從建筑節(jié)能角度談多聯(lián)機(jī)的設(shè)計(jì)與安裝

白錫岳

（天津中發(fā)機(jī)電工程有限公司天津300392）

從建筑節(jié)能角度談多聯(lián)機(jī)的設(shè)計(jì)與安裝

白錫岳

（天津中發(fā)機(jī)電工程有限公司天津300392）

相對(duì)于傳統(tǒng)的分體式空調(diào)而言，多聯(lián)機(jī)空調(diào)的容量調(diào)節(jié)方便、噪聲低、組合靈活等優(yōu)點(diǎn)，近年來不斷得到推廣使用，本文通過空調(diào)核心元件，冷媒選用及安裝等方面分析其對(duì)建筑節(jié)能的影響。

建筑節(jié)能;多聯(lián)機(jī)系統(tǒng);核心元件

引言

能源問題是當(dāng)今世界各國普遍關(guān)注的問題，包括現(xiàn)有資源，新能源開發(fā)及能源節(jié)約與再利用。各國的法規(guī)政策的要求也越來越嚴(yán)格，各行業(yè)都在為了能更有效的利用能源投入新產(chǎn)品開發(fā)。近年來多聯(lián)機(jī)由于其靈活多變的結(jié)構(gòu)形式在各類建筑中的迅速推廣，其對(duì)于建筑節(jié)能的影響也越來越引起社會(huì)各界的關(guān)注。

1 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的定義及分類

1.1 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的定義

多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)系統(tǒng)俗稱“一拖多”，指的是兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上室內(nèi)機(jī)通過配管與一臺(tái)或者多臺(tái)室外機(jī)相連接的系統(tǒng)。室內(nèi)側(cè)采用直接蒸發(fā)換熱型式，室外側(cè)采用風(fēng)冷換熱形式的一次制冷劑系統(tǒng)，可以同時(shí)向一個(gè)或者數(shù)個(gè)區(qū)域提供處理后的空氣。

1.2 多聯(lián)機(jī)的分類

按照壓縮機(jī)的形式分：變頻多聯(lián)機(jī)，變?nèi)荻嗔紮C(jī)（即數(shù)碼渦旋多聯(lián)機(jī)）等。

按照提供的功能分：單冷型，熱泵型，電熱型等。

按照室外機(jī)構(gòu)成方式分：單模塊型，多模塊組合型等。

按照冷媒類型分：R22，R407C，R410A，R290，R32等。

多聯(lián)機(jī)的分類方式很多，但習(xí)慣上是按照壓縮機(jī)的形式劃分。

2 多聯(lián)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)

我國于05年7月頒布實(shí)施《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)志著我國建筑節(jié)能工作的全面展開。而在公共建筑中，空調(diào)的能耗能達(dá)到65%，多聯(lián)機(jī)近年來的迅速推廣，其在建筑節(jié)能上的作用不容忽視。

所謂多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，即提高多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的能效比。目前，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的能效比一般僅維持在3～4左右，所以多聯(lián)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)上有很大的挖掘空間，對(duì)于建筑節(jié)能有著關(guān)鍵的影響。

眾所周知，構(gòu)成空調(diào)系統(tǒng)的四大元件包括壓縮機(jī)，蒸發(fā)器，冷凝器，膨脹閥（電子膨脹閥或毛細(xì)管），這四大核心構(gòu)成元件是多聯(lián)機(jī)能耗的重要影響因素。當(dāng)然，系統(tǒng)冷媒的影響也不可忽視。所以，多聯(lián)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)要從這幾方面考慮。

2.1 四大核心元件的節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1.1 壓縮機(jī)

在空調(diào)系統(tǒng)中壓縮機(jī)就是空調(diào)的“動(dòng)力心臟”，是決定空調(diào)品質(zhì)的最重要因素。壓縮機(jī)的作用就是吸入低溫低壓冷媒，壓縮提高冷媒的溫度和壓力，通過熱功轉(zhuǎn)換達(dá)到制冷目的，它決定了空調(diào)系統(tǒng)的能效比。所以在多聯(lián)機(jī)的設(shè)計(jì)階段，根據(jù)需要達(dá)到的額定制冷量，選擇高壓縮比，高能效的壓縮機(jī)對(duì)于整體系統(tǒng)的節(jié)能起著決定作用。

