1、談談VRV多聯機空調系統施工圖設計的若干問題作者：鐵道第四勘察設計院 曹開序   來源：鐵道第四勘察設計院 曹開序   點擊量：1014   更新時間：2009-5-20 0 引言VRV多聯機空調系統（以下簡稱VRV系統），是有別于傳統的集中空調風系統或水系統的一種制冷劑系統，也稱可變冷媒流量空調系統，至今已有25年的發展歷程。我國是90年代初由日本引進，但得到廣泛應用還是最近幾年的事情。由于VRV系統鮮明的技術特點和靈活多變的結構形式，諸如設計、施工、使用方便、室溫智能化控制和調節精準、不占或極少占用建

2、筑有效面積和層高、節能環保降噪、運行安全可靠等等，特別是經過20多年的不斷發展和創新，室外、內機及其系統不斷改進和完善，已由過去只應用于中、小規模建筑，發展到今天可以應用于大型甚至超大型建筑。可以說，除了會堂、體育場館、大型超市等大空間結構建筑和對空調有特殊要求的建筑外，其它所有建筑舒適性空調幾乎無所不用。特別是近幾年，我國大型綜合寫字樓等公共建筑，甚至不少奧運建筑都有應用。有資料顯示，2005年某省統計，公共建筑空調設備市場銷售額，VRV系統設備約占45.6，預計今后還會保持較快的發展勢頭。VRV系統在我國應用才10多年時間。雖然國內已有相當多的VRV系統設備制造商，VRV系統應用也極其廣泛

3、。但到目前為止，我國關于VRV系統的設備制造、系統設計、安裝調試等還沒有相關的國家和地方標準予以支持，甚至設計手冊、安裝圖集中VRV系統的資料也極其少見。唯一可以依據的只能是設備制造商提供的安裝技術手冊，且極不規范和統一，翻譯和印刷錯誤甚多。即使如此，不訂貨還難于得到。所以，目前廣泛應用的VRV系統，在系統設計、施工安裝、工程監理和質量驗收等方面，問題較多，應當引起相關主管部門的重視和關注。本文就系統設計方面的相關問題進行論述和探討，錯誤之處，敬清指正。1 關于設計深廣度關于VRV系統施工圖設計，筆者接觸到的幾個較大型項目的施工圖紙，其設計深度和廣度都不夠，都無法滿足施工安裝的要求。主要表現在

4、：1）室外、內機只標注設備規格，未標注具體機型，是變頻機還是數碼渦旋機不得而知；2）設備使用的制冷劑類型不予標注，是R22、R407c還是R410a不得而知；3）冷媒配管只標注管徑，其材質和厚度不予標注和說明；4）冷媒配管安裝及焊接要求不作交待；5）室內機、全熱交換機吊頂內安裝時，其設備、風口位置及標高不予標注等等。這些問題本來是施工圖必須要交待的，也是施工安裝、工程監理和質量驗收的唯一依據。之所以如此，也不完全是設計單位的責任，原因是多方面的：1）由于VRV系統設計缺乏國家標準和法規，使設計無法可依，無規可循；2）施工圖是在項目設備招標之前進行，而設計單位又無權在招標之前選定設備制造商及設備

5、；3）鑒于VRV系統的特殊性，各設備制造商生產的機型和應用標準都不統一，不像傳統空調風系統、水系統設備已經標準化、系列化。所以，在設備制造商及其設備機型不確定的情況下進行施工圖設計，要想保證施工圖的深廣度是不可能的。2 關于二次設計根據上述分析，嚴格地講，當前VRV系統施工圖，就其深廣度而言，僅僅是一個初步設計。僅僅是根據建筑物空調計算的冷（熱）負荷確定室外、內機規格、數量；按樓層、使用功能、負荷容量等因素，綜合考慮劃分區域，確定系統；并按系統配置冷媒配管、確定走向、分歧接頭和管徑，配置冷凝水排水管、確定走向、管徑并分區。在未完成設備招、投標之前，VRV系統施工圖深廣度只能到此為止。很明顯，這

