史 敏

（中石化上海工程有限公司，上海 200120）

1 前言

多聯(lián)機空調系統(tǒng)（Muti-connected split air conditioning system）─ 一臺（組）空氣（水）源制冷或熱泵機組配置多臺室內機，通過改變制冷劑流量適應各房間負荷變化的直接膨脹式空調系統(tǒng)，又稱制冷劑容量可調（Variable Refrigerant Volume）直接膨脹式空調系統(tǒng)，簡稱多聯(lián)機系統(tǒng)（即VRV系統(tǒng)），自90年代初引入我國，因其安裝方便、使用靈活、節(jié)能、舒適、不需集中機房等特點，在我國得到廣泛的應用。發(fā)展至今，在醫(yī)藥、石化等行業(yè)的辦公、綜合樓、試驗樓等有一般舒適空調要求的區(qū)域也得到越益廣泛的應用。已成為空調專業(yè)工程師在工程設計中的一種重要選擇形式。

2 多聯(lián)機空調系統(tǒng)的原理和特點[1]

多聯(lián)機空調系統(tǒng)是在電力空調系統(tǒng)中，通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)量和進入室內換熱器的制冷劑流量，適時地滿足室內冷熱負荷要求的高效率冷劑空調系統(tǒng)。其工作原理是：由控制系統(tǒng)采集室內舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運行優(yōu)化準則和人體舒適性準則，通過變頻等手段調節(jié)壓縮機輸氣量，并控制空調系統(tǒng)的風扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內環(huán)境的舒適性，并使空調系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。

多聯(lián)機空調系統(tǒng)具有明顯的節(jié)能、舒適效果，該系統(tǒng)依據(jù)室內負荷，在不同轉速下連續(xù)運行，減少了因壓縮機頻繁啟停造成的能量損失；采用壓縮機低頻啟動，降低了啟動電流，電氣設備將大大節(jié)能，同時，避免了對其它用電設備和電網的沖擊；具有能調節(jié)容量的特性，改善了室內的舒適性。多聯(lián)機空調系統(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、無須要水系統(tǒng)等優(yōu)點。

3 多聯(lián)機空調系統(tǒng)在工程設計的注意事項

3.1 多聯(lián)機空調系統(tǒng)的選擇

由于多聯(lián)機空調系統(tǒng)的制冷劑直接進入空調區(qū)，當用于有振動、油污蒸氣、產生電磁波或高頻波設備的場所時，易引起制冷劑泄漏、設備損壞、控制器失靈等事故，故這些場所不宜采用該系統(tǒng)。

多聯(lián)機空調系統(tǒng)形式的選擇，需要根據(jù)建筑物的負荷特征、所在氣侯區(qū)等多方面因素綜合考慮：當僅用于建筑物供冷時，可選用單冷型；當建筑物按季節(jié)變化需要供冷、供熱時，可選用熱泵型；當同一多聯(lián)機空調系統(tǒng)中需要同時供冷、供熱時，可選用熱回收型。

熱回收型多聯(lián)機空調系統(tǒng)是高效節(jié)能型系統(tǒng)，它通過高壓氣體管將高溫高壓蒸氣引入用于供熱的室內機，制冷劑蒸氣在室內機內放熱冷凝，流入高壓液體管；制冷劑自高壓液體管進入用于制冷的室內機中，蒸發(fā)吸熱，通過低壓氣體管返回壓縮機。室外熱交換器視室內機運行模式起著冷凝器或蒸發(fā)器的作用，其功能取決于各室內機的工作模式和負荷大小。

多聯(lián)機空調（熱泵）機組的制冷綜合性能系數(shù)IPLV(C)不應低于下表的規(guī)定。

表 多聯(lián)機空調（熱泵）機組制冷綜合性能系數(shù)IPLV(C)

由于近年來多聯(lián)機技術發(fā)展很快，根據(jù)目前市場產品情況，無論是國外品牌或國內品牌，絕大多數(shù)廠家的產品都能達到表中規(guī)定的技術要求。

