1、一、一、VRFVRF空调的产生空调的产生一、一、VRFVRF空调的产生空调的产生 日本是个能源资源缺乏的国家，日本是个能源资源缺乏的国家，2020世纪世纪7070年代初期爆发的第一次石年代初期爆发的第一次石油危机给当时经济高度发展的日本敲响了能源危机的警钟。油危机给当时经济高度发展的日本敲响了能源危机的警钟。VRFVRF空调系统空调系统随之在随之在19821982年诞生于日本大金工业株式会社（年诞生于日本大金工业株式会社（VRVVRV），后来东芝、富士通、），后来东芝、富士通、三菱电机、日立、三菱重工、松下、三洋等株式会社相继进入三菱电机、日立、三菱重工、松下、三洋等株式会社相继进入VRFVR
2、F空调行空调行业，经过业，经过3030多年不断的改进与技术创新，现在已经发展形成了单冷系统、多年不断的改进与技术创新，现在已经发展形成了单冷系统、热泵系统、热回收系统、水冷系统、冰蓄冷系统等不同功能的产品，成热泵系统、热回收系统、水冷系统、冰蓄冷系统等不同功能的产品，成为一种具有完善的独立控制、集中控制和远程控制能力，利用变频技术为一种具有完善的独立控制、集中控制和远程控制能力，利用变频技术能适用于多种场合并提供舒适的工作环境的空调系统。能适用于多种场合并提供舒适的工作环境的空调系统。VRFVRF空调系统上个世纪空调系统上个世纪9090年代初期引入我国，一般将其归类于年代初期引入我国，一般将其
3、归类于“小型小型中央空调系统中央空调系统”。因其方便、灵活、节能、舒适、不需集中机房布置等。因其方便、灵活、节能、舒适、不需集中机房布置等特点，在我国得到广泛的应用，成为目前国内空调市场上一个重要的空特点，在我国得到广泛的应用，成为目前国内空调市场上一个重要的空调系统形式。调系统形式。空调能耗的现状空调能耗的现状 现代建筑中空调系统的耗能在整个建筑能耗中所占的比例较大现代建筑中空调系统的耗能在整个建筑能耗中所占的比例较大,如如图所示，现代一般办公楼空调的能源消耗比例（采用传统中央空调形图所示，现代一般办公楼空调的能源消耗比例（采用传统中央空调形式），占整体能耗的式），占整体能耗的47.2%47
4、.2%，其中热源所占比例为，其中热源所占比例为20%20%，而，而27.2%27.2%是用于是用于热搬送，如水泵、风机等的耗能。热搬送，如水泵、风机等的耗能。空调能源主要有电力、气、石油三种，其通常应用在以下空调系统空调能源主要有电力、气、石油三种，其通常应用在以下空调系统（或设备）中。（或设备）中。1 1）电力）电力 -商用机、冷水机、离心式冷冻机等空调热源机送风机、商用机、冷水机、离心式冷冻机等空调热源机送风机、泵等空调热搬送设备泵等空调热搬送设备2 2）煤气）煤气 -溴化锂等热水空调热源机溴化锂等热水空调热源机 3 3）石油）石油 -锅炉等制热、供热水的热源机锅炉等制热、供热水的热源机
5、这三种能源基本为不可再生的化石燃料，而且化石燃料的资源是有限这三种能源基本为不可再生的化石燃料，而且化石燃料的资源是有限的，故在空调系统中，如何提高这些能源的利用率、降低能耗是衡量其的，故在空调系统中，如何提高这些能源的利用率、降低能耗是衡量其节能性的重要指标。节能性的重要指标。减少空调能耗的方式减少空调能耗的方式 为提高空调系统节能性，解决空调耗能太大的问题，需要从空调为提高空调系统节能性，解决空调耗能太大的问题，需要从空调耗能的源头着手进行分析。耗能的源头着手进行分析。从下图可见，空调用能源主要用于热源机和热搬送，因此要解决空从下图可见，空调用能源主要用于热源机和热搬送，因此要解决空调的能
