變冷媒流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用淺析

（福建省華廈能源設(shè)計(jì)研究院有限公司，福建 福州350000）

21 世紀(jì)背景下，國內(nèi)建筑行業(yè)快速發(fā)展，在紛紛涌現(xiàn)的高樓大廈內(nèi)能夠感受到建筑業(yè)繁榮發(fā)展的態(tài)勢。伴隨建筑行業(yè)的繁榮發(fā)展，其所耗損的能源也不斷增加。如果忽略巨大的能耗問題，將直接影響到人民的正常生活。所以，建筑節(jié)能變成了當(dāng)前最熱點(diǎn)的研究話題。

據(jù)資料顯示我國建筑運(yùn)行總能耗占全國總能耗的1/3；加上全過程的能耗，社會(huì)的一半能源消耗都在建筑里?，F(xiàn)代化建筑中，耗能最多的便是電能。應(yīng)對(duì)氣候變化，減少碳排放，建筑業(yè)正在成為一支主力軍。這是因?yàn)榻ㄖ?nèi)的照明設(shè)施、通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備、保溫以及水暖系統(tǒng)等均需要有電能才可以運(yùn)行，所以建筑行業(yè)對(duì)電力的耗損量較大。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在這些耗能的各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)能源耗損最多的涉及供暖設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備與空調(diào)設(shè)備。這三個(gè)設(shè)備所耗損的電源大約可以占據(jù)整個(gè)建筑耗能總和的一半，其中占比最高的是空調(diào)設(shè)備。由于中國南北方氣候差異大，房屋建筑耗能各不相同，北方要供暖，而南方則需制冷，無論哪一種耗能形式，針對(duì)當(dāng)代人而言，若想減少建筑能耗，就必須注重建筑節(jié)能建設(shè)，在建筑內(nèi)應(yīng)用節(jié)能環(huán)保設(shè)備，解決圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱問題。

1 變冷媒流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)的特征

變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)即控制冷媒流通量并通過冷媒的直接蒸發(fā)或直接凝縮來實(shí)現(xiàn)制冷或制熱的空調(diào)系統(tǒng)。變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)是由室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)、冷媒配管三部分構(gòu)成。不需要設(shè)計(jì)獨(dú)立的風(fēng)道（新風(fēng)系統(tǒng)另外安排風(fēng)道），做到了設(shè)備的小型化和安靜化[1]。由一臺(tái)室外機(jī)通過冷媒配管連接到多臺(tái)室內(nèi)機(jī)，根據(jù)室內(nèi)機(jī)電腦板反饋的信號(hào)，控制其向內(nèi)機(jī)輸送的制冷劑流量和狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)不同空間的冷熱輸出要求。室外機(jī)用于散熱，室內(nèi)機(jī)直接服務(wù)于客戶。一般情況下，室內(nèi)與室外是通過冷媒管來銜接，因此稱作變冷媒流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。

變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)的系統(tǒng)簡單，設(shè)計(jì)靈活性較高，根據(jù)客戶室內(nèi)各房間的空氣參數(shù)，室內(nèi)機(jī)容量有各種匹配型號(hào)?？照{(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)能夠根據(jù)現(xiàn)有的室內(nèi)參數(shù)情況，來合理選擇變冷媒流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)的室內(nèi)機(jī)。另外，該種銜接室內(nèi)與室外裝置的冷媒管，其長度約在100-200米以內(nèi)。因此，設(shè)計(jì)師能夠比較自由設(shè)置安裝空調(diào)的部位，無需過多考慮冷媒管長度不足的情況。

變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)自動(dòng)化控制優(yōu)秀。用戶可以單獨(dú)控制包括溫度、風(fēng)速、風(fēng)量、方向以及運(yùn)行模式等參數(shù)。也可以增加配件統(tǒng)一控制全套系統(tǒng)。

變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)可以達(dá)到建筑節(jié)能效果。由于變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)的智能調(diào)節(jié)模式，而當(dāng)室內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)滿足客戶要求后，其將會(huì)處在休眠狀態(tài)，由此就節(jié)省了一些能源。

