淺析多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

劉順利（中鐵十一局集團(tuán)有限公司勘察設(shè)計(jì)院　武漢　430071）

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淺析多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

劉順利
（中鐵十一局集團(tuán)有限公司勘察設(shè)計(jì)院武漢430071）

【摘要】多聯(lián)機(jī)憑借自由靈活安裝方便的特點(diǎn)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(jī)空調(diào)系統(tǒng)在工程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及主要事項(xiàng)，期望能對(duì)多聯(lián)機(jī)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(jī)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(dòng)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(jī)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?yàn)樗c中央空調(diào)系統(tǒng)相比具有諸多優(yōu)勢，例如，運(yùn)行費(fèi)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(jìn)，高效節(jié)能，運(yùn)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(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)建筑能耗中所占的比例較大，據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jī)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(dòng)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(shí)空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)充分考慮建筑維護(hù)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(jī)容量也相應(yīng)減少降低，減少了空調(diào)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用。

1.2室內(nèi)機(jī)的布置與適用場合問題

在初選室內(nèi)機(jī)形式后，在布置室內(nèi)機(jī)時(shí)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(jī)本身的特性，才能合理的進(jìn)行室內(nèi)機(jī)的布置。如房間設(shè)有吊頂且狹長的空間時(shí)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(jī)；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(jī)，當(dāng)平面空間較大時(shí)，為了節(jié)省造價(jià)或更靈活的配合內(nèi)裝修也可選用暗裝接管式室內(nèi)機(jī)；房間無吊頂時(shí)，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(jī)。

1.3室外機(jī)布置問題

VRV室外機(jī)是提供冷熱源的重要部件。為能夠達(dá)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(jī)時(shí)需主要注意以下幾點(diǎn)。

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(jī)能夠進(jìn)行正常的安裝與維修保養(yǎng)，在設(shè)置室外機(jī)擺放時(shí)，需要預(yù)留一定的安裝、維修空間。通常情況下室外機(jī)機(jī)前側(cè)留500mm，機(jī)后側(cè)留300mm，機(jī)側(cè)預(yù)留10mm以上的空間，以便安裝維修人員進(jìn)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(jī)在夏季制冷運(yùn)行時(shí)吹出較高溫度的空氣，冬季制熱時(shí)吹出較低溫度的空氣。當(dāng)室外機(jī)位置不妥時(shí)，室外機(jī)排出的氣體直接又被室外機(jī)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(jī)器制冷/制熱能力，增加耗電量。且機(jī)器一旦超過其溫度運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，其會(huì)自我保護(hù)而停止。室外機(jī)設(shè)置方式主要包括集中與分散擺放，但在實(shí)際應(yīng)用中可以單獨(dú)或結(jié)合使用。

（1）集中擺放

室外機(jī)集中布置在屋頂或地面上。多臺(tái)室外機(jī)集中布置在屋頂時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)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(shí)需注意室外機(jī)的安裝尺寸防止室外機(jī)排出的氣流被自身或周邊的設(shè)備回吸。

室外機(jī)屋頂布置，其圍墻高度不得高于室外機(jī)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(jī)與圍墻的間距，可以增加室外機(jī)的回風(fēng)空間，從而增加新鮮空氣的補(bǔ)給量。

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

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

4）安裝吹出風(fēng)管，在室外機(jī)的出風(fēng)口上加裝直風(fēng)管，增加室外機(jī)出風(fēng)口與回風(fēng)口的距離，有效地減少室外機(jī)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(duì)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(gè)建筑層面均可能設(shè)置有多臺(tái)室外機(jī)，容易造成氣流短路現(xiàn)象。故設(shè)計(jì)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(jī)房內(nèi)室外機(jī)的匹數(shù)、與相鄰建筑物距離等因素都會(huì)影響到室外機(jī)分層擺放的樓層數(shù)（見圖1）。

圖1　空調(diào)室外機(jī)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(jī)房位置。分層擺放時(shí)，機(jī)房無論設(shè)置在建筑物的中部、拐角及內(nèi)凹槽處對(duì)室外機(jī)的散熱效果也不盡相同，機(jī)房通風(fēng)效果不好，室外機(jī)的工作效率會(huì)大大降低，甚至引起停機(jī)，可能會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)的損害。因此良好的通風(fēng)保證機(jī)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(huì)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(huì)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(jī)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(shí)需根據(jù)實(shí)際情況確定百葉的形式及各項(xiàng)參數(shù)，因其參數(shù)直接關(guān)系到機(jī)器的出風(fēng)狀況以及氣流短路的問題。百葉風(fēng)口的進(jìn)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(shí)風(fēng)管邊緣緊貼百葉根部，確保無縫隙。

由于室外機(jī)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(shí)：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(shí)：ν排風(fēng)≥4m/s，ν吸風(fēng)≤2.5m/s。同時(shí)為保證能通暢的排風(fēng)與吸風(fēng)，仍需要校核室外機(jī)的機(jī)外靜壓能否克服各種阻力損失。