6、耗问题，就需要从减少热源能耗及减少热搬送能耗两大方面着手。调的能耗问题，就需要从减少热源能耗及减少热搬送能耗两大方面着手。空调用能源空调用能源热源机用热源机用冷热源冷热源热搬送用热搬送用送风机送风机水泵水泵热热源热热源减少空调能耗的方式减少空调能耗的方式 1 1、减少热源机用耗能、减少热源机用耗能1 1）采用节能的直接膨胀式系统）采用节能的直接膨胀式系统 直接膨胀式系统因比间接膨胀式系统减少了一次热交换而达到了节能直接膨胀式系统因比间接膨胀式系统减少了一次热交换而达到了节能的目的。的目的。空调系统按照热源输出形式可分为两种：空调系统按照热源输出形式可分为两种：直接膨胀系统直接膨胀系统 冷媒在室
7、内机的蒸发器内直接膨胀后冷却空气的直接膨冷媒在室内机的蒸发器内直接膨胀后冷却空气的直接膨胀方式。胀方式。能量传送渠道：冷媒能量传送渠道：冷媒 空气空气间接膨胀系统间接膨胀系统 冷媒冷却过的水被送往各个房间与室内空气进行热交换冷媒冷却过的水被送往各个房间与室内空气进行热交换的间接膨胀方式。的间接膨胀方式。能量传送渠道：冷媒能量传送渠道：冷媒 冷冻水冷冻水 室内空气室内空气 2 2）充分利用变频技术的节能性）充分利用变频技术的节能性 变频技术的应用使得压缩机可以根据室内机的实际需求进行能力输出，变频技术的应用使得压缩机可以根据室内机的实际需求进行能力输出，以满足空调部分负荷运转等状态下的能力需求。
8、相对于不根据实际能力以满足空调部分负荷运转等状态下的能力需求。相对于不根据实际能力变化而改变压缩机输出的定频空调，变频空调更加节能，再此基础上舒变化而改变压缩机输出的定频空调，变频空调更加节能，再此基础上舒适度也大大提高。适度也大大提高。早在早在19861986年就将变频技术应用到了年就将变频技术应用到了VRFVRF系统中。现代的系统中。现代的VRFVRF系统中，系统中，一旦接受到负荷变化的信号后，马上就把给信号发送到压缩机，压缩机一旦接受到负荷变化的信号后，马上就把给信号发送到压缩机，压缩机根据各台室内机的实际需要，通过变频技术相应的控制能力输出，以达根据各台室内机的实际需要，通过变频技术相
9、应的控制能力输出，以达到了节能的目的。到了节能的目的。2 2、减少热搬送用耗能、减少热搬送用耗能1 1）采用热搬送动力为零的直接膨胀式系统）采用热搬送动力为零的直接膨胀式系统 直接膨胀式系统不像间接膨胀式系统需要空气、水等热搬送动力。直接膨胀式系统不像间接膨胀式系统需要空气、水等热搬送动力。如如 采用直接膨胀式技术的采用直接膨胀式技术的VRFVRF系统而言，其系统组成仅为室内机、室系统而言，其系统组成仅为室内机、室外机以及冷媒配管（如下图所示）。外机以及冷媒配管（如下图所示）。VRFVRF系统于水冷和风冷系统相比无需其他热搬送元件（如下图所示），当系统于水冷和风冷系统相比无需其他热搬送元件（如
10、下图所示），当然也就不存在这部分的能耗。即然也就不存在这部分的能耗。即VRFVRF系统是热搬送耗能为零的，顺应现在系统是热搬送耗能为零的，顺应现在节能需求节能需求 的产品。的产品。2 2）采用高效率的热搬送媒介）采用高效率的热搬送媒介 为了达到同一的制冷为了达到同一的制冷/制热量时，由于采用不同物理特性的热搬送媒制热量时，由于采用不同物理特性的热搬送媒介，其所需要的能耗是不一样的。介，其所需要的能耗是不一样的。例如：下表中同样搬送例如：下表中同样搬送116.3KW116.3KW的热量，冷媒这种热搬送媒介与水和空气的热量，冷媒这种热搬送媒介与水和空气相比，耗能更底。相比，耗能更底。搬送搬送116
11、.3KW116.3KW热量时热量时(相当于相当于40HP)40HP)水水空气空气冷媒冷媒热量的传输能力热量的传输能力比热比热=4.1868kJ/kg.=4.1868kJ/kg.每每1kg温差为温差为5 21kJ/kg比热比热=1.006kj/kg.=1.006kj/kg.每每1kg温差为温差为10 10kJ/kg0 的蒸发热的蒸发热 205kJ/kg所需的热搬送动力所需的热搬送动力 4.7kW 4.7kW(泵、室内风扇）泵、室内风扇）7.4kW 7.4kW（风管风扇）（风管风扇）2.5kW 2.5kW（室内风扇）（室内风扇）热搬送媒介的比较热搬送媒介的比较项目项目热搬送媒介热搬送媒介用户需求的