2 變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

2.1 項(xiàng)目概況

該工程主樓是新建項(xiàng)目，位于福建省莆田市，主要應(yīng)用性質(zhì)是辦公樓。地下1層，地上12層；建筑高度48.75米，為高層建筑，地上總建筑面積20275.14平方米。一～二層為商服，三～十二層辦公，本工程設(shè)計(jì)考慮夏季集中空調(diào)供冷，冬季集中空調(diào)不供暖，由于本辦公樓服務(wù)時(shí)間比較固定，而變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)可以按照室內(nèi)負(fù)荷智能調(diào)整冷量，而且耗能較低，也十分適合加班時(shí)少數(shù)辦公室的使用，并考慮綜合管理、節(jié)能運(yùn)行及業(yè)主要求，因此選擇變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)來完成夏天制冷的目標(biāo)。

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)及空調(diào)負(fù)荷

（1）室外氣象設(shè)計(jì)參數(shù)：莆田市地處夏熱冬暖地區(qū)、屬亞熱帶季風(fēng)氣候，該地方戶外空氣計(jì)量參數(shù)：大氣壓996.60hPa；夏天空調(diào)計(jì)量干球溫度為35.9℃，濕球溫度為27.8℃，平均風(fēng)速3.0M/S。

（2）室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)：空調(diào)房內(nèi)溫濕度以及新風(fēng)量要求見表1所示。

表1 空調(diào)房內(nèi)溫濕度以及新風(fēng)量要求

（3）空調(diào)計(jì)算冷負(fù)荷

該建筑空調(diào)冷負(fù)荷：該工程夏季空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷=（計(jì)算的冷負(fù)荷+附加負(fù)荷）x同時(shí)使用率=計(jì)算冷負(fù)荷x1.10x0.90=2826.12KWx1.10x0.90=2797.85KW。

表2 空調(diào)計(jì)算冷負(fù)荷匯總：

2.3 室內(nèi)機(jī)選型

本建筑空調(diào)負(fù)荷按空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)夏季逐時(shí)冷負(fù)荷的綜合最大值確定。負(fù)荷結(jié)果出來，就可以進(jìn)行室內(nèi)機(jī)選型。

由于使用的是變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)，在室內(nèi)機(jī)的選型時(shí)，不能僅僅查看設(shè)備的額定制冷參數(shù)，設(shè)備的額定冷熱量都是額定工況下的數(shù)值，當(dāng)你設(shè)計(jì)的室內(nèi)和室外的工況與額定工況不同時(shí)，需要查出設(shè)備在設(shè)計(jì)條件下實(shí)際冷熱量[2]。來最終確定室內(nèi)機(jī)的選型。

室內(nèi)機(jī)選型還按照其工程結(jié)構(gòu)、氣流分布和裝飾布置來決定。每層辦公區(qū)大多數(shù)地方選擇四面通風(fēng)天花板嵌入式室內(nèi)機(jī)，氣流系統(tǒng)頂送頂回。條形房間采用低靜壓風(fēng)管式設(shè)備，氣流系統(tǒng)側(cè)送下回，送、回風(fēng)口應(yīng)保持適當(dāng)距離，不宜過近，避免形成短路。

室內(nèi)機(jī)設(shè)置高度要考量冷凝水的排出坡度，坡度要超過1/100，盡可能就近排放。

2.4 新風(fēng)系統(tǒng)

本工程新風(fēng)處理方式采用專用冷媒新風(fēng)機(jī)組，獨(dú)立的處理新風(fēng)，不接入普通室內(nèi)機(jī)冷媒系統(tǒng)，一是可以分開控制新風(fēng)和空調(diào)制冷系統(tǒng)，二是存在小房間使用小冷量型號(hào)室內(nèi)機(jī)時(shí)，同一個(gè)系統(tǒng)下，可能會(huì)導(dǎo)致冷媒流量分配不均，影響小房間的制冷效果，三是新風(fēng)機(jī)組與室內(nèi)機(jī)，對(duì)壓縮機(jī)的功率消耗相差比較大，共用一套系統(tǒng)，可能易造成室外機(jī)的使用壽命的縮短。

2.5 系統(tǒng)分區(qū)

系統(tǒng)的分區(qū)是在空調(diào)系統(tǒng)中很重要的一步，合理劃分系統(tǒng)分區(qū)，并需要兼顧到每層辦公區(qū)可以單獨(dú)運(yùn)行應(yīng)用的靈活度、節(jié)能型，應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)方面