但壓縮機(jī)的能效是在其設(shè)定工況下測定的，也就是說，空調(diào)系統(tǒng)的工況也影響著壓縮機(jī)能效的實(shí)現(xiàn)。

所以說要實(shí)現(xiàn)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，要根據(jù)空調(diào)的實(shí)際設(shè)計(jì)工況，選擇相匹配的高能效壓縮機(jī)，以達(dá)到最優(yōu)化的節(jié)能設(shè)計(jì)。

2.1.2 蒸發(fā)器及冷凝器

為了提高多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的能效比，除了選用合適高效的壓縮機(jī)外，提高換熱器的換熱效率同樣非常重要。提高換熱器的換熱效率，主要從以下幾個(gè)方面考慮：①增大換熱面積。最直接的辦法就是外形結(jié)構(gòu)上增加換熱器的換熱面積，但是這個(gè)方法不但會(huì)使成本增加，其結(jié)構(gòu)的變更對(duì)空調(diào)整體結(jié)構(gòu)，尤其是外形尺寸上可能會(huì)發(fā)生變化，需要重點(diǎn)考慮本體結(jié)構(gòu)可行性及實(shí)際安裝空間的要求。另一方面考慮，使用內(nèi)螺紋銅管，在外形結(jié)構(gòu)不變的前提下，內(nèi)螺紋管由于內(nèi)表面有溝槽，這樣比傳統(tǒng)的光滑銅管不僅增加了換熱面積，而且使增加了冷媒在換熱器內(nèi)部的擾動(dòng)，使換熱系數(shù)增加，從而非常有效的提高了換熱效率。②增加與外部環(huán)境的換熱能力。由于多聯(lián)機(jī)一般是通過風(fēng)冷強(qiáng)制換熱，適當(dāng)合理的提高系統(tǒng)風(fēng)量，就可以提高換熱熱器的換熱效率。③提高翅片的換熱效率?？照{(diào)翅片一般選用鋁箔。一方面考慮結(jié)構(gòu)的影響，如果選用平翅片，由于空氣自身的粘度，會(huì)在其表面形成邊界層，造成較大的熱阻。而采用沖鋒片結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合理的切口高度，減少空氣粘度的影響，增加空氣流通速度，以達(dá)到提高換熱效率的目的。另一方考慮性能影響，翅片鋁箔材質(zhì)的性能包括附著力，親水性，防腐性，抗熱性，抗油性。其中，親水性對(duì)換熱效率有著關(guān)鍵的影響。親水性是指物體表面對(duì)水的親合力。空調(diào)在運(yùn)行過程中，不可能避免的會(huì)產(chǎn)生大量的凝結(jié)水，普通鋁箔容易使凝結(jié)水滴積累，當(dāng)它的高度達(dá)到翅片間距一半時(shí)，兩翅片片之間的水珠就會(huì)連接起來，形成“水橋”，使翅片間不暢通，增大氣流阻力，影響換熱器的換熱效率。親水鋁箔，即在鋁箔表面增加親水涂層，這樣使其對(duì)水有著極強(qiáng)的親合力，凝結(jié)水迅速沿翅片表面鋪開，并以薄的水膜形式流下來，從而強(qiáng)化了翅片間氣流強(qiáng)度，提高換熱器的換熱效率。

2.1.3 膨脹閥

隨著多聯(lián)機(jī)開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的毛細(xì)管逐步被電子膨脹閥所取代。電子膨脹閥在多聯(lián)機(jī)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，是多聯(lián)機(jī)制冷系統(tǒng)智能化的重要組成。它可以精確有效的根據(jù)溫度計(jì)壓力的變化調(diào)節(jié)制冷劑的流量。對(duì)多聯(lián)機(jī)而言，由于其整體覆蓋范圍廣，其系統(tǒng)負(fù)荷及工況的變化范圍比較大，當(dāng)實(shí)際負(fù)荷與設(shè)計(jì)負(fù)荷偏差大時(shí)，通過電子膨脹閥的配合控制，可以整體提高多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的能效比。膨脹閥的調(diào)節(jié)精度及范圍主要取決于可調(diào)級(jí)數(shù)，合理的選用電子膨脹閥，可以使多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中能效比提高10%以上，對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有著重要意義。

