多元變頻vrv空調系統的工作原理
1. vrv 空調系統的定義及控制原理
vrv空調系統是在電力空調系統中，通過控制壓縮機的製冷劑迴圈量和進入室內換熱器的製冷劑流量，適時地滿足室內冷熱負荷要求的高效率冷劑空調系統。vrv空調系統需採用變頻壓縮機、多極壓縮機、解除安裝壓縮機或多台壓縮機組合來實現壓縮機容量控制；在製冷系統中需設定電子膨脹閥或其它輔助迴路，以調節進入室內機的製冷劑流量；通過控制室內外換熱器的風扇轉速積，調節換熱器的能力。在變頻調速和電子膨脹閥技術逐漸成熟之後，vrv空調系統普遍採用變頻壓縮機和電子膨脹閥。
空調系統在環境溫度、室內負荷不斷變化的條件下工作，而且系統各部件之間、系統環境與環境之間相互影響，因此vrv空調系統的狀態不斷變化，需通過其控制系統適時地調節空調系統的容量，消除其影響，是一種柔性調節系統。其工作原理是：由控制系統採集室內舒適性引數、室外環境引數和表徵製冷系統執行狀況的狀態引數，根據系統執行優化準則和人體舒適性準則，通過變頻等手段調節壓縮機輸氣量，並控制空調系統的風扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內環境的舒適性，並使空調系統穩定工作在最佳工作狀態。
2. vrv 空調系統的特點
變頻vrv空調系統的相對於定速系統具有明顯的節能、舒適效果：
(1) vrv空調系統依據室內負荷，在不同轉速下連續執行，減少了因壓縮機頻繁啟停造成的能量損失；在製冷/制熱工況下，能效比cop隨頻率的降低而公升高，由於壓縮機長時間工作在低頻區域，故系統的季節能效比seer相對於傳統空調系統大大提高；採用壓縮機低頻啟動，降低了啟動電流，電氣裝置將大大節能，同時避免了對其它用電裝置和電網的衝擊。
(2) vrv空調系統具有能調節容量的特性，在系統初開機時室溫與設定溫度相差很大，利用壓縮機高頻執行的方式，使室溫快速地到達設定值，縮短室內不舒適的時間；系統調節容量使室溫波動很小，改善了室內的舒適性；極少出現傳統空調系統在啟停壓縮機時所產生的振動雜訊，且室內機風扇電機普遍採用直流無刷電機驅動，速度切換平滑，降低了室內機的雜訊。由於vrv空調系統比冷水機組的蒸發溫度高3℃左右，其cop值約提高10%；結構緊湊，體積小，管徑細，不需要設定水系統和水質管理裝置，故不需要專門的裝置間和管道層，可較大程度地降低建築物造價，提高建築面積的利用率；室內機的多元化，可實現各個房間或區域的的獨立控制；而且熱**vrv空調系統，能在冬季和過渡季節，向需要同時供冷和供熱的建築物提供冷、熱源，將製冷系統的冷凝負荷和蒸發負荷同時利用，大大提高能源利用效率。因此，多元vrv空調系統將是今後中小型樓宇空調系統的發展主流之一[1] 。
3. 多元變頻vrv 空調系統的工作原理
在傳統的冷庫、空調系統中，為適應多使用者庫(室)風負荷的變動，減小的啟動電流，常採用解除安裝壓縮機或多台壓縮機併聯的製冷系統。當負荷變動時，根據回氣壓力的高低，增減壓縮機的執行台數。多元vrv空調系統即是吸收了此思想，而發展起來的變製冷劑流量製冷系統。
由於多元vrv空調系統存在有製冷流量分配控制和系統穩定性控制問題難以解決，在微電腦、電子膨脹閥、變頻技術以後才開始重視其研究開發工作。自2023年開始發展至今，世界上主要是日本三菱、日立、大金、夏普、松下等少數幾家大企業擁有這項技術。，多元vrv空調系統主要有單冷型、熱幫浦型和熱**型三種形式，將這三種型式與蓄熱(冷)系統、變風量系統等結合，又擴大了vrv空調系統的應用範圍。
