變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng)中新風(fēng)處理方式探討

1、變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng)中新風(fēng)處理方式探討山東省建筑設(shè)計(jì)研究院 李向東 穆磊內(nèi)容提要本文全面論述了VRV系統(tǒng)中各種新風(fēng)處理方式的特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)新風(fēng)換氣機(jī)用于VRV系統(tǒng)進(jìn)行了分析，指出新風(fēng)換氣機(jī)應(yīng)用于VRV系統(tǒng)是一種較為理想的新風(fēng)供應(yīng)方式，并對(duì)此種新風(fēng)供應(yīng)方式的冬季加濕問(wèn)題進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞VRV系統(tǒng) 新風(fēng) 空氣熱回收裝置 加濕0 引言變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng)，即通常所說(shuō)的VRV系統(tǒng)，80年代中期由日本大金（DAIKIN）工業(yè)株式會(huì)社研制推出，90年代初引入我國(guó)，因其方便、靈活、節(jié)能、舒適、不需集中機(jī)房等特點(diǎn)，在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用，成為目前國(guó)內(nèi)空調(diào)市場(chǎng)上一個(gè)重要的空調(diào)系統(tǒng)形式。相對(duì)于傳

2、統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)，VRV系統(tǒng)更接近單元式空調(diào)器或房間空調(diào)器，新風(fēng)處理不如常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)容易做到。實(shí)際工程中有時(shí)對(duì)新風(fēng)供應(yīng)注意不夠，造成室內(nèi)空氣品質(zhì)（空氣新鮮度、潔凈度、相對(duì)濕度等）無(wú)法保證，成為僅供冷、供暖的冷氣、暖氣系統(tǒng)，影響了這種系統(tǒng)進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。因此，研究VRV系統(tǒng)的新風(fēng)供方式具有重要的意義。1 VRV系統(tǒng)新風(fēng)供應(yīng)方式實(shí)際已經(jīng)采用的和可以采用的VRV系統(tǒng)新風(fēng)供應(yīng)方式有以下幾種。1.1 無(wú)組織新風(fēng)對(duì)于不設(shè)有組織新風(fēng)系統(tǒng)，僅靠門窗縫隙滲透，甚至開窗引入新風(fēng)的做法，不是嚴(yán)格意義上的新風(fēng)供應(yīng)方式，但由于實(shí)際工程采用這種做法較多，有必要予以分析。由于建筑物的風(fēng)壓、熱壓作用，不同朝向、不同樓層

3、的房間其滲入室內(nèi)的空氣量是不同的，有些房間甚至打開外窗都不能有效引進(jìn)新風(fēng)。所引入的新風(fēng)無(wú)論是其品質(zhì)（主要是潔凈度）還是針對(duì)每人所必須的新風(fēng)量都無(wú)法保證，直接從室外引入未經(jīng)處理的新風(fēng)，增大了室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，對(duì)于一般按夏季負(fù)荷選擇的室內(nèi)機(jī)型號(hào)，冬季嚴(yán)寒季節(jié)可能造成供熱量不足。另外，夏季新風(fēng)的含濕量較高，室內(nèi)機(jī)除濕量增大，室內(nèi)相對(duì)濕度無(wú)法保證?？傊?，靠縫隙滲透引入新風(fēng)的做法無(wú)法保證空調(diào)房間的空氣狀況，應(yīng)盡量避免。1.2 室內(nèi)機(jī)自吸新風(fēng)方式通過(guò)選用室內(nèi)機(jī)專用換新風(fēng)組件，將新風(fēng)引入機(jī)組，采用室內(nèi)機(jī)自吸的方式送入室內(nèi)。新風(fēng)一般直接取自室外，不經(jīng)過(guò)溫濕度處理（有時(shí)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾），新風(fēng)負(fù)荷由室內(nèi)機(jī)承擔(dān)，室內(nèi)機(jī)