12、多样化用户需求的多样化 1 1、建筑物的形态趋于多样化、建筑物的形态趋于多样化现代建筑物在形态、用途上具有多样化的趋势，如：现代建筑物在形态、用途上具有多样化的趋势，如：1 1）建筑物的用途多样化）建筑物的用途多样化2 2）使用时间不统一（夜间）使用时间不统一（夜间/休息日个别区域需要空调）休息日个别区域需要空调）3 3）办公大楼中的房间隔断划分越来越细）办公大楼中的房间隔断划分越来越细4 4）设备由各业主自主管理，而无须专人管理）设备由各业主自主管理，而无须专人管理5 5）建筑材料、造型多样）建筑材料、造型多样 由于建筑物的用途不一，使用时间也会有所不同。如：由于建筑物的用途不一，使用时间也
13、会有所不同。如：在同一幢大楼中，有办公、银行、餐饮、便利店、机房等等在同一幢大楼中，有办公、银行、餐饮、便利店、机房等等不同使用功能的房间，其对于空调系统的运行时间也会不同。不同使用功能的房间，其对于空调系统的运行时间也会不同。针对不同用途的建筑空间、不同的对象，舒适度的要求针对不同用途的建筑空间、不同的对象，舒适度的要求也会有所不同。人体的舒适度与室内空气的温度、湿度、气也会有所不同。人体的舒适度与室内空气的温度、湿度、气流速度以及人体活动量、衣着情况、年龄等各个因素息息相流速度以及人体活动量、衣着情况、年龄等各个因素息息相关。如：不同公司对于着装的要求不同，其温度设定也就会关。如：不同公司
14、对于着装的要求不同，其温度设定也就会不一样。不一样。正因为用户的个性化需求，业主往往希望自己能够进行正因为用户的个性化需求，业主往往希望自己能够进行空调的调节和管理，这就要求空调系统简单以及使用便利。空调的调节和管理，这就要求空调系统简单以及使用便利。2 2、空调系统选择的变化、空调系统选择的变化 为满足各建筑物的不同需求，选择空调系统的角度也应为满足各建筑物的不同需求，选择空调系统的角度也应相应变更。传统中央空调的发展历史较长，设计时选用传统相应变更。传统中央空调的发展历史较长，设计时选用传统中央空调的意识已经根深蒂固。但是为顺应以上建筑形态及中央空调的意识已经根深蒂固。但是为顺应以上建筑形
15、态及需求的多样化，用固有的机器形式来套用到建筑物的设计方需求的多样化，用固有的机器形式来套用到建筑物的设计方法已经不能满足所有用户的高要求，而应该转变为有针对性法已经不能满足所有用户的高要求，而应该转变为有针对性的根据用户的需求来选择合适的空调系统。即从整幢建筑物的根据用户的需求来选择合适的空调系统。即从整幢建筑物设计同一集中空调系统转变为按照各区域的不同需求设计个设计同一集中空调系统转变为按照各区域的不同需求设计个别空调。别空调。原来的个别分散空调因为其灵活性及经济性，被广泛应原来的个别分散空调因为其灵活性及经济性，被广泛应用于中小型建筑物中；但是由于受其温度控制精度等室内环用于中小型建筑物
16、中；但是由于受其温度控制精度等室内环境等级方面和冷媒配管长度等设备方面的影响，使其很难运境等级方面和冷媒配管长度等设备方面的影响，使其很难运用于大型建筑物中。用于大型建筑物中。现随着电子控制技术的突破性提高，现随着电子控制技术的突破性提高，VRFVRF系统已经具备系统已经具备了高精度的冷媒控制、容量控制等先进技术。现在的了高精度的冷媒控制、容量控制等先进技术。现在的VRFVRF系系统无论是在实际使用中根据房间的负荷状态、使用状态进行统无论是在实际使用中根据房间的负荷状态、使用状态进行有效控制的简便性，还是在设计施工、维护管理的方便性以有效控制的简便性，还是在设计施工、维护管理的方便性以及质量的