6、樣的深廣度無法滿足施工安裝要求，必須對原施工圖進行細化設計，即二次設計。據筆者接觸的項目，二次設計一般原設計單位不參與，而由施工承包方完成或由施工承包方和設備制造商共同完成。其后果是：1）設計資質問題，施工承包方大都不具備與原設計相應資質；2）他們大都不出正規施工圖，只是在原施工圖基礎上進行補充和完善；3）二次設計大都不會根據招標確認的設備、安裝技術手冊要求和系統配置情況，對設備能力進行修正和校核。筆者以為，二次設計應該由原設計單位完成。原設計單位因招標原因，未按合同約定完成施工圖，其應在設備招標后，繼續合同約定，完成二次設計。二次設計內容應包括：1）對設備能力根據系統實際情況進行修正和校核。

7、若經修正后，設備能力有變化，應對訂貨設備規格和數量進行調整；2）對冷媒配管材質、管徑和壁厚進行最后確認；3）對冷凝水排水管管徑和壁厚進行最后確認；4）二次設計應重新出圖，對施工安裝、特別是冷媒配管焊接應提出更具體、更詳細的設計要求。只有這樣，才有利于施工安裝、工程監理、施工質量驗收、竣工圖繪制和資料建檔。3關于大容量技術與應用VRV系統真正推出大容量技術，即大容量單套機系統，還是最近幾年的事情。由于大容量技術的出現，使應用VRV系統的工程規模，由中、小型規模一下子發展到大型甚至超大型工程規模。據某制造商技術資料介紹，目前應用最廣泛的大容量技術：1）室外機單套容量最大可達48HP（136kW）；

8、2）室內機連接臺數可達40臺（其總容量允許達176.8kW）；3）系統冷媒配管總長可達510m；系統冷媒配管單程長度（從室外機到最遠端室內機的實際長度）可達160m；4）室外機與室內機間的高度差，當室外機在上時，可達50m；當室外機在下時，可達40m。一個系統可以在如此之大的范圍內配置，確實可謂大容量。但同螺桿式或離心式壓縮機相比，并無“大”可言。關鍵是由于它設計和安裝的自由度和靈活多變的配置。一幢大型甚至超大型建筑，可以有多個單套大容量系統組成，就像“螞蟻搬家”。只要在規定范圍內，有適合于室外機放置的地方，其單套大容量系統就很容易實現。筆者參與的某綜合寫字樓，總建筑面積7萬m2、地下1層、地

9、上19層、總高91m。地下1層到地上8層，除特殊房間（如報告廳、程控機房、網絡信息中心、檔案室等）另設風系統或恒溫恒濕系統或除濕系統外，其余近4萬m2全部設置VRV系統。共設置66個系統（即66臺室外機、518臺室內機、39臺全熱交換器），總能力4000kW，室外機全部安裝于裙房或塔樓屋頂。VRV系統向大容量技術發展，并突顯其應用的更加廣泛。也有專家認為，VRV系統應該更適合于規模適中、房間數量較多、使用時間差異較大、個性化要求明顯的項目。目前，這種廣泛應用于大型甚至超大型建筑的傾向值得商榷。同時，對大型甚至超大型建筑，VRV系統是靠靈活多變的多系統取勝。如筆者參與的某項目，僅一半的建筑面積，

10、VRV系統就達66個。若全部設置空調，系統就可能多達130多個，系統設備（室外、內機和全熱交換器）可能多達1200多臺。很明顯，多系統的結果就是設備多、冷媒配管長、自動控制板及元器件復雜，給系統安全運行和管理維護帶來隱患。有資料指出，變頻多聯機系統故障發生率還是比較高的，會經常出現下列故障：1）電路控制板的復雜設計，會導致控制電路元器件過熱，易發生故障；2）系統復雜的冷媒配管設置，會導致配管回路故障頻發；3）特別是采用變頻技術的變頻壓縮機，由于不斷的提速或減速磨損大，肯定會縮短壓縮機壽命，導致故障頻發；4）變頻壓縮機回油上的缺點（雖然個別制造商己經取消了回油系統），尤其是在長配管、高落差的系統

11、中或環境溫度較低的情況下，回油性差的問題尤為突出，回油困難增加了變頻系統故障發生率，也會造成系統故障頻發等等。即使VRV系統可以實現故障自我診斷并具有提示故障代碼、通訊地址自動設定、誤配線誤配管自檢等功能，管理維護方便，但仍會因為系統多、故障率高、檢修量大，影響系統正常使用和安全運行。因此，對于大型甚至超大型項目，是否選用VRV系統，設計者應多做技術經濟比較，多考慮運行、維護和管理，當好業主參謀，更理智、更科學地選擇空調系統。4 關于設備選型與能力修正鑒于VRV系統自身的特殊性，其設備選型有別于傳統的集中空調風系統和水系統。VRV系統室外機和與之相對應的室內機，特別是室外機，需要根據每個系統實

