中央空调 整装一体机与组合机的比较

关于 VRF 多联式空调机组结构形式的分析 摘要： 本文对目前在 VRF 多联式空调机市场上的两种室外主机结构形式，按照其各自鲜明特 点并结合目前的市场趋势进行了分析比较。 关键字： VRF（Variable Refrigerant Flow）多联机 整装一体机 模块组合机 引言： 在目前的多联机市场上，随着市场要求的不断提高和制造厂家技术的不断发展完善， VRF 多联机逐渐由小容量多系统向大容量单系统方向发展，单系统大容量的商用多联机得 到了广泛的应用。根据制造厂家自身的技术研发能力水平和加工制造水平，大容量商用多 联机由以前单一的模块拼装组合型式逐渐分化为整体装配一体机和模块拼装组合机两种型 式，这两种型式目前都有很多比较成熟的应用案例，整装一体机的典型生产厂家代表如海 信日立和三菱电机，模块组合机的典型生产厂家代表如上海大金和东芝开利等，这两种结 构型式都有其鲜明的独特特点，本文仅就结构及其相关内容对这两种型式做一些比较分析。 1、 机组分类描述 整装一体机就是指机组在工厂里面（出厂前）就完成了整机装配和测试，压缩机、 风扇电机、电器控制盒、节流装置和热交换器等全部装在一个机壳中，作为单台机组 整体运输和安装，在安装现场只连接内外机之间的管路及控制系统。 模块拼装组合机就是指机组在工厂里面是作为多个互相独立的单元进行单独装配 和测试的，热交换器、电器控制盒等分别安装在不同的机壳中，多个室外机单元只在 安装现场才进行整合连接并组成一个完整的主机系统，单元之间要做管路系统及控制 系统方面的连接。 2、 外观结构上的差别 整装一体机是作为整机一体装配出厂的，结构比较紧凑，安装时是作为单一体直 接就位放置的，占地面积相对较少；组合式机组为多台互相独立的单一机组在安装现场 根据用户的容量需求在严格遵守制造厂家相关技术要求的前提下组合而成，单机组合本 来就占地面积相对稍大，有些厂家还要求考虑组合时单机之间的散热间隙的问题，所以 不如整装一体机紧凑，占地面积较大。 3、 运输和吊装环节上的差别 组合式机组包含多台互相独立的单一机组，各单一机组可分别进行运输和吊装， 相对比较便利，整装一体机是作为不可分割的整体进行一体运输和吊装的。 4、 加工制造环节上的差别 整装一体机在工厂里面就完成了全部的装配连接过程，整机在工厂里面已经做过 严格的质量检验和试运转测试，所有的生产制造和检测等环节都是可控的，质量性能上 与出厂前相比没有任何变化，无须担心现场连接的不可控制因素的影响和造成的能量方 面的损失，产品质量有保障；模块组合式机组在制造工厂是按照其中的单一机组统一进 行生产加工的，单一机组在工厂里面完成了本机的装配和测试，并作为独立单元进行运 输，作为组合机的单元使用时，需另行购买厂家提供的单元连接组件，并在现场由安装 商参照制造厂家的技术要求对单元机进行冷媒管路、均油管路及控制系统的组合连接， 这个组合的过程是不可控制的，是受安装商技术水平和现场施工条件制约的，是没有经 过检测的，所以作为整机来看，在加工环节就存在了一个不稳定因素。 5、 产品性能上的差别 整装一体机在出厂前都已经过了严格的测试，无须在施工现场对设备进行组合处 理，设备在出厂前后没有任何变化，不存在性能方面的损失，设备的各项参数如制冷量、 制热量、能效比等都没有降低；模块组合式机组需要在施工现场进行组合处理，多个单 元机之间要考虑均油，冷媒管路的连接也增大了机组内部本身的压力损失，增大了机组 能耗，其能效比与单元机相比是减小的，要达到同样的制冷量，就需要消耗更多的电功， 比如东芝开利的 20HP 组合机组是由两台 10HP 的单机组合而成的，其单机（10HP）标 称制冷量为 28KW，输入功率为 7.68KW，能效比为 3.65，而组合机（20HP）标称制冷 量为 56KW，输入功率则为 16.17KW，相应的能效比下降为 3.46，与单机相比，组合 机的能效比下降约 5.2%，所以，组合机的性能与单机相比是降低的，从原理上来讲， 并联的机组越多，其能力损失也就越大，能效比下降也应该越多。 