3.2 多聯(lián)機空調系統(tǒng)的劃分

多聯(lián)機空調系統(tǒng)的劃分在多聯(lián)機設計中應重點分析考慮，首先，多聯(lián)機空調系統(tǒng)的部分負荷特性主要取決于室內外溫度、機組負荷率及室內機運行情況等。當室內機組的負荷變化率較為一致時，系統(tǒng)在50%～80% 負荷率范圍內具有較高的制冷性能系數(shù)。因此，從節(jié)能角度考慮，推薦將負荷特性相差較大的空調區(qū)劃為不同系統(tǒng)。其次，目前市場上各品牌的多聯(lián)機，其單臺室外機的最大制冷容量分別為48匹和64匹，在確定設計品牌后根據(jù)其產品樣本技術資料確定每個系統(tǒng)的容量大小，如系統(tǒng)容量超過該品牌的最大室外機容量，可將系統(tǒng)劃分為2或者多個多聯(lián)機系統(tǒng)。再次，由于在系統(tǒng)室內機冷媒管配管過程中，第一個分支至最后一臺室內機的距離不宜超過40 m[2]，否則會導致末端的室內機冷媒量不足而引起制冷或制熱能力下降的問題，因此，在某些距離較長建筑的空調系統(tǒng)設計中，盡管在室外機容量上能滿足要求，但是還應根據(jù)室內機配管的布置，綜合配管分支距離限制的條件，適當布置管道井并多劃分幾個空調系統(tǒng)，見如下示意圖。

3.3 新風系統(tǒng)設計

空調系統(tǒng)中，新風量是一個很重要的技術參數(shù)，是達到室內衛(wèi)生標準的保證。

相對于傳統(tǒng)的中央空調系統(tǒng)，多聯(lián)機系統(tǒng)更接近單元式空調器或房間空調器，新風處理與常規(guī)中央空調系統(tǒng)不同。設計中如果對新風供應注意不夠，會使室內空氣品質（空氣新鮮度、潔凈度、相對濕度等）無法保證，造成惡劣的衛(wèi)生條件，多聯(lián)機也就只能是單純供冷、供暖的設備，也會影響到多聯(lián)機的進一步推廣應用。因此，研究多聯(lián)機系統(tǒng)的新風供給方式具有重要的意義。

實踐中已經采用的和可以采用的多聯(lián)機系統(tǒng)新風供應方式有以下幾種。

3.3.1 無組織新風

對于不設有組織新風系統(tǒng)，僅靠門窗縫隙滲透，甚至開窗引入新風的做法，不是嚴格意義上的新風供應方式，但由于實際工程采用這種做法較多，有必要予以分析。由于建筑物的風壓、熱壓作用，不同朝向、不同樓層的房間其滲入室內的空氣量是不同的，有些房間甚至打開外窗都不能有效引進新風。所引入的新風無論是其品質（主要是潔凈度）還是針對每人所必須的新風量都無法保證，直接從室外引入未經處理的新風，增大了室內空調負荷，對于一般按夏季負荷選擇的室內機型號，冬季嚴寒季節(jié)可能造成供暖量不足。另外，夏季新風的含濕量較高，室內機除濕量增大，室內相對濕度無法保證?？傊靠p隙滲透引入新風的做法無法保證空調房間的空氣狀況，應盡量避免采用。

3.3.2 采用專用新風處理裝置

有些多聯(lián)機廠商提供了一種專門用來處理新風的室內機，它仍然采用冷媒直接膨脹式制冷（制熱），具有一定的機外余壓（200Pa左右），可以根據(jù)室外空氣溫度或室內外溫差，通過設在冷媒供液管路上的電子膨脹閥自動控制供液量，通過變頻控制使新風處理到設定的送風參數(shù)。

在新風處理中需注意，不能將專用新風室內機與普通室內機連接在一個系統(tǒng)中，也不能將普通室內機作為新風機組使用。普通室內機處理室內空氣，而新風室內機處理室外空氣，二者處理的空氣狀態(tài)相差甚遠，對設備的要求也不一樣。夏季由于新風溫度高，冷媒盤管內膨脹壓力也高，壓縮機功率消耗大，如果把新風室內機與普通室內機共同連接到一臺室外機，壓縮機有可能因超載而燒毀。

3.3.3 采用新風換氣機

新風換氣機是一種自帶新、排風機的空氣熱回收裝置，按空氣熱交換器的種類可分為板式、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。在采用多聯(lián)機系統(tǒng)的場合中，大都采用了板式熱交換器，在供給新風的同時置換出等量的室內污濁空氣，同時，進行熱量回收，較其它新風供應方式更具優(yōu)勢，其特點如下：

