【文章內(nèi)容簡介】 家居環(huán)境，更利于裝修的配合。正是由于中央空調(diào)系統(tǒng)形式和特點的多樣性，適合應用于廣泛的場合。戶式中央空調(diào)系統(tǒng)常用的幾種形式為：小型風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管空調(diào)系統(tǒng)、風管式空調(diào)系統(tǒng)、家用VRV空調(diào)系統(tǒng)。一、小型風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管空調(diào)系統(tǒng)此系統(tǒng)是以小型風冷熱泵機組為主機，配以風機盤管為末端設備，組成以一戶住宅為單元的小型集中空調(diào)系統(tǒng)。與其它戶式中央空調(diào)相比，這種空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點如下：（1） 安裝方便，適用范圍廣室外主機可直接放置于室外花園空地，房頂平臺及陽臺上，按照用戶的需要靈活安裝。室內(nèi)風機盤管機組體型小，布置和安裝也很方便。因此，這種系統(tǒng)廣泛適用于別墅、高檔住宅、復式建筑、多房多廳家居等場所。（2） 費用低廉、安全環(huán)保室內(nèi)制冷管路為低壓水系統(tǒng)管路，安裝費用低廉且無須定期補充昂貴的制冷劑。制冷劑密封在室外機組內(nèi)，對環(huán)境影響遠小于VRV系統(tǒng)。（3） 噪音較低風機盤管低檔運行時噪音一般在30～40dB(A)。（4） 控制方便，運轉節(jié)能風機盤管具有調(diào)節(jié)風機轉速的普通三速開關，可根據(jù)室溫變化，調(diào)節(jié)風機轉速，也可設溫度控制器及兩通或三通電磁閥實現(xiàn)自動控制。室內(nèi)無人時可單獨關閉此房間風機盤管，使得運轉經(jīng)濟、節(jié)能。（5） 一次性投資相對較低，對于初投資預算小的建筑易于推廣。風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管系統(tǒng)的缺點如下：（1） 室內(nèi)解決新風困難，在過渡季節(jié)利用室外空氣降溫的時間較短；（2） 因機組分散設置，臺數(shù)較多時，維修管理工作量較大；（3） 由于機組靜壓小，在機組內(nèi)不可能使用高性能的空氣過濾器，空氣潔凈度不高水管有可能漏水，冷凝水盤可滋生影響人體健康的微生物。綜上所述，風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管系統(tǒng)適用于對初投資預算要求低且對新風品質要求不高的住宅建筑。目前，在高級住宅、商住用房的戶式中央空調(diào)系統(tǒng)（主要是風機盤管系統(tǒng)）中出現(xiàn)了一種利用新風換氣機供給新風的系統(tǒng)形式。新風換氣機的實質是空氣熱回收裝置，按空氣熱交換器的種類可分為板式、板翅式、轉輪式、熱管式等幾種，按回收熱量的性質分為顯熱回收器與全熱回收器。目前市場上的新風換氣機一般指板翅式的空氣顯熱回收裝置。轉輪式全熱回收裝置也有產(chǎn)品，但由于價格較高，應用較少。板式（板翅式）的全熱回收裝置國外早有產(chǎn)品，國內(nèi)也有廠家正在研制。新風換氣機在供給室內(nèi)新風的同時能置換出等量的室內(nèi)污濁空氣，使得換氣充分、彌補了原有風機盤管空調(diào)系統(tǒng)新風量不能保證的缺點，將使得這種空調(diào)系統(tǒng)具有更廣的適用性。二、風管式空調(diào)系統(tǒng)這種空調(diào)系統(tǒng)輸送冷熱量的介質為空氣，制備冷熱風的空氣處理裝置為直接蒸發(fā)式風冷熱泵機組，它與大型全空氣中央空調(diào)系統(tǒng)的原理基本相同，利用室外主機集中產(chǎn)生冷、熱量，將從室內(nèi)引回的回風（或回風和新風的混合風）進行冷卻（加熱）處理后，再送入室內(nèi)消除房間空調(diào)冷、熱負荷。