4、除濕負(fù)荷增大，在高濕度地區(qū)室內(nèi)濕度較難控制，影響空調(diào)效果。新風(fēng)管分層或集中設(shè)置，室內(nèi)機(jī)數(shù)量較少時(shí)，新風(fēng)管也可分機(jī)組設(shè)置。此種新風(fēng)處理方式僅限于天花板卡式嵌入型、天花板嵌入導(dǎo)管內(nèi)藏型的室內(nèi)機(jī)，圖（1）為天花板卡式嵌入型室內(nèi)機(jī)采用T形接頭新風(fēng)組件雙側(cè)進(jìn)風(fēng)的安裝示意圖。1.3 采用專用新風(fēng)處理裝置有些VRV廠商如日本大金產(chǎn)品中，提供一種專門用來(lái)處理新風(fēng)的室內(nèi)機(jī)，它仍然采用冷媒直接蒸發(fā)式制冷（制熱），具有一定的機(jī)外余壓（200Pa左右），可以根據(jù)室外空氣溫度或室內(nèi)外溫差，通過(guò)設(shè)在冷媒供液管路上的電子膨脹閥自動(dòng)控制供液量，通過(guò)變頻控制達(dá)到設(shè)定的送風(fēng)參數(shù)。表（1）是該型室內(nèi)機(jī)的規(guī)格參數(shù)。 VRV系統(tǒng)新風(fēng)處

5、理裝置 表（1） (天花板嵌入風(fēng)管連接型)型號(hào)FXYMJ140KCFRFXYMJ224KCFRFXYMJ280KCFR風(fēng)量m3/h108016802100制冷量 KW14.022.428.0制熱量 KW11.718.723.4對(duì)應(yīng)室外機(jī)RSXY5KY1RSXY8KY1RSXY10KY1注：1制冷能力基于室外溫度33DB, 28WB, 68%RH。 2 制熱能力基于室外溫度0DB, -2.9WB, 50%RH, 無(wú)霜情況下。 3 當(dāng)量管長(zhǎng)5m；水平落差0m。 4 新風(fēng)處理室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)也可采用多聯(lián)結(jié)構(gòu)，如一臺(tái)RSXY10KY1室外機(jī)負(fù)擔(dān)二臺(tái)FXYMJ140KCFR型室內(nèi)機(jī)。在新風(fēng)處理中需注意，不

6、能將專用新風(fēng)室內(nèi)機(jī)與普通室內(nèi)機(jī)連接在一個(gè)系統(tǒng)中，也不能將普通天花板嵌入風(fēng)管連接型室內(nèi)機(jī)（FXYM-KVEC）作為新風(fēng)機(jī)組使用。普通室內(nèi)機(jī)處理室內(nèi)空氣，而新風(fēng)室內(nèi)機(jī)處理室外空氣，空氣狀態(tài)相差甚遠(yuǎn)，對(duì)設(shè)備的要求也不一樣。夏季由于新風(fēng)溫度高，冷媒盤管內(nèi)蒸發(fā)壓力也高，壓縮機(jī)功率消耗大，如果把新風(fēng)室內(nèi)機(jī)與普通室內(nèi)機(jī)共同連接到一臺(tái)室外機(jī)，壓縮機(jī)有可能因超載而燒毀。由于機(jī)組的制冷、制熱能力是一定的，在不同室外狀態(tài)下，所處理的新風(fēng)終狀態(tài)參數(shù)是不同的，應(yīng)通過(guò)焓-濕（h-d）圖計(jì)算確定。在機(jī)組額定狀態(tài)下，處理空氣的焓差約為53KJ/Kg，高于國(guó)產(chǎn)冷水新風(fēng)機(jī)組6排盤管的處理能力（處理焓差4245Kj/Kg），在大部