17、稳定性方面都受到了很高的评价。正因为这些优点，及质量的稳定性方面都受到了很高的评价。正因为这些优点，VRFVRF系统被更广泛地运用到各种用途的建筑物中。系统被更广泛地运用到各种用途的建筑物中。总之，总之，VRFVRF系统既充分发挥了个别空调系统的优势，也系统既充分发挥了个别空调系统的优势，也将中央式空调的优点编织于其中，在个别控制性、节能性、将中央式空调的优点编织于其中，在个别控制性、节能性、设计施工简易性等方面充分满足了用户的需求，并加入了直设计施工简易性等方面充分满足了用户的需求，并加入了直流变速、集中控制、远程监控等先进技术，为各种建筑物提流变速、集中控制、远程监控等先进技术，为各种建筑
18、物提供舒适的空调环境。供舒适的空调环境。二、二、VRFVRF空调的发展空调的发展 自自19821982年开发出第一台年开发出第一台VRVVRV以来，通过对系统技术的各种改良，以来，通过对系统技术的各种改良，从最初的定频产品发展为交流变频产品，再发展为目前的直流变频从最初的定频产品发展为交流变频产品，再发展为目前的直流变频产品：产品：19821982年年 全球第一台全球第一台VRVVRV诞生诞生 19861986年年 全球第一台变频全球第一台变频VRVVRV诞生诞生 19951995年年 涡旋式压缩机开始运用在涡旋式压缩机开始运用在VRVVRV和变频家用多联机中和变频家用多联机中 1996199
19、6年年 VRV PLUSVRV PLUS系统开始在中国大陆销售系统开始在中国大陆销售 19971997年年 R407CR407C冷媒冷媒VRVVRV开始在中国大陆销售开始在中国大陆销售 20032003年年 直流变频直流变频VRV(R22/R410A)VRV(R22/R410A)开始在中国大陆销售开始在中国大陆销售 20052005年年 Super VRVSuper VRV开始在中国大陆销售开始在中国大陆销售 20062006年年 直流变频直流变频VRVVRV开始在中国大陆销售开始在中国大陆销售 20082008年年 二级压缩二级压缩VRVVRV开始在中国大陆销售开始在中国大陆销售 20092
20、009年年 EEHSEEHS采暖系统开始在中国大陆销售采暖系统开始在中国大陆销售 20102010年年 水源水源VRVVRV和多功能和多功能VRVVRV开始在中国大陆销售开始在中国大陆销售按变流量压缩机类型分：按变流量压缩机类型分：(1)(1)变速式变速式(2)(2)数码涡旋式数码涡旋式按室外机冷却方式分：按室外机冷却方式分：(1)(1)风冷式风冷式(2)(2)水冷式（地源热泵式）水冷式（地源热泵式）VRFVRF系统的形式系统的形式涡旋式转子式变速式变速式VRFVRF系统系统变速式变速式VRFVRF空调系统功能形式空调系统功能形式变速式变速式VRFVRF空调系统功能形式空调系统功能形式变速式V
21、RF系统品牌主要有：热回收式热回收式VRFVRF系统系统热回收VRF系统组成制冷剂流路分配器制冷剂流路分配器制冷剂流路分配器制冷剂流路分配器吸气管吸气管排气管排气管液管液管集支管集支管分歧管分歧管室外机室外机室内机室内机热回收VRF系统组成放热运转(全制冷运转)热回收运转(主要制冷、部分制热)热回收运转(制冷=制热)热回收运转(主要制热、部分制冷)吸热运转(全制热运转)二次压缩二次压缩VRFVRF系统系统（大金、三菱电机）（大金、三菱电机）VRF空调系统功能形式焓：焓的物理意义可以理解为恒压和只做体焓：焓的物理意义可以理解为恒压和只做体积功的特殊条件下，积功的特殊条件下，Q=HQ=H，即反应的
22、热量变，即反应的热量变化。因为只有在此条件下，焓才表现出它的化。因为只有在此条件下，焓才表现出它的特性。例如恒压下对物质加热，则物质吸热特性。例如恒压下对物质加热，则物质吸热后温度升高，后温度升高，H0H0，所以物质在高温时的焓，所以物质在高温时的焓大于它在低温时的焓。又如对于恒压下的放大于它在低温时的焓。又如对于恒压下的放热化学反应，热化学反应，H0H0，所以生成物的焓小于反，所以生成物的焓小于反应物的焓。应物的焓。二级压缩VRF空调系统功能形式传统单级压缩传统单级压缩方式方式二二级压缩级压缩方式方式二级压缩VRF空调系统功能形式三菱三菱电电机机喷喷气气(涌流涌流)回路回路涌流回路VRF空调
