浅谈VRV空调系统原理及应用

学界ＩＩ研究园地　

浅析ＶＲＶ空调系统的设计与应用　

郭白冰　

（福建省厦门市３６１０００）　

摘要：本文结合工程实例，对ＶＲＶ空调系统部件的原理和特点、工程设计与施工中应注意的问题等进行了探讨，供同行参考。　关键词：ＶＲＶ空调；设计；施工；探讨　

１工程概况　

厦门国际邮轮城位于东渡路，由一栋办公楼及四栋住宅组　

成，总建筑面积为４５万ｍｚ，其中办公楼建筑面积为６０５５０ｍ２，　

地下两层，地上三十一层，建筑总高度１２０ｍ，属一类高层公共　

建筑。根据本工程的使用功能特点，设计选用单冷型变制冷剂　流量多联机（ＶＲＶ）空调系统，总计算冷负荷为９４５０ｋＷ，系统竖　

向分四个区，共设９６套ＶＲＶ空调系统，作者通过该工程ＶＲＶ　

空调系统的设计与施工，谈谈几点体会。　

２　ＶＲＶ空调系统的原理和特点　

ＶＲＶ空调系统全称是Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ　Ｖｏｌｕｍｅ，简称　

ＶＲＶ，即变制冷剂流量系统。它以制冷剂为输送介质，室外主机　

由室外侧换热器、压缩机和其它制冷附件组成，末端装置是由直　接蒸发式换热器和风机组成的室内机。系统结构上类似于分体　

式空调机组，采用一台室外机对应一组室内机。控制技术上采用　

变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的旋涡式压　

缩机转速，控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的　

制冷剂流量，适时地满足室内不同的冷、热负荷要求。其特点有：　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；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；各　

房间可独立调节，能满足不同房间不同空调负荷的需求。　与传统的水冷中央空调系统相比，具由安装灵活方便，节　

约管井空间，可独立分层分期使用控制，每层每单元可单独设　

置主机，独立控制方面加班，大楼部分负荷运行节能显著，室内　

机可配冷凝水泵，节约吊顶空间，维修保养、改造、计量计费等　方面更具明显优势。　

VAV与VRV空调系统的原理及特点

变风量（Variable Air Volume）空调系统是一种通过改变送风量来调节室内温湿度的空调系统。Delta控制公司是世界上首家设计、制造出一体化（即集控制器、执行机构和流速传感器于一身）的VAV控制器的BA产品制造商。

变风量空调系统60年代起源于美国，自80年代开始在欧美、日本等国得到迅速发展，最重要的原因是变风量空调系统巨大的节能优势。经过十几年的普及和发展，目前变风量空调系统己占据了欧、美、日集中空调系统约30% 的市场份额，并在世界上越来越多的国家得到应用。进入90年代以来，采用VAV技术的多层建筑与高层建筑已达到95%。

变风量空调系统由空气处理机组、新风/排风/送风/回风管道、变风量空调箱、房间温控器等组成，其中变风量空调箱是该系统的最重要部分。

一、 变风量空调系统（VAV）的优势

变风量空调系统区别于其它空调形式的优势主要在以下几个方面：

1、节能

由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。据模拟测算，当风量减少到80% 时，风机耗能将减少到51%;当风量减少到50%时，风机耗能将减少到15%。全年空调负荷率为60% 时，变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。

2、 新风作冷源

---因为变风量空调系统是全空气系统，在过渡季节可大量采用新风作为天然冷源，相对于风机盘管系统，能大幅度减少制冷机的能耗，亦可改善室内空气质量。

3、 无冷凝水烦恼

变风量空调系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间，避免了风机盘管系统中令人烦恼的冷凝水滴漏和污染吊顶问题。

4、 系统灵活性好

现代建筑工程中常需进行二次装修，若采用带VAV空调箱装置的变风量空调系统，其送风管与风口以软管连接，送风口的位置可以根据房间分隔的变化而任意改变，也可根据需要适当增加风口。而在采用定风量系统或风机盘管系统的建筑工程中，任何小的局部改造都显得很困难。

第３４卷第２７期　・２１６・　２　０　０　８年９月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣｒＵＲＥ　Ｖ０１．３４　Ｎｏ．２７　Ｓｅｐ．２００８　

文章编号：１００９—６８２５｛２００８）２７—０２１６．０２　

浅谈ＶＲＶ空调系统原理及应用　

王文涌　

摘要：简要介绍了ＶＲＶ空调系统的起源、概念、热力学原理及构成，阐述了ｖＲｖ空调系统常见的几种控制方式，指出　

了ｖＲｖ空调系统的优缺点和在施工过程中应该注意的一些问题，从而推广ｖＲｖ空调系统的应用。　

关键词：制冷剂，空调，逆卡诺循环，室外主机，室内机　

中图分类号：ＴＵ８３１　文献标识码：Ａ　

１、删空调系统原理　

ｖＲｖ空调系统全称是Ｖａｒ／ｅｄ　Ｒｅｆｒ／ｇｅｒａｎｔ　Ｖｏｌｕｍｅ，简称ｖＲｖ，　

是一种变制冷剂流量空调系统，最早由日本大金集团在２０世纪　

８０年代中期研制成功，随后日本其他主要厂家也开始纷纷效仿，　

近年来在美国，新加坡，中国的台湾、香港、大陆等地引起了广泛　

的关注和应用，ＶＲｖ空调系统被认为是在建筑用空调系统中有　

望取代冷水机系统和老式空调的新起之秀。　ｖＲｖ空调系统的制冷／洪热基本原理同其他空调系统相同，　

为逆卡诺循环，遵循热力学第二定律。制冷／供热基本原理为：以　

压缩机耗功为补偿，通过制冷剂的循环，从低温热源中吸收热量　并向高温热源放出热量。可以用来制冷，也可用来供热，制冷时，　

从室内（低温热源）吸收热量向室外（高温热源）放出热量；供热　

时，从室外（低温热源）吸收热量向室内（高温热源）放出热量，制　

冷循环和供热循环的变换是通过切换电磁四通阀来实现的。　

Ⅵ　ｖ空调系统以制冷剂为输送介质，区别于传统中央空调，　

在系统结构上类似于分体式空调机组，由室外主机、室内机和连　

接管路三大部分组成，采用１台室外主机对应多台室内机，１台室　

外主机通过连接管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体，ｖＲｖ　

空调系统１台室外主机可以带１６台室内机。室外主机由压缩　

摘要： 本文给出了变频VRV空调系统的定义，论述了各种单冷、热泵及热回收型多元VRV空调

系统的工作原理和性能特点，并指出了在多元VRV空调系统中尚需解决的问题。 关键词： VRV

空调系统 变频控制 工作原理 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