浅谈变冷媒流量多联机空调系统设计

浅谈变冷媒流量多联机空调系统设计
发表时间：2018-06-19T16:58:57.260Z 来源：《基层建设》2018年第7期作者：杜欣亮
[导读] 摘要：本文简要介绍变冷媒流量多联机空调系统概念、原理和特点，并以本人做过的工程为实例，通过对娱乐房间变冷媒流量多联机空调系统的分析，论述变冷媒流量多联机空调系统的优缺点和设计要点。

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摘要：本文简要介绍变冷媒流量多联机空调系统概念、原理和特点，并以本人做过的工程为实例，通过对娱乐房间变冷媒流量多联机空调系统的分析，论述变冷媒流量多联机空调系统的优缺点和设计要点。

关键词：变冷媒流量多联机空调系统；娱乐建筑；设计要点
1、变冷媒流量多联机空调系统的组成特点及工作原理
《多联机空调（热泵）机组应用设计与安装要求》中对多联机的定义描述为：经过工程设计，并在工程现场用规定管道将一台或数台室外机组和数台室内机组连接、安装组成的单一制冷循环直接蒸发式空气调节系统。

简称：多联机系统。

多联机系统是由主机（室外机）、管道（冷媒管道）及末端装置（室内机）加上一些自控设备组成。

它实际上是直接蒸发系统的一种改进方式，类似于分体空调。

区别于分体空调的是普通分体空调的室外机只能带动一台室内机，而且作用距离有限（大约5~10米），且能量控制较为简单。

变冷媒流量系统在技术上有所改进，一台室外机可带多台室内机，作用距离达到100m，压缩机采用变频调速进行控制。

当系统处于低负荷时，通过变频控制器控制压缩机转速，使系统内冷媒的循环流量得以改变，从而对制冷量进行自动控制以符合使用要求。

目前变冷媒流量多联机空调系统主要有单冷型、热泵型和热回收型三种形式。

其工作原理为压缩机通常采用一台变频压缩机，在室内机和室外机间，设置有电子膨胀阀；在系统的典型部位安放有温度传感器和压力传感器。

在制冷工况下，低压饱和液体制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收房间的热量汽化成低压低温蒸汽，被压缩机吸入后压缩成高压高温的气体排入冷凝器放热而成高压液体，经节流装置（电子膨胀阀）降压为低压饱和制冷剂，再次进入蒸发器吸热而汽化，如此反复循环使房间降温，达到制冷目的。

制热工况由四通换向阀转换。

变冷媒流量多联机空调系统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状况的状况参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。

变冷媒流量多联机空调系统相对定速系统具有明显的节能、舒适效果：（1）多联机系统根据室内负荷，在不同转速下连续运行，减少了压缩机频繁启停造成的能量损失。

（2）多联机系统具有调节容量的特性。

系统初开机时，室温与设定温度相差很大，利用压缩机高频运行的方式，是室温快速地达到设定值，缩短室内不舒适的时间；且室内机噪声小，品种多，可实现多个房间或区域的独立控制。

（3）多联机系统还具有设计安装方便、布置灵活多变、建筑空间小、使用方便、可靠性高、运行费用低、不需机房、无水系统等优点。

2、工程实例
下面结合本人参与的工程为实例介绍一下多联机系统的应用情况。

（1）工程概况：本建筑为老唐山风情小镇中的文化娱乐场所，东西长64m，南北长约34m，建筑面积4327m²，地上两层建筑。

该建筑耐火等级为一级，设有包房68个，每个包房面积不等，大、中、小包房面积分别为50m²、30m²、10m²。

建筑虽不大，但由于使用功能特殊，设计要求非常高。

（2）设计方案的选择和确定：由于该建筑是文化娱乐场所，噪声级应能满足使用要求。

考虑到KTV房间的使用特点，室内温、湿度要满足相当于中度体力劳动的人体舒适要求，并且KTV娱乐中心的营业时间每天超过20h，空调设计应按照全天运行考虑，但在整个运营时间段中，各房间的使用情况不确定，顾客使用参数要求也不同，空调使用不能统一。