相對于其它的戶式中央空調(diào)，風管式空調(diào)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1） 造價較低，業(yè)主較容易接受；（2） 可引入新風，空氣品質能得到較大的改善；（3） 風口布置靈活，氣流組織較好；（4） 易于實現(xiàn)送風過濾、加濕等，空氣質量較高；（5） 冷凝水排放容易，避免冷凝水盤可能滋生的微生物影響人體健康；但風管式空調(diào)系統(tǒng)也存在以下缺點：（1） 風管式系統(tǒng)的空氣輸配系統(tǒng)要求有較大的建筑空間，因此一般要求住宅有較大的層高；（2） 機組送風量一般不能隨房間空調(diào)負荷變化而變化，分室溫度控制較難實現(xiàn)。目前為解決室溫控制的問題，常采用的方法有：（1） 在空調(diào)系統(tǒng)中設置中央控制器、房間溫度控制器。中央控制器可根據(jù)用戶需要實現(xiàn)對室內(nèi)、外機組的智能控制；房間溫度控制器可自動根據(jù)用戶設定溫度或用戶手動控制，通過對相應的電動風量調(diào)節(jié)閥的控制，實現(xiàn)對各個房間空調(diào)送風的控制。（2） 采用變風量系統(tǒng)，其末端為帶動力的變風量風機箱，它可使每個出風口的壓力提高60～90Pa，降低空調(diào)室內(nèi)機對機外余壓的要求，送風能力明顯提高；這種系統(tǒng)運用計算機控制技術、多變量控制理論對戶式中央空調(diào)進行集散控制，通過設在各房間的數(shù)字式溫控器，采用模糊邏輯控制技術無級調(diào)節(jié)相應的變風量箱風機的轉速，從而調(diào)節(jié)房間的送風量，達到控制室溫的目的。但這種變風量末端的引入將會使整個空調(diào)系統(tǒng)的初投資大大增加。三、家用VRV（Variable Refrigerant Volume可變冷媒流量）中央空調(diào)系統(tǒng)VRV空調(diào)系統(tǒng)是在空調(diào)系統(tǒng)中，通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)量和進入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時地滿足室內(nèi)冷熱負荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。VRV空調(diào)系統(tǒng)可采用變頻壓縮機或數(shù)碼渦旋壓縮機，兩種技術都能達到調(diào)節(jié)容量的目的，因而具有明顯的節(jié)能、舒適效果。VRV空調(diào)系統(tǒng)是一種冷劑式空調(diào)系統(tǒng)，以制冷劑為輸送介質，由一臺室外機和數(shù)臺室內(nèi)機組成。每一臺室內(nèi)機都具備根據(jù)房間的要求進行獨立的制冷或制熱的運轉能力，室外機由室外側換熱器、壓縮機和其他制冷附件組成，一臺室外機通過管路能夠向若干個室內(nèi)機輸送制冷劑。VRV系統(tǒng)是通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)量和進入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時地滿足室內(nèi)熱負荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。