3.1 單冷或熱幫浦型多元vrv空調系統
表1示出了各種單冷和熱幫浦型多元vrv空調系統的原理圖。在典型的單冷(圖1)或熱幫浦(圖3)型多元vrv空調系統中，壓縮機通常採用一台變頻壓縮機，在大系統中，由一台變頻壓縮機或多極壓縮機與多台定速壓縮機構成壓縮機組；在各室內機和室外機上，設定有供節流和流量調節的電子膨脹閥(有些系統在室外機上採用普通膨脹閥[2] )；在系統的典型部位安放有溫度感測器和壓力感測器。在製冷工況下，室外機電子膨脹閥全開，通過室內機電子膨脹閥節流降壓，控制室內溫度和各室內機熱交換器出口製冷劑的過熱度，由壓縮機頻率調節吸氣壓力；在制熱工況下，室外機電子膨脹閥，控制室外機熱交換器出口製冷劑的過熱度，室內機電子膨脹閥控制室溫和室內熱交換器出口的製冷劑過冷度，通過改變壓縮機頻率調節壓縮機排氣壓力。
為提高系統的穩定性、可控性和可*性，在一些系統中，增設了輔助迴路。
2023年，三菱開發出帶有內部熱交換迴路的變頻單冷型多元vrv空調系統[3]，由圖2可知，通過回熱迴路，實現了製冷劑的有效移動，減少了系統的壓力損失，提高了系統的能交比。研究表明，經迴熱迴路的流量為壓縮機迴圈流量的2-22%時，製冷量基本一致，能效比提高10%。同時由於採用了高壓製冷劑的飽和點控制，減少了系統中的製冷劑的充灌量。
面臨電力**的緊張局面，"移峰填谷"是急待解決的問題，隨著峰谷電價的實施，蓄熱空調系統開始得到發展，從2023年開始，開始應用於熱幫浦型vrv空調系統中[4，5]。蓄熱型vrv空調系統如圖4所示，由室外機、蓄熱槽和多個室內機組成。室外機內有變頻壓縮機、製冷劑幫浦和熱交換器；在蓄熱槽內部裝有盤管換熱器和相變蓄熱材料。
系統在製冷和制熱執行時，都各具有3種運轉模式，即蓄冷（熱）執行、蓄冷（熱）利用製冷（熱）執行和壓縮機製冷（熱）執行。在蓄冷（熱）執行和壓縮機製冷（熱）執行模式下，製冷劑幫浦停止執行，系統的工作方式和普通蓄冷空調系統一致；在蓄冷利用製冷執行模式下，製冷劑幫浦運轉，將一部分製冷劑壓縮，送入蓄冷槽盤管換熱器，製冷劑將熱量排至蓄冷材料（取冷）而冷凝，與在室外熱交換器內冷凝後的製冷劑液體匯合，經室內機電子膨脹閥節流，送入室內機進行製冷；同理，在蓄熱利用制熱執行模式下，製冷劑幫浦運轉，在蓄熱材料中取熱，送入室內機。系統"移峰填谷"的機理是利用降低冷凝溫度或提高蒸發溫度，減小壓縮比，降低高峰電力的使用量。
3.2 熱**型多元vrv空調系統
熱**型vrv空調系統是於90年代初研製出，它不僅具有單冷和熱幫浦形系統的功能，同時由於冷凝負荷和蒸發負荷都被利用，所以大大改善了能源利用效率。對於同時需要供冷與供熱的建築物增多的今天，具有極大的應用前景，所以也就成為了當前研究的重要課題之一。當今的熱**型vrv空調系統具有3管式和2管式兩種形式[6-12]，參見表2。
(1) 3管式熱**型多元vrv空調系統
3管式vrv空調系統如圖5所示，室外機由壓縮機、室外熱交換器和氣液分離器等構成；室內機由熱交換器、電磁三通閥及電子膨脹閥構成。室外機與室內機之間由高壓氣體管、高壓液體管、低壓氣體管3根管道相連，故稱"3管式"系統。
空調系統通過高壓氣體管將高溫高壓蒸氣引入用於供熱的室內機，製冷劑蒸氣在室內機內放熱冷凝，流入高壓液體管；製冷劑從高壓液體管進入製冷執行的室內機中，蒸發吸熱，通過低壓氣體管返回壓縮機。室外熱交換器用於平衡各室內機的冷熱負荷的緩衝裝置，視室內執行模式起著冷凝器或蒸發器的作用。其功能取決於各室內機的工作模式和負荷大小。
（2）2管式熱**型多元vrv空調系統