7、分室內(nèi)外狀態(tài)下都可將室外空氣處理至室內(nèi)狀態(tài)等濕線附近，即可負(fù)擔(dān)所有的新風(fēng)冷負(fù)荷及濕負(fù)荷，選擇室內(nèi)機(jī)時(shí)僅考慮室內(nèi)負(fù)荷即可。1.4 采用新風(fēng)換氣機(jī)新風(fēng)換氣機(jī)的實(shí)質(zhì)是空氣熱回收裝置，按空氣熱交換器的種類可分為板式、板翅式、轉(zhuǎn)輪式、熱管式等幾種，按回收熱量的性質(zhì)分為顯熱回收器與全熱回收器?？照{(diào)系統(tǒng)中采用新風(fēng)換氣機(jī)供應(yīng)新風(fēng)，在供給新風(fēng)的同時(shí)置換出等量的室內(nèi)污濁空氣，室內(nèi)風(fēng)量平衡，新風(fēng)量有保證，并且具有節(jié)能效果，較其它新風(fēng)供應(yīng)方式更具優(yōu)勢(shì)。在筆者新風(fēng)換氣機(jī)在風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用的工況分析一文中，定量分析了顯熱回收式和全熱回收式新風(fēng)換氣機(jī)的工作狀況，其結(jié)論同樣適用于VRV空調(diào)系統(tǒng)，即：（1） 新風(fēng)換氣機(jī)可

8、以用于VRV空調(diào)系統(tǒng)供應(yīng)新風(fēng)，并具有節(jié)能效果；（2） 與采用專用新風(fēng)處理裝置相比，新風(fēng)換氣機(jī)供應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)時(shí)，夏季室內(nèi)機(jī)負(fù)荷增加，濕工況加重，室內(nèi)相對(duì)濕度有增加的趨勢(shì)；（3） 在冬季工況下，新風(fēng)換氣機(jī)能較好滿足空調(diào)系統(tǒng)需要，節(jié)能效果顯著；（4） 全熱回收裝置與顯熱回收裝置相比，夏季工況全熱回收型節(jié)能效果較好，冬季工況二者差別不大；（5） 采用全熱回收裝置冬季可減少空調(diào)加濕系統(tǒng)的費(fèi)用，對(duì)濕度要求不高的場(chǎng)合可以不用對(duì)新風(fēng)加濕。全熱交換器目前市場(chǎng)產(chǎn)品較少，選擇受到一定限制，并且價(jià)格較高。表（2）列出大金HRV全熱交換器的規(guī)格及性能參數(shù)。 HRV全熱交換器性能 表（2）型號(hào)VAM500VAM800V

9、AM1000VAM2000風(fēng)量m3/h50080010002000溫度交換效率(H/L) %74/7774/7675/76.575/76焓交換效率（H/L）%制冷%58/6360/6261/6361/64供暖%62/6765/6766/6866/68注：（1） 制冷效率基于室內(nèi)溫度27DB, 50%RH。室外溫度35DB, 60%RH。 （2） 供暖效率基于室內(nèi)溫度20DB, 40%RH。室外溫度7DB, 70%RH。國(guó)產(chǎn)新風(fēng)換氣機(jī)是一種顯熱回收裝置，顯熱回收效率在70左右。由于新風(fēng)換氣機(jī)規(guī)格較多且價(jià)格低廉，采用新風(fēng)換氣機(jī)解決VRV系統(tǒng)的新風(fēng)供應(yīng)，比采用HRV全熱交換器更為靈活。新風(fēng)換氣機(jī)無(wú)潛

