冷媒種類對VRV系統之 影響

1. 國立勤益科技大學 冷凍空調與能源系 實務專題成果展 綠色空調系統（VRV空調系統）節能探討 組別：14 指導教授：李靖男 博士 專題學生：林志明、陳奕瑞、吳迪、張文瑞 三、結果與討論 一、摘要 　　冷媒R-410A對VRV系統之影響最大；其COP值在任何頻率下皆為最高值；且W值與Qe值受頻率之影響大於 R-22及R-407C。 　　管路越長之W值隨著頻率上升而上升之趨勢越明顯；且管路越長Qe值越低，故COP值不論在任何頻率下 皆為最低 。 　　綠色空調系統現階段是以「綠建築指標」及「熱源系統節能技術」為依據；其目的在使用空調達到較佳之 舒適度時，亦能夠節能。 　　綠色空調系統中可變冷媒容量(VRV)空調系統之節能效益最佳，其可變冷媒容量之方式概分為卸載壓縮機、變頻壓縮機、多極壓縮機及多聯控制系統，然而現階段均採用變頻壓縮機配合多聯壓縮機機組為主，並設置電子膨脹閥來控制進入室內風機盤管之冷媒流量，其部份負荷效率高於其他系統、亦可實現分區控制、系統擴展靈活、安裝和維護方便等特點。 　　本專題以CoolMain應用程式進行模擬測試，模擬測試之重點在於 變頻。 100Hz時R-410A之Qe值是60Hz的1.7倍，但W值是60Hz的2.7倍，故超頻運轉可使室溫迅速達到設定但耗 電量亦大幅上升。 60Hz時冷媒管路50m之W值為10m的1.1倍；當100Hz時增加為1.3倍，固系統應減少管路長度，達到 系統較佳之效率 。 冷媒種類對VRV系統之影響 冷媒管路長度對VRV系統之影響 　　冷凝溫度越高，W值隨著頻率升高而升高之趨勢越明顯；且冷凝溫度越高Qe值越低，故COP值不論在任何 頻率下皆為最低。 　　蒸發溫度越低，W值隨著頻率升高而升高之趨勢較為明顯；且蒸發溫度越低Qe值越低，故COP值不論 在任何頻率下皆為最低。 蒸發溫度對VRV系統之影響 冷凝溫度對VRV系統之影響 四、建議 二、系統建構 　　本專題以CoolMain應用程式進行變頻模擬之測試，必須先選定壓縮 機後，再進行系統建構。 　　壓縮機60Hz時所能提供之冷凍能力為7.11kw；小於空調區間需8kw，若不使用超頻運轉，系統必須再運轉第二台壓縮機；而使用超頻運轉時，系統僅需 運轉一台壓縮機。 　　本專題得知在超頻運轉的條件下雖然COP值較低，然而再佐以變頻多聯控制方式，亦可改善上述問題；如有一空調區間滿載需14kw之冷凍能力，安裝一空調系統有兩台相同之壓縮機，系統使用冷媒R-410A，其各項數據如表所示。 　　選擇渦卷式壓縮機為模擬測試之壓縮機，其效率較高；冷凍能力在0.8~10RT之間；壓縮比在中~高之間；且渦卷式壓縮機為旋轉運動故振 動較小，在各方面皆符合VRV空調系統之需求。 　　系統建構之條件：首先蒸發溫度、冷凝溫度、過熱度、過冷度、冷媒管長度、冷媒種類及系統設備，並將先前所 選之壓縮機套用至系統中。 　　藉由改變輸入壓縮機之頻率，進而了解不同之冷媒種類、冷凝溫度、蒸發溫度及冷凍系統管路長度對VRV空調系統之影響，並以系統性能、冷凍能力及 壓縮機消耗功之數值分析研究。 　　經計算後得知不使用超頻運轉之壓縮機消耗功為1.98kw大於使用超頻運轉之壓縮機消耗功為1.87kw；且不使用超頻運轉之冷凍能力為11.85kw，是部分負載下需之冷凍能力8kw的148％，過大之冷凍能力實屬浪費。由此可知，在適當的控制條件之下，超頻運轉是有助 於節能。 　　此時該空調區間未達滿載，若僅需部分負載8kw之冷凍能力，分別以「不使用超頻運轉」及「使用超頻運轉」兩 種運轉模式分別得知： 設定頻率之介面