12、際配置情況，如當地室內、外空調計算溫、濕度、系統冷媒配管長度、室外機與室內機高度差、連接室內機容量、冬季結霜（制熱）等諸多因素對系統設備能力的影響，進行多項設備能力修正。如何進行修正：GB 50019-2003采暖通風與空氣調節設計規范（以下簡稱設計規范）、GB 50243-2002通風與空調工程施工質量驗收規范（以下簡稱驗收規范）或其它設計資料都是空白。而制造商提供的安裝技術手冊，也大都沒有這方面的資料。筆者向10多個設備制造商索取相關資料，僅有1個提供了關于設備能力修正的資料。現整理如下，以供參考：4.1 室內機能力修正計算室內機的能力（制冷、制熱）室內機的額定能力（產品目錄規格值）

13、60;                           × 按照溫度條件的能力修正系數說明：有關溫度修正系數，請要求設備制造商提供。4.2 室外機能力修正計算室外機的能力（制冷、制熱）室外機的額定能力（產品目錄規定值）100連接時        

14、                    × 按照溫度條件的能力修正系數                            &#

15、215; 按照配管長度的能力修正系數                            × 按照高低差的能力修正系數                

16、0;           × 按照結霜的制熱能力修正系數                            × 按照室內機連接容量的能力修正系數說明：1）各項能力修正系數，要求設備制造商提供。注意，不同制造

17、商的產品其修正系數不同；同一制造商的不同型號的產品其修正系數也不同；2）制冷能力修正時，如果配管長度超過90m，修正系數因配管尺寸不同而異；制熱能力修正與機型無關，為相同修正系數；3）按照高低差的能力修正系數，制冷時，室外機在下方；制熱時，室外機在上方才予以修正；4）按照結霜的制熱能力修正僅在制熱能力算出后進行；5）按照室內機連接容量的能力修正僅在室內機總能力為100以上時進行。4.3 系統能力計算對通過上述經修正求得的能力進行比較，較小的值為系統能力（制冷、制熱）。1）室內機總能力（制冷、制熱）室外機的能力時，       系統能力

18、（制冷、制熱）室外機的能力2）室內機總能力（制冷、制熱）室外機的能力時，       系統能力（制冷、制熱）室內機的能力4.4室內機的能力計算室內機的能力（制冷、制熱）系統能力（制冷、制熱）×（室內機容量/室內機總容量）5 關于冷媒配管選擇冷媒配管選擇，除取決于配管其下游連接的容量外，還取決于制冷劑類別，而制冷劑類別的確定又取決于設備機型。所以，冷媒配管的選擇必須是在設備招標完成之后進行。5.1 常用制冷劑目前，VRV系統常用制冷劑有R22、R407c、R410a。不管是室外機還是室內機，制冷劑的選擇和設備的選擇是一體的，絕

19、對不可以互通。設備制造商越來越多地傾向于選擇制造使用R410a的設備，客戶也越來越多地選擇使用R410a的設備。這主要是因為使用R410a的設備，其運行效率高、更加環保。常用制冷劑性能見表1。表1 常用制冷劑性能表  R22R407cR410a組成單一冷媒疑似共沸混合冷媒設計壓力（表壓）（MPa）2.753.244.15ODP0.0550適用制冷機油礦物油醚油說明：ODP為臭氧破壞指數，表示將R11作為1的相對值。從表1不難看出，R410a的設計壓力較R22、R407c高出5060，配管材質和壁厚的選擇必須考慮這一特點，以保證系統在設計壓力條件下運行的安全性。5.2 無縫銅管材質標準

20、關于VRV系統冷媒配管常用無縫銅管，其材質標準，我國與日本、美國、歐盟等標準相一致。其標準見表2。表2 無縫銅管各國標準比較表 國別 標準編號牌號硬度等級或材料熱處理等級軟輕軟半硬硬中國GB/T 17791-1999TP2MM2Y2Y日本JISH3300-1997CL220OOL1/2HH美國ASTM B280-1998CL2200060 H58 歐盟EN1057-1996CU-DHPR200 R250R290我國標準TP2牌號無縫銅管含磷，也稱磷脫氧無縫銅管，可提高管材強度，增強耐蝕性，改善纖焊性能，完全可以達到日本等國家標準和VRV系統冷媒配管要求。因為VRV