10、熱回收作用，室內(nèi)機(jī)需負(fù)擔(dān)全部的新風(fēng)潛熱負(fù)荷和部分顯熱負(fù)荷，室內(nèi)機(jī)負(fù)擔(dān)加重，應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定室內(nèi)機(jī)規(guī)格。 2 新風(fēng)加濕冬季空調(diào)系統(tǒng)中，室內(nèi)空氣的升溫過(guò)程是一個(gè)等濕加熱過(guò)程，空氣被加熱的溫度越高，其相對(duì)濕度越低。在濟(jì)南地區(qū)，當(dāng)把室外空調(diào)計(jì)算狀態(tài)（干球溫度-10，相對(duì)濕度54）下的空氣加熱到室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度（干球溫度22）時(shí)，相對(duì)濕度將減小到5左右。室內(nèi)相對(duì)濕度過(guò)低，對(duì)人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生刺激，易引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾??；室內(nèi)易產(chǎn)生靜電，影響人們的正常生活；木質(zhì)地板、家具易干裂變形。因此，設(shè)置了空調(diào)系統(tǒng)的建筑應(yīng)采取冬季加濕措施。當(dāng)采用新風(fēng)換氣機(jī)為VRV系統(tǒng)供應(yīng)新風(fēng)時(shí)，由于冬季送風(fēng)溫度較低，如濟(jì)南地區(qū)在室外空調(diào)設(shè)計(jì)干球

11、溫度-10時(shí)，送風(fēng)溫度僅為12.4，如采用濕膜或超聲波式、高壓噴霧式等型式的等焓加濕，即使加到飽和也無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，只能采用等溫加濕方式，如干蒸汽加濕，當(dāng)無(wú)蒸汽來(lái)源時(shí)，可采用專為新風(fēng)換氣機(jī)設(shè)計(jì)的電極或PTC電陶瓷加熱的等溫加濕裝置。該系列加濕器的工作原理是將用PTC電陶瓷加熱而產(chǎn)生的蒸汽輸送到新風(fēng)換氣機(jī)的室內(nèi)新風(fēng)送風(fēng)口處，完成新風(fēng)加濕過(guò)程。圖（2）是其工作原理圖示。具有如下特點(diǎn)：（） 低溫加濕性能好，可在10左右的低溫送風(fēng)管道內(nèi)完成等溫加濕。（） 風(fēng)阻力小，蒸汽在PTC不銹鋼箱體內(nèi)產(chǎn)生后，僅通過(guò)蒸汽管送到新風(fēng)換氣機(jī)的新風(fēng)送風(fēng)管內(nèi)，與干蒸汽加濕器的布置方式相同，對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)基本沒(méi)有影響。（） 耗

12、水量小，除定期進(jìn)行排污外，水全部轉(zhuǎn)化為蒸汽。（） 使用安全，無(wú)水時(shí)PTC電陶瓷表面溫度不超過(guò)200，不會(huì)像電熱管一樣產(chǎn)生干燒火災(zāi)隱患。3 工程實(shí)例中國(guó)人民銀行萊蕪市分行辦公樓，建筑面積9300m2，九層，建筑高度36.75m， 屬于二類高層建筑。工程設(shè)計(jì)夏季冷負(fù)荷995Kw，設(shè)計(jì)冬季熱負(fù)荷851Kw?？照{(diào)系統(tǒng)為降低總體造價(jià)，大會(huì)議室、營(yíng)業(yè)廳等公共場(chǎng)所設(shè)置一拖二的商用空調(diào)機(jī)，其余的辦公用房采用ECO一拖多空調(diào)機(jī)。室內(nèi)機(jī)根據(jù)相應(yīng)房間的布局形式采用半封閉四方型或隱藏管路型，所有的室外主機(jī)設(shè)于主樓屋面上。新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括一層金庫(kù)內(nèi)的交換間、整點(diǎn)復(fù)點(diǎn)室等部分無(wú)外窗房間以及二到九層所有房間的有組織的新風(fēng)供應(yīng)。一層為三到九層為標(biāo)準(zhǔn)層辦公室，雖有外窗但開啟不便，影響美觀。故以上房間均采用新風(fēng)換氣機(jī)進(jìn)行新風(fēng)送風(fēng)，熱量回收，并對(duì)新風(fēng)進(jìn)行過(guò)濾、隔音降噪。在設(shè)計(jì)中根據(jù)房間所需新風(fēng)量來(lái)確定新風(fēng)換氣機(jī)型號(hào)，普通辦公室