2管式vrv空調系統如圖6所示，系統由室外機、分流控制器和室內機組構成。其中，室外機由壓縮機、熱交換器和氣液分離器等構成；分流控制器由氣液分離器、3個電子膨脹閥、回熱器、高低壓氣體轉換閥組等元件構成，放置在離室內機組較近的部位；室同機由電子膨脹閥和熱交換器構成。室外機與分流控制器之間由高壓氣體管和低壓氣體管兩根管道相連，故稱"2管式"系統。
室外熱交換器用於平衡各室內機的冷熱負荷，起著冷凝器或蒸發器的作用。在冷暖混合執行模式下，控制室外熱交換器風扇轉速，將部分高溫蒸氣引入分流控制器內，蒸氣和液體在氣液分離器中分離，蒸氣部分進入室內供熱，液體部分和在供熱室內機中冷凝後的液體合流進入供冷室內機中，液態製冷劑蒸發吸熱後，經迴氣管返回壓縮機。
此外，將vrv空調系統的乙個或多個末端機通過送、回風風道與多個房間相連就構成了與vrv結合的多元vrv空調系統。風道的各個室內末端裝置根據室內溫度與設定溫度的差值大小控制其風量，末端機根據送風道內的靜壓控制總送風量的大小，由末端機的過熱度控制相應電子膨脹閥的開度，壓縮機根據所有室內機的負荷大小控制其轉速。這種系統的研究始於80年代中期，現以用於單冷和熱幫浦型vrv空調系統中[13]。
4. 多元vrv空調系統研究開發中尚需解決的問題
多元vrv空調系統發展至今，無論是在製冷系統，還是在控制方法上都取得了很大的進步，但仍存在以下幾方面的問題，尚需進一步深入研究。
（1）舒適性：有待於新的感測器的開發和現代控制理論的應用，以推進智慧型空調系統的發展。
（2）穩定性和節能性控制問題：研究製冷系統的各調節部件對系統特性的影響規律，實現系統的穩定調節和節能控制。
（3）控制器的可移植性問題：深入研究製冷系統的特性規律，研製出適合於大小系統相容，熱幫浦型和熱**型系統通用，移植性較強的控制器。
（4）系統綜合性能評價問題：vrv空調系統特別是熱**型系統，由於各換熱器的功能和溫度條件不盡相同，如何評價系統的綜合性能，尚無合理和實有的方法。
（5）製冷劑替代問題：由於vrv空調系統的管道接頭較多，增加了製冷劑洩漏的可能性，且系統的內容積過大，增大了製冷劑充灌量，在hcfc控制計畫實施後，系統**會大大上公升。所以，減少製冷劑充灌量和減少洩漏是系統開發過程中應該重視的問題，同時應加強對hcfc22的替代工質在vrv空調系統中的應用研究。
變頻空調工作原理和直頻空調工作原理
空調的工作原理 簡單講，空調利用了製冷劑的一種特性，就是液化時放熱，氣化時吸熱。空調的密閉管道中串了乙個壓縮機來壓縮製冷劑，使得製冷劑分別在內 外機的換熱器中液 氣化，比如在製冷狀態下，製冷劑在內機的蒸發器中處於氣化狀態，因此就吸熱，所以就是製冷。內機的迴圈風扇把蒸發器的冷量吹到室內，室內溫度就下降...
關於VRV空調系統安裝的問題及其對策
摘要 vrv空調由於其靈活方便，可靠性高，目前在國內空調應用廣泛。而vrv空調系統的安裝則關係到空調的製冷效果及整個系統的安全可靠執行。關鍵字 vrv空調系統冷媒管熱風回流 1.引言 vrv系統簡介及安裝要求 vrv varied refrigerant volume 即變製冷劑流量系統，由室外側壓...
變頻壓縮機空調的工作原理及優缺點
變頻壓縮機 目錄1定義 2工作原理 3優勢4市場應用 5缺點定義編輯 變頻壓縮機 1 是指相對轉速恆定的壓縮機而言，通過一種控制方式或手段使其轉速在一定範圍內連續調節，能連續改變輸出能量的壓縮機。2工作原理編輯 變頻壓縮機可以分為兩部分，一部分是變頻控制器，就是我們常說的變頻器 另一部分是壓縮機。變...