21、系統主要從日本引進，大多制造商提供的安裝技術手冊，都是采用日本標準JISH3300。5.3 冷媒配管材質和壁厚的選擇根據不同制冷劑類別，冷媒配管材質和壁厚的選擇，由冷媒配管直徑按表3確定。表3 不同制冷劑冷媒配管壁厚及材質選用表 序號 銅管外徑（mm）銅管壁厚（mm）及材質R22R407c材質R410a材質16.350.800.80O材 0.80O材29.521.00312.701.001.200.80/1.00415.881.00519.051.201.401.00/1.201/2H或H材622.221.00725.401.401.60828.58931.801.601.801.101035

22、.001.301138.101.802.001.401241.301.501344.502.002.20 1450.802.202.40說明：為室內側第1分歧室內側分歧間氣管壁厚為1.0mm ；為當19.05無縫銅管使用盤管時，壁厚為1.2mm；O材為JISH3300 CL220之O材，相當于GB/T 17791 TP2之M材；1/2H或H材為JISH3300 CL220之1/2H或H材，相當于GB/T 17791 TP2之Y2或Y材。5.4 冷媒配管管徑選擇冷媒配管管徑選擇，主要是根據系統各管段下游流經的制冷劑容量確定。但R22、R407c與R410a因設計壓力差異是有區別的。同時

23、，各制造商提供的安裝技術手冊推薦的管徑也不相同，有的甚至差異還較大。以下各表提供的配管管徑僅供參考。5.4.1 R22和R407c系統，管徑選擇詳見表4。表4 R22、R407c系統冷媒配管管徑選擇表 冷媒配管類別 下游室內機總容量A（HP）氣管管徑（mm）液管管徑（mm）主配管（室外機第一分歧間；分歧分歧間）A1028.5812.7010A2038.1019.0520A3044.5022.2230A48  支配管（分歧室內機間） 19.059.525.4.2 R410a系統，管徑選擇詳見表5、表6、表7。考慮各制造商提供的選擇值有差異，表5、表6、表7均推薦了某

24、兩個制造商提供的選擇數值，供設計參考。表5 主配管（室外機室內側第一分歧間）管徑選擇表 室外機（HP） 主配管管徑（mm）加大尺寸后的主配管管徑（mm）氣管液管氣管液管（一）819.059.5222.2212.701022.2225.401225.4012.701428.581628.5831.8018-2415.8826-3438.1015.8838.1019.053638-4819.0522.22（二）819.059.5222.2212.701022.2225.4012-1628.5812.70-15.8820-2215.8831.8019.052435.00-26-3419.0538.1

25、022.2236-4841.30-表6 主配管（分歧分歧間）管徑選擇表 室內機容量A（×100W） 氣管管徑（mm）液管管徑（mm）（一）A10112.709.52101A18015.88180A37119.0512.70371A54025.4015.88540A70028.58700A110031.8019.051100A38.10（二）A20015.889.52200A29022.22290A42028.5812.70420A64015.88640A92034.9019.05920A41.30說明：按本表選擇的管徑不要超出表5相應管徑尺寸。6 關于冷凝水排水管管徑選擇冷凝水排水管

26、系統設計，是VRV系統設計中相當重要的一環，設計者不應忽視。其設計關鍵是合理的分區、坡度和坡向的保證和正確的管徑選擇。排水管管徑選擇計算，除凝結水流量的計算需要制造商提供資料外，其管徑計算和坡度的確定即可按照既有標準、規范和設計手冊進行選擇計算。首先，根據該管段室內機臺數及其容量計算出排水流量；再根據排水流量計算出管徑，并確定排水管坡度。各管段允許流量L按公式（1）計算： L× （1） 式中 各管段內所有室內機的總容量（HP）；2為室內機每HP產生的冷凝水量（l/（hHP）。某兩制造商提供的按允許流量選擇管徑，詳見表8、表9。兩表差別較大，僅供參考。表7 支配管（分歧-室內機間）管徑選擇表 室內機容量（×100W） 氣管管徑（mm）液管管徑（mm）（）22 289.526.3536 45 5612.7071 80 90 112 140 16015.889.5