與其它戶式中央空調(diào)形式相比，家用VRV系統(tǒng)具有以下特點：（1） 安裝簡單，布置靈活家用VRV系統(tǒng)為冷媒直接蒸發(fā)制冷，不需要冷凍水及冷卻水系統(tǒng)，省去了相應的設備和管道系統(tǒng)，室外機放在室外、屋頂或陽臺等地，減少了占地面積，簡化了安裝工程。另外，各種型號及規(guī)格的室內(nèi)機可安裝于同一系統(tǒng)內(nèi)，并且每臺室內(nèi)機都可獨立有效的進行控制，可滿足不同負荷、不同裝飾要求的房間布置。(2)節(jié)約能源，運行費用低家用VRV變頻中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻式壓縮機，室外機的輸出可根據(jù)室內(nèi)負荷的大小自動調(diào)節(jié)；VRV空調(diào)在部分負荷時的能耗比（COP值）相當高,當系統(tǒng)僅有一臺室內(nèi)機開啟時，室外壓縮機能相應調(diào)節(jié)轉速，合理輸出室內(nèi)機所需能量。另外，家用VRV系統(tǒng)采用直接蒸發(fā)制冷，屬于一次熱交換系統(tǒng)，在熱交換的過程中能量的損耗極低，而傳統(tǒng)的風或水系統(tǒng)則有兩次熱交換，這也是家用VRV系統(tǒng)比其它戶式中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的另一個原因。(3)系統(tǒng)控制先進，舒適性好家用VRV變頻中央空調(diào)系統(tǒng)室外機、室內(nèi)機都帶有電腦板，對每臺室內(nèi)機可實現(xiàn)單獨控制，用戶可以非常方便直接地從室內(nèi)機遙控器開啟室內(nèi)機，室內(nèi)機可實現(xiàn)時間、溫度、風量、風向、狀態(tài)等的自動控制與設定。室內(nèi)溫度控制方式采用高精度PID控制系統(tǒng)，可將室內(nèi)溫度精度控制到177?！娣秶鷥?nèi)，這是其它空調(diào)系統(tǒng)所達不到的。另外，VRV系統(tǒng)主機及室內(nèi)機噪聲均低于其它空調(diào)系統(tǒng)的主機及末端設備，室外機還具備“夜間噪聲控制”功能，可降低2～3dB(A)的夜間運轉噪聲。(4)設計簡單、維修方便VRV系統(tǒng)不需要其他空調(diào)系統(tǒng)的設計那樣，必須進行大量繁瑣的水系統(tǒng)、風系統(tǒng)的設計計算，只要根據(jù)不同系統(tǒng)形式、不同規(guī)格主機型號進行配管即可，并且不存在系統(tǒng)的水利失調(diào)問題。另外，VRV系統(tǒng)具有故障自動診斷功能，可以自動判斷顯示系統(tǒng)各種故障，簡化了日常維護及維護工作。(5) 工作溫度范圍寬家用VRV系統(tǒng)在室外環(huán)境干球溫度為5～46℃的情況下可以正常制冷，在濕球15～℃的情況下可以正常供熱，且在低溫供熱時供熱衰減很小。(6) 初投資高，限制了VRV系統(tǒng)的推廣通過以上特點，我們可以得出以下結論，家用VRV變頻中央空調(diào)對于高檔住宅、豪華別墅等對空調(diào)要求較高的建筑是個最佳選擇。目前可變冷媒流量(VRV)空調(diào)系統(tǒng)已成為空調(diào)發(fā)展的趨勢,各大空調(diào)廠家紛紛推出相應的產(chǎn)品, 90年代我國的VRV空調(diào)系統(tǒng)主要是日本的變頻控制方法，90年代后期美國谷輪公司開發(fā)了數(shù)碼渦旋壓縮機，并先后被用于各大空調(diào)廠家。近幾年,國內(nèi)的空調(diào)廠家如美的、海爾等也紛紛研制開發(fā)了數(shù)碼渦旋空調(diào)系統(tǒng)。VRV空調(diào)系統(tǒng)具有設計安裝方便、布置靈活多變、占建筑空間小、使用方便、可靠性高、運行費用低、不需機房、無水系統(tǒng)等優(yōu)點。但VRV系統(tǒng)初投資高，限制了其推廣,對于高檔住宅、豪華別墅等對空調(diào)要求較高的建筑是個最佳選擇。