1.4室內(nèi)外機(jī)容量的匹配問題

室外機(jī)的容量應(yīng)根據(jù)各房間室內(nèi)機(jī)的總?cè)萘颗c該系統(tǒng)的冷熱負(fù)荷峰值的時(shí)間分布因素來確定，室內(nèi)外機(jī)的容量匹配比并不可一概而論。設(shè)計(jì)中我們需對(duì)建筑的功能、朝向、體形、使用時(shí)間等關(guān)鍵因素具體分析后，進(jìn)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(gè)系統(tǒng)中，使同時(shí)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(shí)出現(xiàn)峰值負(fù)荷引起空調(diào)室外機(jī)運(yùn)行工作中產(chǎn)生巨大波動(dòng)。這樣空調(diào)室外機(jī)的負(fù)荷可相應(yīng)減少，并對(duì)室內(nèi)外機(jī)容量進(jìn)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(shí)是系統(tǒng)節(jié)能的一個(gè)重要手段。但考慮系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下室內(nèi)外機(jī)連接率，公共建筑一般選擇為110%左右，而對(duì)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(jī)的實(shí)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(jī)空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)室內(nèi)外間的冷媒配管的設(shè)計(jì)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(jì)選型的時(shí)候，多聯(lián)機(jī)空調(diào)機(jī)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(huì)沉積在冷媒配管內(nèi)，長時(shí)間工作會(huì)導(dǎo)致回流液擊和回油困難，即使加裝油分離器、運(yùn)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(shí)解決運(yùn)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(shí)室外機(jī)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(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要考慮到其他因素（溫度、管長和結(jié)霜等）對(duì)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(jī)間的冷媒管路盡可能短，高差盡可能小，一般每個(gè)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(jì)問題

現(xiàn)今，人們對(duì)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(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)，不僅要考慮設(shè)計(jì)工況下新風(fēng)運(yùn)行，而且需考慮過渡季節(jié)中采用全新風(fēng)運(yùn)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(jī)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(jī)送新風(fēng)

全新專用新風(fēng)機(jī)是一種完全處理新風(fēng)負(fù)荷的新風(fēng)機(jī)組，加大了機(jī)組盤管的排數(shù)。由室內(nèi)外機(jī)組成，其通過先進(jìn)的變頻技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)制冷/制熱同時(shí)，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(duì)室內(nèi)溫度波動(dòng)的影響。但此種方法工程造價(jià)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(jìn)行熱回收的換氣設(shè)備，能在換氣的同時(shí)進(jìn)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(shí)也減少空調(diào)設(shè)備的容量、投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。此種方式適用有排風(fēng)要求的場合，為多聯(lián)機(jī)空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)的較好方案。

此系統(tǒng)在實(shí)際工程應(yīng)用在大空間時(shí)，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(shí)，布置新排風(fēng)管就較為復(fù)雜困難了，這時(shí)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(shí)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(jī)直接接入室內(nèi)機(jī)，由于多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)機(jī)容量控制方式以室內(nèi)回風(fēng)溫度為反饋信號(hào)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(hào)，所以室內(nèi)機(jī)需要負(fù)擔(dān)部分新風(fēng)負(fù)荷，室內(nèi)機(jī)型號(hào)加大，噪音也有所增加。由于室內(nèi)機(jī)是以回風(fēng)溫度作為反饋信號(hào)，機(jī)組一直判斷室內(nèi)冷量不夠，將長時(shí)間以最大負(fù)荷或超負(fù)荷工作，長期運(yùn)轉(zhuǎn)將降低設(shè)備壽命，出現(xiàn)過流保護(hù)現(xiàn)象。同時(shí)，室內(nèi)機(jī)只能直接處理少量新風(fēng)，其運(yùn)行與否對(duì)新風(fēng)量的變化有較大的影響，實(shí)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(dú)立風(fēng)冷熱泵機(jī)組送新風(fēng)

此方式新風(fēng)系統(tǒng)與多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)分別獨(dú)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(duì)新風(fēng)要求比較高的場所，尤其是對(duì)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(jī)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(jì)帶來極大的便利，有很好的市場前途。但多聯(lián)機(jī)發(fā)展仍面臨著很多問題亟待解決，需要設(shè)計(jì)者精心的設(shè)計(jì)與優(yōu)化改進(jìn)，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(jī)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(jī)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(xiàn)：

[1]汪志強(qiáng),鄧軍琦.多聯(lián)機(jī)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(jī)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(jī)室外機(jī)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(jì)技術(shù)措施:暖通空調(diào)·動(dòng)力[M].北京:中國計(jì)劃出版社,2009.

[7]程德威,潘亞平.變頻多聯(lián)機(jī)管路振動(dòng)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(jī)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(hào)TU831.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)：1671-6612（2016）01-068-04

收稿日期：2015-04-07