1、使用房間的朝向、使用時(shí)間和頻率、室內(nèi)設(shè)計(jì)條件

2、冷媒配管設(shè)計(jì)：讓配管路程盡可能科學(xué)、盡可能短。同時(shí)需要關(guān)注冷媒配管總長度，從室外機(jī)到第一分歧管長度，第一分歧管至最遠(yuǎn)室內(nèi)機(jī)配管長度，室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)落差，同一系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)間的落差[3]。不同設(shè)備廠家的參數(shù)會(huì)有所不同。

本工程均是辦公使用，使用時(shí)間功能上，差異不大，負(fù)荷特性相同，故按朝向，分為南北兩套系統(tǒng)，同一個(gè)系統(tǒng)都設(shè)置在同一樓層，便于管理。

2.6 室外機(jī)選型

系統(tǒng)分區(qū)完畢，就可以根據(jù)分區(qū)內(nèi)的室內(nèi)機(jī)，計(jì)算室外機(jī)制冷量，同時(shí)由于使用的是變冷媒流量多聯(lián)系統(tǒng)，在室外機(jī)的選型時(shí)，還應(yīng)根據(jù)冷媒管長度來進(jìn)行管長修正，管長修正要根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)資料查詢，需考慮室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的高差及高差關(guān)系和等效長度[4]。一般情況下，水平設(shè)置冷媒管支吊距離要滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：冷媒管公稱直徑是6.4-9.5毫米，支吊架距離1.2米；冷媒管公稱直徑超過12.7毫米，支吊架距離不超過1.2米；垂直設(shè)置冷媒管的支吊距離是1-2米，需要液管與氣管分開加固。

室外機(jī)分布要符合以下標(biāo)準(zhǔn)：進(jìn)風(fēng)通常沒有干擾，排風(fēng)通常沒有回流。唯有如此方可保障室外機(jī)的產(chǎn)熱量（冷量）。室外機(jī)分布在屋面、陽臺(tái)與地面上，前兩種方法使用較多，二者均有一定的優(yōu)缺點(diǎn)：

當(dāng)室外機(jī)布置于屋面時(shí)，有利于室外機(jī)的散熱，但應(yīng)注意成組布置應(yīng)考慮機(jī)前檢修距離，當(dāng)有遮擋時(shí)按技術(shù)資料考慮距離。優(yōu)點(diǎn)在于屋面比較空曠，排風(fēng)通暢，熱空氣迅速擴(kuò)散到高空，缺點(diǎn)在于進(jìn)風(fēng)困難，當(dāng)數(shù)臺(tái)室外機(jī)分布在同個(gè)屋面時(shí)，進(jìn)風(fēng)曲折且影響較大[5]。當(dāng)室外機(jī)在本層陽臺(tái)室外機(jī)位或機(jī)房內(nèi)時(shí)，一般有百葉遮擋，為保證散熱，應(yīng)裝導(dǎo)流罩，優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)風(fēng)順暢，缺點(diǎn)在于排風(fēng)不暢，有回流情況，當(dāng)數(shù)臺(tái)垂直分布時(shí)，極易出現(xiàn)底部室外機(jī)的排風(fēng)被頂部室外機(jī)吸入用作進(jìn)風(fēng)，影響設(shè)備產(chǎn)冷量（熱量）。

本工程為高層建筑，三層有一個(gè)露臺(tái)，十二層屋面部分可以作為理想的室外機(jī)布置點(diǎn)。冷媒管的長度都設(shè)計(jì)在合理的范圍，無需進(jìn)行修正。

本工程采用的是直流變頻式變冷媒流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，如果室內(nèi)有易受電磁干擾的設(shè)備，則可以選擇數(shù)碼渦旋式空調(diào)系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

本文就變冷媒流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的特征，以及針對(duì)此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行分析，淺談了些看法。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需要因地制宜，不一定產(chǎn)品節(jié)能，設(shè)計(jì)出的就是節(jié)能的，做好對(duì)各種設(shè)備的了解，并與設(shè)計(jì)相結(jié)合，才能做出適合于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。