因此，本別墅設計選用VRV空調(diào)系統(tǒng)。167。 變頻技術和數(shù)碼渦旋技術的比較容積式制冷壓縮機的容量調(diào)節(jié)有吸氣節(jié)流調(diào)節(jié)、變轉速調(diào)節(jié)、改變工作容積調(diào)節(jié)和其他調(diào)節(jié)方式。其中，調(diào)節(jié)壓縮機的轉速有多種方式：①通過機械或電磁變速機構調(diào)節(jié)。這是一種外置式的調(diào)節(jié)方式，多用于開啟式壓縮機，即在驅動機構和壓縮機主軸之間串聯(lián)一變速機構，驅動機構的轉速不變，但可以通過變速機構改變壓縮機主軸的轉速。典型的應用實例就是汽車空調(diào)壓縮機，在壓縮機的軸端用一電磁離合器根據(jù)空調(diào)負荷的大小改變壓縮機的轉速，離合器通過傳動帶與發(fā)動機相連。②通過改變電動機頻率調(diào)節(jié)，即變頻調(diào)節(jié)。③采用直流調(diào)速原理調(diào)節(jié)，即直流變轉速調(diào)節(jié)。此時壓縮機的電動機是直流電動機，在制冷空調(diào)領域一般為直流無刷、無位置傳感器稀土永磁電動機。其轉子上嵌有數(shù)個永磁體，以磁鐵的磁場代替普通感應電動機的感應磁場。由于避免了交流電動機在轉子上產(chǎn)生感應磁場導致的各種電磁損失，這種壓縮機具有較高的效率。以下分析比較常用的兩種形式：變頻調(diào)節(jié)技術與數(shù)碼渦旋技術。一、變頻調(diào)節(jié)技術（1）變頻調(diào)節(jié)原理從電動機理論可知，電動機的轉速與電源輸入頻率的關系為 （31）式中 f—電源輸入頻率，單位為Hz； s—電動機轉差率； P—電動機極對數(shù)。假定s、P為常量，電動機的轉速與電源輸入頻率成正比。很顯然只要改變頻率就可改變電動機的轉速。壓縮機的輸氣量與電動機的轉速近似成正比，若電源頻率連續(xù)變化，則轉速連續(xù)變化，從而實現(xiàn)了輸氣量的連續(xù)調(diào)節(jié)，也就達到了制冷量連續(xù)調(diào)節(jié)的目的。使頻率發(fā)生連續(xù)變化的裝置是變頻器，它首先通過整流器將交流電轉換為直流電，然后再通過逆變器將直流電經(jīng)控制電路轉換為頻率可變的交流電。交流變頻壓縮機的電動機為三相電動機。因此，變頻器的輸出為三相電源，并可連續(xù)改變?nèi)嘟涣鬏敵龅念l率，且其輸出電壓與頻率之間存在一定的關系。變頻器有電流源型和電壓源型兩種，又可根據(jù)控制電路調(diào)制方式分為脈寬調(diào)制方式（PWM方式）和脈幅調(diào)制方式（PAM方式）?？照{(diào)器用制冷壓縮機的電動機變頻器多采用電壓源型PWM方式，即采用“電壓/頻率”接近恒定的控制系統(tǒng)，從而使最大轉矩在很寬的頻率范圍內(nèi)維持恒定，電動機的轉矩隨空調(diào)器的負荷（而不是電動機的轉速）變化。并且PWM方式還具有主電路簡單及隨負荷變化的響應特性好等優(yōu)點。房間空調(diào)器用變頻器由整流器、逆變器、微機和數(shù)字信號控制電路等四部分組成。溫度傳感器測出的房間溫度、換熱器溫度等信號被送入微機，經(jīng)運算后將信息送入數(shù)字信號控制電路，進行波形成形處理，然后送入逆變器，在逆變器中將整流器送來的直流電轉換為頻率可變的交流電，去驅動電動機。逆變器輸出的交流電頻率根據(jù)實測的房間溫度及設定溫度等參數(shù)經(jīng)邏輯運算確定。交流電波形經(jīng)整流器變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)PWM方式逆變器轉變?yōu)轭l率可變的“電壓/頻率”接近恒定的交流電。為了改變壓縮機低頻下的運轉特性，往往在其輸出壓頻曲線的起始段采取電壓提升技術，以提高壓縮機電動機的驅動力矩。