劉順利（中鐵十一局集團有限公司勘察設(shè)計院　武漢　430071）

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淺析多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計要點

劉順利
（中鐵十一局集團有限公司勘察設(shè)計院武漢430071）

【摘要】多聯(lián)機憑借自由靈活安裝方便的特點發(fā)展迅猛，逐步占領(lǐng)傳統(tǒng)空調(diào)領(lǐng)域，已被廣泛應(yīng)用且贏得用戶青睞。主要分析探討多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)在工程設(shè)計中的設(shè)計要點及主要事項，期望能對多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用提供參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能；冷量；衰減；新風(fēng)

作者（通訊作者）簡介：劉順利（1986.06-），男，碩士，暖通工程師，E-mail：lslzndx@126.com

0　引言

近幾年來能源資源日趨緊張，節(jié)能環(huán)保成為各種技術(shù)發(fā)展的推動力。占建筑能耗50%的中央空調(diào)更是發(fā)展迅猛，尤其在應(yīng)用最廣泛、使用最靈活的多聯(lián)機領(lǐng)域，更成為中央空調(diào)廠家必爭的核心技術(shù)高地[1,2]。因為它與中央空調(diào)系統(tǒng)相比具有諸多優(yōu)勢，例如，運行費用低可以節(jié)約能源，節(jié)省建筑空間，控制系統(tǒng)比較先進，高效節(jié)能，運行管理方便，溫度控制靈活，維修簡單等，特別在辦公樓、賓館及高檔住宅發(fā)揮著其極大的優(yōu)勢，所以它越來越受到業(yè)內(nèi)認(rèn)可得到廣泛應(yīng)用。

1　多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的問題

1.1節(jié)能性問題

現(xiàn)代建筑中空調(diào)系統(tǒng)的能耗在整個建筑能耗中所占的比例較大，據(jù)統(tǒng)計現(xiàn)代一般辦公樓空調(diào)的能源消耗比例占整體能耗的47.2%，其中熱源所占比例為20%，而27.2%是用于熱搬送，如水泵等的能耗[3,4]。

為提高空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能性，解決空調(diào)能耗的問題，需要從空調(diào)能耗的源頭著手：

（1）減少熱源機用能耗，如采用節(jié)能的直接膨脹式系統(tǒng)與充分利用變頻技術(shù)的節(jié)能性；

（2）減少熱搬送用能耗，主要為采用熱搬送動量為零的直接膨脹式系統(tǒng)和采用高效的熱搬送介質(zhì)。

同時空調(diào)設(shè)計時還應(yīng)充分考慮建筑維護結(jié)構(gòu)節(jié)能問題。選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)保溫形式和合適的窗墻比，建筑的冷、熱負(fù)荷將大大減少，從而空調(diào)裝機容量也相應(yīng)減少降低，減少了空調(diào)的初投資和運行費用。

1.2室內(nèi)機的布置與適用場合問題

在初選室內(nèi)機形式后，在布置室內(nèi)機時需要綜合考慮氣流分布、舒適度、熱輻射、回風(fēng)口的布置等因素，避免選擇不當(dāng)。

結(jié)合不同室內(nèi)機本身的特性，才能合理的進行室內(nèi)機的布置。如房間設(shè)有吊頂且狹長的空間時可采用天花板嵌入式（兩面出風(fēng)）或天花板嵌入導(dǎo)管內(nèi)藏式室內(nèi)機；房間有吊頂且房型較為規(guī)整的空間采用半明裝四面送風(fēng)室內(nèi)機，當(dāng)平面空間較大時，為了節(jié)省造價或更靈活的配合內(nèi)裝修也可選用暗裝接管式室內(nèi)機；房間無吊頂時，需根據(jù)房間平面形狀、大小靈活的采用明裝壁式、明裝吊式和明裝落地式室內(nèi)機。

1.3室外機布置問題

VRV室外機是提供冷熱源的重要部件。為能夠達到良好的制冷與制熱效果、營造舒適的空調(diào)環(huán)境，布置室外機時需主要注意以下幾點。

1.3.1預(yù)留足夠的安裝、維修和保養(yǎng)空間

為保證室外機能夠進行正常的安裝與維修保養(yǎng)，在設(shè)置室外機擺放時，需要預(yù)留一定的安裝、維修空間。通常情況下室外機機前側(cè)留500mm，機后側(cè)留300mm，機側(cè)預(yù)留10mm以上的空間，以便安裝維修人員進行零部件的維修與更換。

