多联机空调系统设计探讨

多联机空调系统设计探讨

李广安

广东志高暖通设备股份有限公司528244

摘要：多联机空调系统，因具有节能和适应灵活多样的使用要求、易于计量计费、设计简单而受到用户、房地产开发商和设计人员的欢迎。加之多联机空调系统的价格逐年下降，近年来多联机空调系统不仅广泛运用于各种中小型办公楼、商场、餐厅及住宅，而且已用于大型的公共建筑。建筑面积从数千平方米到数万平方米，甚至十多万平方米，其发展趋势十分迅速。那么多联机空调系统作为一种大众化被采用的产品，在设计过程中必须注意诸多问题，在此，笔者针对这些问题提出一些看法，并探讨了解决问题的对策，希望可以为业内的同行提供一些帮助。

关键词：多联机；空调系统；设计

引言：多联机空调系统最早由日本“大金（DAIKIN）”公司于20世纪60年代开始研发，并在80年代成功推出。我国在20世纪90年代初期引进该系统，当时只是在一些小型工程中应用。随着我国城镇化建设的高速发展，建筑物低碳、节能及环保的要求日益严格．多联机空调系统已成为目前民用建筑中最为活跃的中央空调系统形式之一。作为一种相对独立的空调系统。此系统广泛应用于办公、公寓住宅、商场、酒店、医院、学校、工厂车间、机房、实验室等各种新建和改扩建民用和工业用建筑中。2005年以来，应用数量每年以25%的比例增长，逐渐取代了风管式与水管式户式中央空调系统，并向中型、大型公共类建筑集中式空调系统延伸和发展，目前在我国的产值已接近传统意义上的中央空调设备的产值。据不完全统计，2012年国内多联机空调设备销售额约为185亿元。其工程建设费用约为487亿左右，占空调行业的份额较大。但是，多联空调系统在设计中还存在相当多的问题，为此，本文对几个设计要点做了分析。

1、多联机空调系统的工作原理及分类

1.1多联机的定义

多联机空调系统是由一台（组）空气（水）源制冷或热泵机组配置多台室内机，通过改变制冷剂流量适应各房间负荷变化的直接膨胀式空气调节系统。以下简称为多联机系统，它可以向一个或数个区域直接提供处理后的空气。

1.2工作原理及分类

多联机系统的组成基本同普通蒸气压缩式制冷，也主要由压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器及冷媒管路等组合而成。其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行工况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过调节压缩机输气量，并控制空调系统的风机、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，使空调系统稳定工作在最佳状态，以达到节能的目的。根据多联机系统所采用的压缩机形式不同，主要分为两大类：直流变频技术多联机（以大金为代表的日系），也就是单管路一拖多空调热泵系统的室外主机调节输出能力方式：通过改变投入工作的压缩机的数量来调节主机的容量，进行主机容量的粗调节；通过变频装置改变变频压缩机输入频率来改变压缩机的转速，进行主机容量的细调节。通过粗细配合，可以使室外主机输出能力连续线性调节。数码涡旋技术多联机（以美的为代表的谷轮系），该技术具有一独特的性能称为“轴向柔性”。

2、多联机系统的设计

2.1设计适用范围

根据GB50736—2012《全国民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》条文说明中的第7.3.11条，由于多联机空调系统的制冷剂直接进人空调区．当用于有振动、油污蒸汽、产生电磁波或高频波设备的场所时，易引起制冷剂泄漏、设备损坏、控制器失灵等事故，故这些场所不宜采用该系统。根据JGJ174—2010《多联机空调系统工程技术规程》第3.1.2条当采用空气源多联机系统供热时，冬季运行性能系数低于1.8时不宜采用该系统。

2.2设计要点分析

在进行多联机系统设计时，一般从它的几个组成部分即室内机、室外机以及冷媒配管着手。其大体步骤可分为：负荷计算、系统划分、设备选型、新风设计等。

2.2.1负荷计算

《全国民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736—2012）第7.2.1条要求：除方案设计或初步设计阶段可使用热、冷负荷指标进行必要的估算外，在施工图设计阶段，应对空气调节区的冬季热负荷和夏季逐时冷负荷进行计算。具体可以参照以下步骤：

1）确定空调室外计算温度；

2）确定室内空调计算温度；

3）确定围护结构的传热系数：

4）确定窗户的内外遮阳情况和构造情况；

5）确定照明、设备、人员、新风量等数值；

6）确定冷风渗透量；

7）计算围护结构面积；

8）用冷负荷系数法计算冷负荷和稳态传热计算热负荷。也可以用专用负荷计算软件计算。

负荷计算时除计算每一个空调房间的冷负荷之外还要计算每一个空调系统（一套室外机）的总冷负荷。一个空调系统的总冷负荷应采用各空调房间逐时冷负荷的综合最大值，同时注意使空调系统与室外机组相对应。计算冷负荷时要根据建筑的功能、用途和实际情况准确的选择人员密度和新风指标，有条件时宜采用实测数值。