23、系统功能形式涌流回路VRF空调系统功能形式涌流回路VRF空调系统功能形式数码涡旋式数码涡旋式VRFVRF系统系统数码涡旋式系统品牌主要有：（上升1个毫米）l数码涡旋压缩机l数码涡旋压缩机l数码涡旋压缩机喷气增焓VRF空调系统功能形式三星三星喷喷气增气增焓焓三星三星喷喷气增气增焓焓喷气增焓VRF空调系统功能形式三星三星喷喷气增气增焓焓喷气增焓VRF空调系统功能形式水冷式水冷式VRFVRF系统系统水冷式VRF系统品牌主要有：水冷式水冷式VRFVRF产品产品风冷式风冷式VRFVRF产品产品室内机组室内机组室外机组室外机组辅助设备辅助设备土壤土壤地埋管地埋管制冷剂制冷剂水水水冷式VRF系统基本原理水冷
24、式水冷式VRF室外机室外机风冷式风冷式VRF室外机室外机无室外风扇无室外风扇室外风扇室外风扇以大金以大金10HP室外机产品为例室外机产品为例水冷式VRF系统室外机外形序号序号主要部件主要部件风冷式风冷式VRF室外机室外机水冷式水冷式VRF室外机室外机1压缩机压缩机2电子膨胀阀电子膨胀阀3风扇与电机风扇与电机-4冷凝器冷凝器-5电控装置电控装置6板式换热器板式换热器-水冷式VRF产品室外机主要构成产品特点一：可利用不同形式的冷热源土壤土壤地下水地下水淡水淡水城市污水城市污水工业废热工业废热海水海水冷热源形式冷热源形式产品特点二：高效节能序号序号性能指标性能指标风冷式风冷式VRF水冷式水冷式VRF
25、增长率增长率评价评价1制冷能效比制冷能效比3.773.774.434.4318%18%OK2制热能效比制热能效比4.094.095.215.2127%27%OK以大金以大金10HP室外机产品为例室外机产品为例产品特点三：室外机体积小16807659301000780550以大金以大金10HP室外机产品为例室外机产品为例(外形尺寸单位：外形尺寸单位：mm)水冷式水冷式VRF室外机室外机风冷式风冷式VRF室外机室外机产品特点四：室外机噪声低序号序号室外机噪声源室外机噪声源风冷式风冷式VRFVRF水冷式水冷式VRFVRF1 1气流噪声气流噪声-2 2室外电机噪声室外电机噪声-3 3压缩机噪声压缩机噪
26、声4 4电器部件噪声电器部件噪声整机噪声整机噪声高高低低产品特点五：产品用途广泛 地板采暖地板采暖室外机室外机 地埋管地埋管 生活热水生活热水 散热器散热器 储水罐储水罐 加热器加热器产品特点六：低温制热能力强序号序号性能指标性能指标风冷式风冷式VRF水冷式水冷式VRF1冷热源介质冷热源介质空气空气水水2冷热源介质热容量冷热源介质热容量小小大大3冷热源介质传热系数冷热源介质传热系数小小大大4冷热源介质温度冷热源介质温度波动大波动大波动小波动小5结霜结霜存在存在不存在不存在6化霜化霜需要需要不需要不需要7换热效率换热效率低低高高8低温制热能力低温制热能力弱弱强强产品对比一：风冷式与水冷式VRF产
27、品比较(大金)序号序号比较项目比较项目风冷式风冷式VRF水冷式水冷式VRF增长率增长率评价评价1产品型号RHXYQ10PAY1RWEYQ10PY12制冷额定能力(kW)2826.74.7%3额定功率(kW)7.426.0319%OK4能效比3.774.4318%OK5制热制热能力(kW)31.531.5-6制热功率(kW)7.706.05 22%OK7能效比4.095.21 27%OK8室外机噪声(dB(A)5851 12%OK9室外机宽度(mm)930780 16%OK10室外机高度(mm)16801000 41%OK11室外机深度(mm)765550 28%OK12室外机占地面积(m2)0.710.43 39%OK13室外机体积(m3)1.200.43 64%OK14室外机重量(kg)249150 40%OK