1.3.2保證良好的散熱空間

由于室外機在夏季制冷運行時吹出較高溫度的空氣，冬季制熱時吹出較低溫度的空氣。當(dāng)室外機位置不妥時，室外機排出的氣體直接又被室外機的回風(fēng)口吸回，將導(dǎo)致氣流短路現(xiàn)象的發(fā)生，降低機器制冷/制熱能力，增加耗電量。且機器一旦超過其溫度運轉(zhuǎn)范圍，其會自我保護而停止。室外機設(shè)置方式主要包括集中與分散擺放，但在實際應(yīng)用中可以單獨或結(jié)合使用。

（1）集中擺放

室外機集中布置在屋頂或地面上。多臺室外機集中布置在屋頂時，其優(yōu)點為屋頂較空曠，排風(fēng)順暢，熱空氣很快的散發(fā)到高空去。但同時需注意室外機的安裝尺寸防止室外機排出的氣流被自身或周邊的設(shè)備回吸。

室外機屋頂布置，其圍墻高度不得高于室外機的高度，如高于可采取以下措施來改善散熱效果：

1）增大室外機與圍墻的間距，可以增加室外機的回風(fēng)空間，從而增加新鮮空氣的補給量。

2）在墻體上開一定進風(fēng)面積的百葉，同樣可以補充新鮮空氣，利于室外機散熱，降低回風(fēng)溫度。

3）適當(dāng)提高室外機的基礎(chǔ)，增大室外機的回風(fēng)空間。

4）安裝吹出風(fēng)管，在室外機的出風(fēng)口上加裝直風(fēng)管，增加室外機出風(fēng)口與回風(fēng)口的距離，有效地減少室外機排出熱氣流被回風(fēng)口吸入的幾率。

（2）分層擺放

為適用高層及超高層建筑的情況，分層擺放相對于屋頂/地面集中擺放的方式更有優(yōu)勢，其減少了系統(tǒng)的冷媒配管的長度，有效地降低初投資及設(shè)備容量，更加節(jié)能、便利。

在高層及超高層建筑中分層擺放的情況較為復(fù)雜，每個建筑層面均可能設(shè)置有多臺室外機，容易造成氣流短路現(xiàn)象。故設(shè)計應(yīng)用中從以下幾方面考慮：

1）可分層設(shè)置的樓層數(shù)。建筑樓層的高度、每層機房內(nèi)室外機的匹數(shù)、與相鄰建筑物距離等因素都會影響到室外機分層擺放的樓層數(shù)（見圖1）。

圖1　空調(diào)室外機擺放與樓層的關(guān)系圖Fig.1 The relationship diagram between air-conditioning outdoor unit placement and floor

2）合適的機房位置。分層擺放時，機房無論設(shè)置在建筑物的中部、拐角及內(nèi)凹槽處對室外機的散熱效果也不盡相同，機房通風(fēng)效果不好，室外機的工作效率會大大降低，甚至引起停機，可能會導(dǎo)致壓縮機的損害。因此良好的通風(fēng)保證機房的散熱效果尤為重要。

為保證建筑物外里面的美觀性，通常會在外立面設(shè)置裝飾性遮擋物。目前裝飾性遮擋物大致包括百葉、欄桿與孔板等。其中孔板由于其不僅局部阻力系數(shù)大，而且受自身結(jié)構(gòu)條件的限制，有效通風(fēng)面積小，會影響空調(diào)的正常排風(fēng)，極易造成氣流短路現(xiàn)象，因此其在空調(diào)機房內(nèi)一般使用較少；欄桿的通風(fēng)效果最好，但其遮擋、美觀性略差。

目前百葉的使用較為廣泛，設(shè)置百葉時需根據(jù)實際情況確定百葉的形式及各項參數(shù)，因其參數(shù)直接關(guān)系到機器的出風(fēng)狀況以及氣流短路的問題。百葉風(fēng)口的進風(fēng)面積一般要求百葉開孔率大于80%，水平傾角角度小于20°，且安裝時風(fēng)管邊緣緊貼百葉根部，確保無縫隙。

由于室外機出口排氣速度為6.5m/s～12.0m/s，為了防止排出的熱空氣被回收，所以必須保證一定的排風(fēng)、吸風(fēng)速度[5]。

當(dāng)排風(fēng)與吸風(fēng)在同側(cè)時：ν排風(fēng)=6～9m/s，ν吸風(fēng)≤1.6 m/s。

當(dāng)排風(fēng)與吸風(fēng)在異側(cè)時：ν排風(fēng)≥4m/s，ν吸風(fēng)≤2.5m/s。同時為保證能通暢的排風(fēng)與吸風(fēng)，仍需要校核室外機的機外靜壓能否克服各種阻力損失。

1.4室內(nèi)外機容量的匹配問題

室外機的容量應(yīng)根據(jù)各房間室內(nèi)機的總?cè)萘颗c該系統(tǒng)的冷熱負(fù)荷峰值的時間分布因素來確定，室內(nèi)外機的容量匹配比并不可一概而論。設(shè)計中我們需對建筑的功能、朝向、體形、使用時間等關(guān)鍵因素具體分析后，進行合理的空調(diào)分區(qū)。