變頻控制器的主要作用是將普通交流電源轉換為變頻壓縮機所需的變頻電源并提供給壓縮機。變頻控制器實現(xiàn)控制的手段主要有降低頻率和運行停止兩種。對于一些參數(shù)，當出現(xiàn)需要調(diào)節(jié)的條件時，控制器首先改變壓縮機的頻率，只有當不能完成調(diào)節(jié)時才采用停機的方式。而另一種參數(shù)只要出現(xiàn)需要調(diào)節(jié)的條件就意味著出現(xiàn)了異常情況，需要立即停機。（2）變頻壓縮機變頻調(diào)節(jié)廣泛應用于采用轉子式壓縮機的房間空調(diào)器中。轉子式變頻壓縮機與普通轉子式定速壓縮機相比，結構上的最大區(qū)別是電動機。變頻壓縮機使用的是三相交流變頻電動機，直流調(diào)速壓縮機使用的是稀土永磁、無刷、無位置傳感器的直流調(diào)速電動機，而定速壓縮機使用的是普通單相或三相異步感應電動機。三相交流變頻電動機在設計上有很大的變化，既要考慮電力拖動原理方面的變化，又需考慮制冷壓縮機驅動與運轉的特殊性，如低頻起動與運轉時的轉矩提升技術等，但其外觀與普通三相異步感應電動機相比并沒有太大的差別。直流調(diào)速電動機則與普通三相異步感應電動機完全不同，它是依靠電子定子所產(chǎn)生的感應磁場與置于轉子上的永磁體所產(chǎn)生的磁場兩者之間的相互作用拖動轉子運轉，在外觀上就與三相異步感應電動機完全不同。壓縮機的壓頻曲線 變頻壓縮機的電動機要求輸入的電壓與運轉頻率之間具有一定的關系，即所謂的壓頻曲線。壓縮機出廠時，制造廠都向用戶提供壓縮機所需的壓頻曲線供用戶參考。（3）變頻調(diào)節(jié)的特點變頻調(diào)節(jié)的最大特點是其節(jié)能優(yōu)勢，這一優(yōu)勢表現(xiàn)在三個方面。第一，按照額定負荷設計的制冷空調(diào)系統(tǒng)在壓縮機低速運行時，壓縮機質量流量減少，換熱器面積相對變大，使得傳熱溫差減少，降低了能耗。第二，當溫度達到用戶設定的目標溫度后，變頻壓縮機采用降低轉速的方式使得制冷量和用戶負荷在目標溫度達到平衡，而后一直維持低速運轉，不需要停機。避免了頻繁停、開機時較大的起動電流造成的損失。第三，當制冷空調(diào)裝置停機以后，處于冷凝壓力的高壓部分和處于蒸發(fā)壓力的低壓部分會通過節(jié)流裝置逐漸達到壓力平衡。再開機以后又需要重新建立這一壓差，從而造成能量損失。變頻調(diào)節(jié)由于避免了頻繁的開、停機，也就減少了這部分損失。變頻調(diào)節(jié)的其他優(yōu)點包括控制精度高、溫度波動小、舒適性好；剛開機時可以高速運轉，迅速達到目標溫度；可以實現(xiàn)卸載（低速）起動，起動電流小，不存在起動對電網(wǎng)的沖擊等。其缺點是成本高，變頻器本身存在一定的能耗，而且存在電磁兼容和電磁干擾問題。二、數(shù)碼渦旋技術（1）數(shù)碼渦旋式壓縮機的結構其他調(diào)節(jié)方式中較為特別的是一種數(shù)碼渦旋式壓縮機，也采用吸氣回流的原理調(diào)節(jié)壓縮機的制冷量。這種渦旋式壓縮機具有軸向浮動的特性，兩個渦旋盤依靠靜盤背后的氣體壓力在軸向緊緊貼合在一起，保持氣體的密封以壓縮氣體。氣體背壓喪失后，就失去了使渦旋盤貼合在一起的驅動力，兩個渦旋盤將脫離，出現(xiàn)較大的軸向間隙，吸入的氣體將因內(nèi)部泄露而無法壓縮，壓縮機輸氣量基本為0。這樣就產(chǎn)生了數(shù)碼渦旋壓縮機調(diào)節(jié)制冷量的基本原理：人為控制靜盤背后的氣體壓力，使兩個渦旋盤脫離，吸入的氣體由于渦旋盤間較大的軸向間隙又回流至吸氣口，壓縮機保持空轉但無排氣，制冷量為0。對應于壓縮機正常工作的“負載狀態(tài)”，此時可稱為“卸載狀態(tài)”。背壓依靠一個電子閥控制，當電子閥關閉時，壓縮機處于負載狀態(tài)，正常工作，制冷量為100%。當電子閥