6、 安装施工方面上的差别 整装一体机是作为一个独立整机安装的，管路连接方面在现场只需连接两根内外 机连接冷媒管，只有两个接头，冷媒配管工作快捷方便，尽最大可能降低现场施工的水 气、焊渣等污染；在电气配线方面，室外机只需要一个空气开关和一组进项电源，不但 节约了成本，而且大大提高了施工效率。模块组合式机组需要在施工现场进行组合，多 台单元机之间要通过厂家提供的附件把液管口和汽管口并联连接起来，然后才能和室内 机系统的两根冷媒管路连接，同时，多台单元机之间还需要把均油口通过铜管严格按照 厂家要求连接在一起以平衡多台单元机之间的油位油量，管路连接量比较大，焊接等连 接口较多，不但降低安装施工效率，还多了不安全稳定因素；在控制配线方面，因为每 个单元机都有自己的独立电控装置，为了机组能统一整体控制，需要在单元机之间连接 通讯控制线，控制线必须与强电分开敷设，否则容易引起通讯干扰产生机器误动作；在 电气配线方面，每个单元机都需要一组独立的电源，这就需要多个空气开关和多组进项 电源线，这些不单增加了安装成本，还使得安装效率大大降低。 7、 内部结构上的差别 整装一体机作为一个整体，设备里面的所有配置都是在研发设计过程中通过实际 试验一起整合而来的，无论压缩机的运行数量怎么变化，设备的主要器件比如冷凝器、 油分离器、冷媒管路等基本上是共享的，在低负荷运行时，系统的冷凝能力、分油效率 都有显著提升，系统回油运行的时间间隔较长，效率与稳定性会大幅提高。模块组合式 机组各个单元都自成一体，之间仅靠在现场的冷媒管和均油管连接在一起，每个模块之 间存在制冷剂气体、液体的分流、合流过程，阻力损失较大，冷媒的分配还存在是否均 匀的问题；每个单元的油分离器不能共享，即使在低负荷运行时也不能提高分油效率， 而且系统回流的冷冻油还有可能在某台单元机处积聚，每个单元机之间必须每隔 6 分钟 进行一次油平衡运做，整个机组还需要根据运行要求定期进行回油运行；每个单元机的 冷凝器液管处都装有一个停机关断电磁阀，即使在部分负荷时也无法共享不运行单元机 的冷凝器，运行过程中不可避免的产生冷媒分配不平衡的问题，需要进行专门的冷媒平 衡运做，即使单一模块使用时，为考虑机组的稳定性，系统也必须进行冷媒平衡运行， 使得压缩机消耗电能建立的压力在平衡过程中损耗掉，从而浪费了电能；空调机组在大 部分时间都是在部分负荷下运行，这就造成了系统资源的浪费，部分负荷时整体性能不 如整装一体机，这在冬季低温制热状态时体现的尤为明显。 8、 结霜与化霜速度方面上的差别 我们知道，在一个合理设计的空调系统中，大部分时间空调系统都是运行在部分 负荷工况的，整装一体机由于结构上的优势，整个室外换热器都被充分利用，在冬季 制热时，大的换热器面积意味着更高的蒸发温度，蒸发温度的提高不但提高了热泵的 工作效率，而且还延缓了室外蒸发器结霜的进度，延长了霜层产生的时间，机组进行 化霜运做的周期就会延长，系统的制热性能就会得到提高；模块组合式机组在结构上 的缺陷使得其不能共享换热器，每个单元机都独立使用自己的换热器，在制热时就会 更易于形成霜层，化霜的周期就会较短，融霜所需要的时间较长，融霜效果差，频繁 的化霜势必影响整个系统的制热性能，而且，模块组合机在化霜时，所有的单元模块 包括那些并没运行的模块都要统一进行制冷模式的化霜运行，势必也会额外增大能量 的损失和消耗（没开机的模块也要开机执行化霜运行） 。 9、 维护维修方面的差别 整装一体机结构相对简单，部件相对较少，特别是最容易出现故障的电气控制板 方面，整装一体机只有一个电控箱，集成的控制板里面很多元件资源（比如相序检测） 也是共享的，这就大大减少了故障产生的几率，即使出现电气故障，检测判定和维修也 相对比较容易，哪怕更换电控板也只是一块，相比而言工作量相对较小；模块组合式机 组中每个单元机都有一个电气控制箱，每个单元机里面都是一个完整的电气控制系统， 各个单元机控制系统之间只是通过通讯线组合在一起，电气部件非常多，而且很多部件 功能上都是重复的，电子元件一般都属于易损件，数量越多，出现故障的几率也越多， 检测维修的难度也就越大，相比而言花费的工作量也就越大。 10、 从 VRF 多联机的技术发展趋势看 第一代的商用多联机一般最大容量就是 10HP，现在每个厂家都在发展更大容量