2.2 制冷劑的影響

如果說壓縮機(jī)是空調(diào)的“心臟”，那么制冷劑就是其“血液”。它的種類和充注量對(duì)整體運(yùn)行的效果有著重要影響。首先，制冷劑的種類，隨著R22的逐步淘汰，R410A，R290及R32逐步推廣使用，就節(jié)能效果而言，這幾種替代冷媒中，R32綜合節(jié)能效果較好，從節(jié)能角度考慮多聯(lián)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，可以多投入研究。其次，制冷劑的充注量，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中包含多臺(tái)室內(nèi)機(jī)或者多臺(tái)室外機(jī)，其負(fù)荷變化相當(dāng)大，過量或者不足的制冷劑充注量都會(huì)使整體系統(tǒng)處于過負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，降低其能效比。所以，為了使其整體達(dá)到最佳的節(jié)能工作狀態(tài)，制冷劑的充注量必須要合理設(shè)計(jì)。

3 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的安裝

多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能，不但要從整體設(shè)計(jì)上考慮高能效比的配置，合理的安裝也關(guān)系整體節(jié)能運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)。

3.1 安裝位置的選擇

室外機(jī)的尺寸較大，選擇的安裝位置周圍要有足夠的空間，保證通風(fēng)，這樣才能夠達(dá)到理想的換熱效果。

室內(nèi)機(jī)安裝前，首先要選擇與房間形狀匹配的室內(nèi)機(jī)型式，多臺(tái)室內(nèi)機(jī)間不能相互干擾，保證室內(nèi)的氣流組織。

3.2 制冷劑的追加

多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際安裝中，室內(nèi)外機(jī)安裝管路不但存在著高度落差，而且其循環(huán)管路長度也不一致。多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中預(yù)存的冷媒量一般不能與實(shí)際工況相匹配，必須要根據(jù)具體情況，結(jié)合樣本資料，計(jì)算需要追加的冷媒量。這樣不僅能夠使整體系統(tǒng)在最佳工作狀態(tài)，同時(shí)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，從而在實(shí)際運(yùn)行中達(dá)到建筑節(jié)能的效果。

3.3 施工影響

多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)施工時(shí)，涉及到的問題主要有焊接，管路運(yùn)輸及存儲(chǔ)，風(fēng)管與室內(nèi)機(jī)安裝的匹配性。焊接不良時(shí)，會(huì)造成管路局部阻力增大，冷媒流量不均勻。銅管在運(yùn)輸及存儲(chǔ)過程中，保護(hù)不足，導(dǎo)致銅管內(nèi)部污染，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)造成冷媒污染。室內(nèi)機(jī)需要連接風(fēng)管時(shí)，如果風(fēng)管與室內(nèi)機(jī)連接不匹配，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)風(fēng)量過大或過小。由此可見，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的保證良好的施工技術(shù)及施工管理，對(duì)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能有著重要作用。

結(jié)語

多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)在越來越多的中小型建筑中應(yīng)用，其系統(tǒng)能耗對(duì)于整體建筑節(jié)能的實(shí)現(xiàn)有著深遠(yuǎn)意義，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)與安裝是實(shí)現(xiàn)其長遠(yuǎn)發(fā)展的必然選擇。

[1]中國建筑科學(xué)研究院，中國建筑協(xié)會(huì)建筑節(jié)能專業(yè)委員會(huì)，GB50189-2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]》，北京中國建筑出版社

[2]彥啟森主編《空氣調(diào)節(jié)用制冷激素》北京中國建筑工業(yè)出版社

[3]楊世銘陶文銓《傳熱學(xué)》第四版，高等教育出版社