劉順利（中鐵十一局集團有限公司勘察設計院　武漢　430071）

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淺析多聯(lián)機空調系統(tǒng)的設計要點

劉順利
（中鐵十一局集團有限公司勘察設計院武漢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，逐步占領傳統(tǒng)空調領域，已被廣泛應用且贏得用戶青睞。主要分析探討多聯(lián)機空調系統(tǒng)在工程設計中的設計要點及主要事項，期望能對多聯(lián)機空調系統(tǒng)的推廣應用提供參考與借鑒。

【關鍵詞】多聯(lián)機空調系統(tǒng)；節(jié)能；冷量；衰減；新風

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)保成為各種技術發(fā)展的推動力。占建筑能耗50%的中央空調更是發(fā)展迅猛，尤其在應用最廣泛、使用最靈活的多聯(lián)機領域，更成為中央空調廠家必爭的核心技術高地[1,2]。因為它與中央空調系統(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)內認可得到廣泛應用。

1　多聯(lián)機空調系統(tǒng)設計中應注意的問題

1.1節(jié)能性問題

現(xiàn)代建筑中空調系統(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]。

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

（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。

同時空調設計時還應充分考慮建筑維護結構節(jié)能問題。選擇適當?shù)慕ㄖY構保溫形式和合適的窗墻比，建筑的冷、熱負荷將大大減少，從而空調裝機容量也相應減少降低，減少了空調的初投資和運行費用。

1.2室內機的布置與適用場合問題

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

結合不同室內機本身的特性，才能合理的進行室內機的布置。如房間設有吊頂且狹長的空間時可采用天花板嵌入式（兩面出風）或天花板嵌入導管內藏式室內機；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；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、營造舒適的空調環(huán)境，布置室外機時需主要注意以下幾點。

1.3.1預留足夠的安裝、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)，在設置室外機擺放時，需要預留一定的安裝、維修空間。通常情況下室外機機前側留500mm，機后側留300mm，機側預留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口吸回，將導致氣流短路現(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范圍，其會自我保護而停止。室外機設置方式主要包括集中與分散擺放，但在實際應用中可以單獨或結合使用。

（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空間，從而增加新鮮空氣的補給量。

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

3）適當提高室外機的基礎，增大室外機的回風空間。

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

（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雜，每個建筑層面均可能設置有多臺室外機，容易造成氣流短路現(xiàn)象。故設計應用中從以下幾方面考慮：

1）可分層設置的樓層數(shù)。建筑樓層的高度、每層機房內室外機的匹數(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　空調室外機擺放與樓層的關系圖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，機房無論設置在建筑物的中部、拐角及內凹槽處對室外機的散熱效果也不盡相同，機房通風效果不好，室外機的工作效率會大大降低，甚至引起停機，可能會導致壓縮機的損害。因此良好的通風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，而且受自身結構條件的限制，有效通風面積小，會影響空調的正常排風，極易造成氣流短路現(xiàn)象，因此其在空調機房內一般使用較少；欄桿的通風效果最好，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)直接關系到機器的出風狀況以及氣流短路的問題。百葉風口的進風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、吸風速度[5]。

當排風與吸風在同側時：ν排風=6～9m/s，ν吸風≤1.6 m/s。

當排風與吸風在異側時：ν排風≥4m/s，ν吸風≤2.5m/s。同時為保證能通暢的排風與吸風，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室內外機容量的匹配問題

室外機的容量應根據(jù)各房間室內機的總容量與該系統(tǒng)的冷熱負荷峰值的時間分布因素來確定，室內外機的容量匹配比并不可一概而論。設計中我們需對建筑的功能、朝向、體形、使用時間等關鍵因素具體分析后，進行合理的空調分區(qū)。

在公共建筑中空調系統(tǒng)劃分應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荷率控制在40%～80%[6]，以此可避免各房間同時出現(xiàn)峰值負荷引起空調室外機運行工作中產(chǎn)生巨大波動。這樣空調室外機的負荷可相應減少，并對室內外機容量進行適當超配，這樣既降低設備選型的容量又節(jié)省設備初投資，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）連接率可適當放大一般可設置為130%～150%[7]，并且在確定連接率后確認室內機的實際冷熱量能否滿足室內冷熱負荷需求。

1.5冷量的衰減與修正

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

在設計選型的時候，多聯(lián)機空調機組冷量的衰減包括管長、低溫、結霜等多種因素。由于冷媒配管過長，部分潤滑油將會沉積在冷媒配管內，長時間工作會導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]。低溫與結霜引起冷量衰減要結合不同區(qū)域的氣候環(huán)境考慮，在零度及以下時室外機結霜最嚴重。在華北地區(qū)主要考慮低溫衰減，結霜衰減次之，而在長江流域主要考慮結霜衰減，低溫衰減次之。

因此，在多聯(lián)機空調系統(tǒng)設計中要考慮到其他因素（溫度、管長和結霜等）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)分體空調系統(tǒng)室內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，這樣才能保證空調的使用效果。

1.6新風設計問題

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

（1）應用專用新風機送新風

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

（2）應用全熱交換器處理新風

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

此系統(tǒng)在實際工程應用在大空間時，新排風管道比較容易布置，而應用在走廊式賓館、小開間辦公樓等場所時，布置新排風管就較為復雜困難了，這時可根據(jù)工程的具體情況，排風系統(tǒng)可集中設置（如集中設置走廊排風或廁所排風），這樣空調風系統(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口和排風口，減少新風和排風交叉污染的情況。

（3）直接送入室外新風

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

（4）應用獨立風冷熱泵機組送新風

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

2　結語

在適當?shù)慕ㄖI域，多聯(lián)機空調系統(tǒng)在我國發(fā)展速度非?？?，其充滿活力自由靈活安裝方便，給空調系統(tǒng)設計帶來極大的便利，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，需要設計者精心的設計與優(yōu)化改進，輔以規(guī)范的施工、科學的監(jiān)理及完善的管理，使多聯(lián)機空調系統(tǒng)充分發(fā)揮其集一拖多技術、智能控制技術、多重健康技術、節(jié)能技術和網(wǎng)絡控制技術等多種高新技術于一身的優(yōu)勢，讓多聯(lián)機空調系統(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)機空調系統(tǒng)控制技術的發(fā)展狀況與趨勢分析[J].制冷與空調,2013,27(3):217-220.

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

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

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[9]羅漢新.制冷劑流量多聯(lián)空調系統(tǒng)新風處理方式的討論[J].制冷與空調,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

文獻標識碼A

文章編號：1671-6612（2016）01-068-04

收稿日期：2015-04-07