在公共建筑中空調(diào)系統(tǒng)劃分應(yīng)在合理兼顧同等使用功能的前提下，宜將經(jīng)常使用和不經(jīng)常使用的房間組合在一個系統(tǒng)中，使同時使用率或滿負(fù)荷率控制在40%～80%[6]，以此可避免各房間同時出現(xiàn)峰值負(fù)荷引起空調(diào)室外機運行工作中產(chǎn)生巨大波動。這樣空調(diào)室外機的負(fù)荷可相應(yīng)減少，并對室內(nèi)外機容量進行適當(dāng)超配，這樣既降低設(shè)備選型的容量又節(jié)省設(shè)備初投資，同時是系統(tǒng)節(jié)能的一個重要手段。但考慮系統(tǒng)安全運行的前提下室內(nèi)外機連接率，公共建筑一般選擇為110%左右，而對于各房間的同開率較低（如高檔住宅）連接率可適當(dāng)放大一般可設(shè)置為130%～150%[7]，并且在確定連接率后確認(rèn)室內(nèi)機的實際冷熱量能否滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷需求。

1.5冷量的衰減與修正

多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)室內(nèi)外間的冷媒配管的設(shè)計或施工的合理走向與布置，直接影響到空調(diào)性能的發(fā)揮[6]。

在設(shè)計選型的時候，多聯(lián)機空調(diào)機組冷量的衰減包括管長、低溫、結(jié)霜等多種因素。由于冷媒配管過長，部分潤滑油將會沉積在冷媒配管內(nèi)，長時間工作會導(dǎo)致回流液擊和回油困難，即使加裝油分離器、運行回油程序也不能完全解決液擊和回油的問題，更不能同時解決運行效率問題[8]。低溫與結(jié)霜引起冷量衰減要結(jié)合不同區(qū)域的氣候環(huán)境考慮，在零度及以下時室外機結(jié)霜最嚴(yán)重。在華北地區(qū)主要考慮低溫衰減，結(jié)霜衰減次之，而在長江流域主要考慮結(jié)霜衰減，低溫衰減次之。

因此，在多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中要考慮到其他因素（溫度、管長和結(jié)霜等）對系統(tǒng)制冷/制熱能力的影響，需要考慮到容量修正系數(shù)。多聯(lián)分體空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)外機間的冷媒管路盡可能短，高差盡可能小，一般每個冷媒管道的最大長度控制在50m以內(nèi)，這樣才能保證空調(diào)的使用效果。

1.6新風(fēng)設(shè)計問題

現(xiàn)今，人們對室內(nèi)環(huán)境舒適度與健康性的要求越來越高，室內(nèi)不僅需要適宜的溫濕度，還必須有新鮮的空氣[8]。新風(fēng)的問題一直是多聯(lián)機系統(tǒng)設(shè)計難點，不僅要考慮設(shè)計工況下新風(fēng)運行，而且需考慮過渡季節(jié)中采用全新風(fēng)運行滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求[9]。下面簡單介紹多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)幾種常用的新風(fēng)處理方式：

（1）應(yīng)用專用新風(fēng)機送新風(fēng)

全新專用新風(fēng)機是一種完全處理新風(fēng)負(fù)荷的新風(fēng)機組，加大了機組盤管的排數(shù)。由室內(nèi)外機組成，其通過先進的變頻技術(shù)，在實現(xiàn)制冷/制熱同時，使送入室內(nèi)的新風(fēng)溫度接近室內(nèi)溫度，減少了新風(fēng)對室內(nèi)溫度波動的影響。但此種方法工程造價比較高，較適應(yīng)于需大量新風(fēng)的場所，比如別墅、辦公樓等。

（2）應(yīng)用全熱交換器處理新風(fēng)

全熱交換器是一種可以進行熱回收的換氣設(shè)備，能在換氣的同時進行室內(nèi)排氣能力的回收，回收冷量的效率為60%～70%，夏季可以預(yù)冷、除濕，冬季可預(yù)熱、加濕，可節(jié)約空調(diào)能耗15%～20%左右，同時也減少空調(diào)設(shè)備的容量、投資費用和運行費用。此種方式適用有排風(fēng)要求的場合，為多聯(lián)機空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)的較好方案。

此系統(tǒng)在實際工程應(yīng)用在大空間時，新排風(fēng)管道比較容易布置，而應(yīng)用在走廊式賓館、小開間辦公樓等場所時，布置新排風(fēng)管就較為復(fù)雜困難了，這時可根據(jù)工程的具體情況，排風(fēng)系統(tǒng)可集中設(shè)置（如集中設(shè)置走廊排風(fēng)或廁所排風(fēng)），這樣空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)管路可大大簡化。另外使用全熱交換器時需要合理布置新風(fēng)口和排風(fēng)口，減少新風(fēng)和排風(fēng)交叉污染的情況。