2.2.2系统划分

多联机系统设计时，系统划分是否合理对系统的节能性、运行稳定性和管理方便性都会产生很大影响。可以根据以下基本原则进行系统划分：

1）有利于空气处理和系统控制一致性的原则。例如：将室内参数及热湿比相同或相近区域划为一个系统。这样空气处理和系统控制一致性容易实现。

2）有利于安装施工和运行管理的原则。例如：根据室外机摆放及管道井位置，将房间朝向、层次和位置相同或相近的房间宜划为一个系统，这样管道安装布置方便，也便于日后运行管理。

3）有利于降低峰值负荷，提高设备利用率的原则。例如：有意将室内参数或热湿比不同、朝向不同和功能不同的房间用分区处理的办法将它们划为个系统，这样有利于负荷均布提高设备利用率。

4）有益于室外机分层布置，减少初期投资的原则。例如：多联机系统一个很大的优势就是实行室外机分层布置，降低了对机房的要求，大大降低了初期投资。分层摆放设计完成后，需进行气流解析验证气流是否短路，确保分层安放的空调效果。

2.2.3设备选型

多联机空调系统的设备选型需要经过试算与校核过程，其具体步骤如下：

1）根据建筑物各区域或房间计算负荷初步确定满足要求的室内机额定制冷量；并按气流组织要求，选择合理的室内机组型式。

2）根据计算得到的同一多联机系统所承担的各区域或房间的冷（热）负荷初步确定室外机组的额定制冷量。

3）按照设计工况对室外机的制冷能力进行温度、配置率、配管长度和安装高度差及融霜等因素用公式（1）进行修正，由此确定需选用的室外机组的额定制冷量和额定制热量。

Q=QR•α•β•δ（1）

式中：Q--室外机组的实际制冷（热）量，（kW）；

QR--室外机组的名义制冷（热）量，瓦（kW）；

α--室内、外设计温度和室内、外机组配置率修正系数，采用产品制造商的推荐值

β--室内外机组之间的连接管等效长度和安装高差综合修正系数，采用产品制造商的推荐值；

δ--制热时的融霜修正系数，采用产品制造商的推荐值；

4）利用室外机修正结果对室内机实际制冷能力采用公式（2）进行校核计算。

室内机实际能力=修正后的室外机能力（室内机额定容量/同时运行的室内机容量）（2）

5）如果由式（2）计算的结果小于房间的计算负荷，则重复上述（2）-（4）步重新选择室外机容量。

若冬季采用多联机热泵系统进行制热，还需要对其制热工况进行校核计算（步骤同上）。

2.3新风采集

VRV系统有一个重大不足就是新风补充问题，如何合理配置新风系统，是其工程设计的又一个要点，目前常用的新风处理方式有以下几种：

（1）不设新风供应系统，仅靠门窗缝隙渗透或打开窗的方式引入新风。这种新风供应方式，由于建筑物的风压、热压作用，不同朝向、不同楼层的房间其渗人室内的空气量是不同的，有些房间打开门窗也不能引进新风，即使部分能引入新风的房间，所引入的新风无论是其洁净度还是新风量都无法保证。直接引入未经处理的新风，增大了室内空调负荷，可能造成冬季供热不足，夏季相对湿度无法保证。

（2）室内机作为新风机来处理新风。用风机箱将未经过温湿度处理的新风直接接入各个室内机，其负荷由室内机承担，型号加大，噪音也增大，且室内机不能将新风处理到室内状态点。在室外温度较高时，会使室外机长时间超负荷运转，出现过流保护。在高湿度地区室内湿度较难控制，室内机除湿负荷增大，可能出现结露现象，影响空调效果。

（3）用全热交换器处理新风。将室外新风经过全热交换器与室内排风进行热湿交换后送入室内，热回收效率达到70%-80%，这大幅降低处理风新风所需能量，达到高效节能的目的。但设计时需要将新风口和排风口集中在一起，这给系统布置带来一定困难，该系统较复杂，且有新风和排风交叉污染的问题。另外使用全热交换器还要注意其噪声带来的影响。

（4）采用专门用来处理新风的室内机。这类新风机通常是按新风状态设计，加大了机组盘管的排数，可将新风处理到室内状态点。但此种方法工程造价较高，影响在工程中的应用。另一方面，在室外温度较高时，压缩机长时间不间断运行，会影响机组的寿命。在新风处理工程设计中需注意不能将专用新风室内机与普通室内机连接在一个系统中，也不能将普通室内机作为新风机组使用。

3、结论

多联机空调系统的历史在国内并不长久，近些年，随着多联式空调系统应用的不断增加，其在建筑领域扮演着越来越重要的角色，在设计和施工过程中有诸多事项需要注意。

参考文献：

[1]VRV多联机空调系统工程设计要点探讨[J].李克辛.商品与质量.2012（S6）

[2]多联机空调技术及其设计探讨[J].刘光磊，明月.制冷.2011（03）

[3]多联机空调系统的设计与应用[J].向宏.建筑节能.2011（07）

[4]浅谈多联机空调系统的设计[J].张秀梅.山西建筑.2011（21）

[5]浅谈暖通工程的多联机空调系统[J].沈雨龙.中国科技信息.2008（01）