经过对设计方案的反复比较，最终确定采用变冷媒流量多联机空调加新风换气机系统。

本建筑按照每个房间的冷热设计负荷，并参照室内机组的额定换热量的大小，考虑大小房间气流组织要求不同，进行室内机的选型。

大厅采用多向气流机组，气流扩散均匀，冷空气由天花板吹向各个方向，产生快速均匀的制冷效果。

风量可调，通过风量设定，可在不同高度空间创造同样的空调效果。

小房间采用单向气流组织，也可到达快速降温的功效。

该室内机采用小、薄型机身，只占用较小的天花板面积，使用狭小的吊顶空间。

在确定房间所需新风量时，根据房间大小及室内人员数量总和进行考虑，根据房间用途、面积、内部人员数量确定适合的新风量。

本设计中对新风的处理方式采用了新风换气机方式，室内的新风直接由设在室内吊顶的新风换气机将排风与新风进行了热湿交换后送至各个房间，同时将室内污浊的气体排到室外，实现了室内外空气的等量置换，其能量回收率可达到30%~70%，并配装不同的过滤器，有效地阻止灰尘和有害气体等污染物进入室内，既节约了能源，也减少了室内机得配机容量。

3、变冷媒流量多联机空调系统设计要点
（1）冷量的衰减
变冷媒流量多联机空调系统室内机与室外机之间是通过冷媒管连接的，制冷管路的长度与室内外机组的高差影响着空调系统的冷量衰减。

随着制冷剂管长度及室内外高差的变化，冷量的衰减相差很大。

因此，在设计中要考虑到容量修正系数，在系统设计时要尽量使一个系统的室内外机之间的距离最短、高差最小。

对高差大、管路长的系统要适当增加机组的容量，这样才能保证空调的使用效果。

（2）新风的问题
新风问题一直是变冷媒流量多联机空调系统设计的难点，也很大程度的限制了该系统的进一步应用。

常用的新风处理方式有：
a）用变冷媒流量多联机空调系统的普通室内机直接处理新风。

此种方法系统简单，在工程中运用较多，但是由于该空调系统室内机是根据空调回风状态设计的，并不是按新风状态设计的，所以一方面室内机能将新风处理到室内状态点，部分新风负荷需要由室内机负担；另一方面在室外温度较高时，会使室外机长时间超负荷运转，出现过流保护。

b）采用全热交换机作为新风机。

使用全热交换机在向房间补充新风的同时，利用室内排风的冷量来预冷新风，回收冷量得效率60%～70%，可节能28%。

此种方法是变冷媒流量多联机空调系统的较好方案，在实际工程应用中，大空间空调系统采用全热交换机时，新风和排风管道易于设置，而在走廊式小开间办公楼、宾馆、KTV等场所，同时设计新风管和排风管就比较困难，这时可结合工程具体情况，
将排风集中设置。

使用全热交换时要特别注意其噪声带来的影响。

（3）变冷媒流量多联机空调系统的控制
变冷媒流量多联机空调系统的控制系统较为灵活方便，系统可配有各种遥控器，另外还有扩展转换器，可以集中64个不同组合，多达1024台室内机，此外还有楼宇管理系统。

工程实例中往往为了减少工程造价而不注重控制系统，其实变冷媒流量多联机空调系统控制系统比集中空调系统设置自控系统更加方便、经济，不需要增加过多的投资就可以达到很好的控制效果。

另外在工程中为了减少造价往往1个房间采用同一遥控器控制几个室内机，这就会造成房间温度过冷过热的现象，所以每台遥控器最好控制1台室内机。

4、结语
变冷媒流量多联机空调系统生产技术的不断提高，容量也在不断的加大，而工程造价也在逐渐降低，相信变冷媒流量多联机空调系统会有在未来的建筑工程中会有更大的发展空间，更多的用武之地。

参考文献：
[1]GB27941-2011.多联式空调（热泵）机组应用设计与安装要求.北京：z中国标准出版社.2012
[2]陆耀庆.实用供暖空调设计手册第二版.北京：中国建筑工业出版社.2008.5。