（3）直接送入室外新風(fēng)

未經(jīng)過處理的新風(fēng)由風(fēng)機直接接入室內(nèi)機，由于多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)機容量控制方式以室內(nèi)回風(fēng)溫度為反饋信號來調(diào)整容量，而不是以出風(fēng)口的送風(fēng)溫度作為反饋信號，所以室內(nèi)機需要負(fù)擔(dān)部分新風(fēng)負(fù)荷，室內(nèi)機型號加大，噪音也有所增加。由于室內(nèi)機是以回風(fēng)溫度作為反饋信號，機組一直判斷室內(nèi)冷量不夠，將長時間以最大負(fù)荷或超負(fù)荷工作，長期運轉(zhuǎn)將降低設(shè)備壽命，出現(xiàn)過流保護現(xiàn)象。同時，室內(nèi)機只能直接處理少量新風(fēng)，其運行與否對新風(fēng)量的變化有較大的影響，實際的使用效果將大打折扣。因此，該送風(fēng)方式一般適用于新風(fēng)量需求少，室內(nèi)空氣品質(zhì)要求不高，不易布置新排風(fēng)風(fēng)管的場所。

（4）應(yīng)用獨立風(fēng)冷熱泵機組送新風(fēng)

此方式新風(fēng)系統(tǒng)與多聯(lián)機系統(tǒng)分別獨立設(shè)置，新風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量和冷量可得到保證，適應(yīng)于在對新風(fēng)要求比較高的場所，尤其是對溫濕度、潔凈度要求比較高的場所。

2　結(jié)語

在適當(dāng)?shù)慕ㄖI(lǐng)域，多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)在我國發(fā)展速度非?？?，其充滿活力自由靈活安裝方便，給空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計帶來極大的便利，有很好的市場前途。但多聯(lián)機發(fā)展仍面臨著很多問題亟待解決，需要設(shè)計者精心的設(shè)計與優(yōu)化改進，輔以規(guī)范的施工、科學(xué)的監(jiān)理及完善的管理，使多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)充分發(fā)揮其集一拖多技術(shù)、智能控制技術(shù)、多重健康技術(shù)、節(jié)能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等多種高新技術(shù)于一身的優(yōu)勢，讓多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)更加人性化，以人為本，讓用戶更舒適。

參考文獻：

[1]汪志強,鄧軍琦.多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢分析[J].制冷與空調(diào),2013,27(3):217-220.

[2]邵雙全,石文星,李先庭,等.多元變頻VRV空調(diào)技術(shù)綜述[J].制冷與空調(diào),2003,3(2):6-10.

[3]張智力,吳喜.VRV空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能因素分析[J].能源技術(shù),2002,23(2):59-61.

[4]劉益才,秦嵐.商用空調(diào)多聯(lián)機系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展研究[J].建筑熱能與通風(fēng),2004,23(4):27-29.

[5]楊蕓.多聯(lián)機室外機百葉隔柵優(yōu)化[J].制冷與空調(diào),2013, 27(1):52-56.

[6] 2009JSCS-4,全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施:暖通空調(diào)·動力[M].北京:中國計劃出版社,2009.

[7]程德威,潘亞平.變頻多聯(lián)機管路振動及配管技術(shù)[J].中國建設(shè)信息供熱制冷,2006,6(3):29-30.

[8]鄭坤,南曉紅,張景.多聯(lián)機系統(tǒng)制冷劑輸液管道溫度衰減特性研究[J].暖通空調(diào),2009,39(5):43-46.

[9]羅漢新.制冷劑流量多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)處理方式的討論[J].制冷與空調(diào),2003,(3):18-20.

Analyzing Design Essentials of Multi-splits Air-conditioning Systems

Liu Shunli
( Survey and Design Institute of China Railway 11th Bureau Group Co., Ltd, Wuhan, 430071 )

【Abstract】With the freedom, flexibility and easy installation features of multi-splits air-conditioning rapid developed and gradually occupied the traditional air conditioning areas, it has been widely used and won the users. This paper analyzed and discussed multi-splits air-conditioning system design features and mainly issues in the engineering design, hoping to provide reference and experience to promote the use of multi-line air-conditioning system.

【Keywords】Multi-splits Air-conditioning Systems; Energy Saving; Cold energy; Attenuation; Fresh air

中圖分類號TU831.3

文獻標(biāo)識碼A

文章編號：1671-6612（2016）01-068-04

收稿日期：2015-04-07