（1）新風換氣機可以用于多聯(lián)機空調系統(tǒng)供應新風，并可回收排風中的冷、熱量，具有節(jié)能效果；

（2）與采用專用新風處理裝置相比，新風換氣機供應空調系統(tǒng)新風時，夏季室內機負荷增加，濕工況加重，室內相對濕度有增加的趨勢；

（3）在冬季工況下，新風換氣機能較好滿足空調系統(tǒng)需要，節(jié)能效果顯著；

（4）全熱回收裝置與顯熱回收裝置相比，夏季工況全熱回收型節(jié)能效果較好，冬季工況二者差別不大；

（5）采用全熱回收裝置冬季可減少空調加濕系統(tǒng)的費用，對濕度要求不高的場合可以不用對新風加濕。

3.4 在多聯(lián)機系統(tǒng)設計中

須考慮到多聯(lián)機空調系統(tǒng)目前使用上的局限性：

（1）最大室外機組合容量為48HP，個別品牌可以達到64HP；

（2）最大室內機連接數(shù)為64臺；

（3）室內外機最大高度差當室外機在上時為50 m，當室外機在下時為90 m；

（4）最大總配管長度為1 000 m；

（5）當產品技術資料無法滿足核算要求時，系統(tǒng)冷媒管等效長度不宜超過70 m[3]；

（6）系統(tǒng)冷媒管等效長度應滿足對應制冷工況下滿負荷的性能系統(tǒng)不低于2.8；

（7）應根據(jù)室外機與室內機之間、室內機之間的高度差和配管長度計算夏季供冷量修正系統(tǒng)，該修正系統(tǒng)不應小于0.85。一般來說，對于冷媒為R22的多聯(lián)機系統(tǒng)來說，相當于配管等效長度約為90 m，實際長度為70 m左右時；對于冷媒為R410a的多聯(lián)機系統(tǒng)來說，相當于配管等效長度約為110米，實際長度為90 m左右。

3.5 室內機的選擇

（1）房間有吊頂，而且平面成長窄形時可采用天花板嵌入式四面或二面送風室內機；

（2）有吊頂且平面成正方形或空間較大時可采用天花板嵌入式四面送風室內機；當平面空間較大時，為了節(jié)省造價或更靈活的配合內裝修也可選用暗裝接管式室內機；

（3）房間無吊頂時，根據(jù)其平面形狀可采用吊式明裝、壁式明裝或落地式明裝室內機。

3.6 室內外機的匹配

在實際工程中，尤其是中小型工程，同一層平面中有多種使用功能房間，其使用時間也不同，并且面積也較?。ㄈ纾盒h室、接待室、包間、小餐廳等），要實現(xiàn)空調系統(tǒng)的劃分就比較困難，即使能做到但系統(tǒng)也十分復雜。如果采用多聯(lián)機空調系統(tǒng)就能充分的體現(xiàn)出它靈活布置，并且節(jié)省運行費用的特點。既然把不同功能以及不同使用時間的房間劃分為同一個空調系統(tǒng)，這就需要考慮室內機的同時使用系數(shù)，同時使用系數(shù)多少視具體情況而定，一般可取50%～80%，此時系統(tǒng)可獲得較高的能效比。室內機和室外機的容量配比一般不超過130%。

3.7 室外機的布置

室外機變頻設備與其他變頻設備保持合理距離，是為了防止設備間的互相干擾，影響系統(tǒng)的安全運行。在以上的基礎上，室外機的布置應滿足下述要求：進風通暢不受干擾，排風順暢不產生回流。只有做好這些才能保證室外機的制冷量（熱量）。

室外機一般可布置在屋面、或陽臺和室外地坪上，在一般工程中前兩種做法居多，這兩種方法都有其優(yōu)缺點：

（1）室外機布置在屋面時，優(yōu)點：屋面較空曠，排風順暢，熱空氣很快的散發(fā)到高空去。缺點：當眾多室外機布置在同一屋頂時，進風易受相鄰機組排風的干擾；

（2）室外機布置在陽臺上或通向室外的平臺上時，優(yōu)點：進風順暢。缺點：排風不暢，存在回流現(xiàn)象；當數(shù)臺垂直布置時，容易形成下面室外機的排風被上面室外機吸入作為進風，影響機組制冷量（熱量）。

3.8 凝結水管的設計及安裝

多聯(lián)機空調部分室內機自帶凝結水泵，泵的揚程一般可達0.8 m，這給設計帶來極大的方便。凝結水管的長度應盡量短，并要有0.01的坡度，以免形成管內氣阻，導致排水不暢。

4 結束語

在采用多聯(lián)機空調系統(tǒng)的項目設計過程中，應合理劃分系統(tǒng)、選擇合適的新風補給形式，根據(jù)建筑物情況對室內外機進行合理選型和布置，充分發(fā)揮多聯(lián)機空調系統(tǒng)的特點，以保證房間空調區(qū)域的舒適性。

[1] 陸耀慶. 實用供熱空調設計手冊[M]（第二版）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008,1696-1716..

[2] GB 50019-2003.采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范[S].

[3] 日本大金空調產品樣本：VRVIII 智能化中央空調系統(tǒng).