,無管道腐蝕現象,銅管使用年限長,且傳熱效果不易降低。
傳統空調系統的特點:1、不能變頻運轉,旁通卸載調節冷量,浪費能量,運行費用高。2、自控程度低。只能一對一控制風機盤管,若采用集中遠程控制,則需增加很大投資,水系 統流量變化范圍小,當小于75%時,水利失調嚴重,而引起溫度失調,智能化程度低。3、水系統腐蝕現象較為嚴重,影響主機額定制冷量。
四. VRV空調系統和傳統中央空調系統的特性比較
VRV空調系統:1、 統熱惰性小;2、 不需要冷凍機房;3、 不需要水系統;4、 管道及室內機占用空間小;5、室外機設計年限均為15-20年。
傳統空調系統:1、 系統熱惰性大;2、 要冷凍機房;3、 有一整套復雜的水系統;4、 管道及末端占用空間大;5、 末端使用年限短,最大不超過10年,一般為5-8年。
五. 工程實例
云南某高速公路管理中心大樓監控大廳、收費拆賬清分中心、IC卡發行中心、會議室等房間需要空調,面積為約1000m2。原大樓沒有空調裝置,夏季和冬天工作條件很差,為了改善工作條件,在大樓中加裝空調裝置。大樓的工作性質給空調系統劃分帶來了一定的困難,由于每層每間辦公室開啟空調的幾率不一樣,使用空調時間也不一樣,從而使傳統中央空調系統劃分帶來了極大的困難與不合理性。
該項目共采用了2套VRV系統,總制冷量為129KW。由于采用了變頻中央空調,解決了傳統中央空調系統劃分上的不合理性,取得了一定的節能效果。整個大樓的中央空調系統常年都處于部分符合下運行,室外機輸出的制冷量根據室內機的開啟數量及負荷要求來自動調節,當只開啟總連接容量的70%時,室外機組所消耗的電能也只有70%,空調符合供需匹配比較理想,從而節約了大量的能源,節省了大量的運行費用。
由于原建筑沒有考慮空調系統,如采用傳統中央空調,必然對原建筑結構造成一定破壞。而VRV系統采用制冷劑輸出直接蒸發式,通過銅管直接將制冷劑輸出到室內機上,既不破壞原建筑的風格結構,又具有較強的制冷效果。由于VRV系統采用的是直接蒸發,而傳統中央空調則采用的是冷媒水,鋼管無需每年清洗,一次安裝完畢后可使用15年之久,整個大樓空調系統的維修保養工作與傳統中央空調相比顯得極為簡便。
與傳統中央空調相比,VRV系統的控制系統非常先進,通過一對一的有線遙控器可以控制每一臺室內機的開啟與關閉、運行模式、溫度設定及故障顯示等功能,通過集中控制器可對15臺室內機進行統一開關和集中控制,同時還可以顯示和控制每一臺室內機的開啟與關閉、運行模式、溫度設定及故障顯示等功能。
六. 結論
研究發現VRV中央空調系統,安裝方便、運行節能,在高速公路管理中心中使用是合適的,尤其在現有高速管理中心的改造和二次裝修過程中,更能顯示其優越性。