多聯機空調系統在高層建筑中的應用

廖建科

（廣東建院地下鐵道建筑設計咨詢有限公司　510010）

多聯機空調系統在高層建筑中的應用

廖建科

（廣東建院地下鐵道建筑設計咨詢有限公司510010）

多聯機空調系統是由一臺室外機配置多臺室內機組成，被譽為模塊多聯機空調系統，隨著我國空調系統的不斷發展，多聯機空調系統目前在高層公共建筑中得到日益廣泛的應用，并逐漸改變了高層建筑的空調設計問題。本文筆者介紹了多聯機的特點及設計過程應該注意的設計要點。

多聯機空調系統；高層建筑；室外機；設計

前言

多聯機空調系統自20世紀90年代進入中國市場，憑借其控制自由、高效節能、便于安裝維護等優點，很快在中央空調市場占據了重要地位。近年來，多聯機系統在高層建筑中的應用比例顯著提高。由于高層建筑大多以出售或出租為主，使用比較分散，在空調方案比選上，一般要求考慮用戶空調系統開、關時間不同，并兼顧節假日、晚上個別加班等問題。在進行空調方案比選時，集中中央空調系統較難滿足上述各種要求。而多聯機空調系統以其安裝便捷、使用靈活、維護簡便、便于獨立計量，占用安裝空間小，可分期投入，實現“想用就用，想停就停”等個性化使用特點，更能滿足用戶的使用要求，逐漸受到廣大的設計師和業主的青睞。

1　多聯機空調系統

多聯機空調系統是在空調系統中，通過控制壓縮機的制冷劑循環量和進入室內換熱器的制冷劑流量，適時地滿足室內冷、熱負荷要求的高效率制冷劑空調系統。其工作原理是：由控制系統采集室內舒適性參數、室外環境參數和表征制冷系統運行狀況的狀態參數，根據系統運行優化準則和人體舒適性準則，通過變頻等手段調節壓縮機輸氣量，并控制空調系統的風扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內環境的舒適性，并使空調系統穩定工作在最佳工作狀態。

2　多聯機設計中存在的問題

相比在一般中小型項目中設計多聯機空調系統，高層建筑的多聯機系統設計就顯得更為復雜。高層大型建筑多聯機系統設計主要存在以下幾個問題：①室外機擺放的問題，室外機的擺放首先要考慮的是散熱問題，室外機的換熱效率是影響整個多聯機系統最重要的一環，所以我們在布置室外機時應慎之又慎；②室內外機的選型，配管長度及室內、外機容量匹配問題，這些因素都是影響多聯機系統使用效果的基本因素；③多聯機系統新風系統的設計，如何選用新風系統不僅關系到能耗，更影響使用的舒適性問題。因此，要想多聯機空調系統穩定工作在最佳工作狀態，在設計過程中，我們仍然有許多細節問題需要注意。

3　多聯機設計要點

通過分析多聯機系統設計中的諸多問題，我們應從細節上去注意設計過程中的各個要點，從而使多聯機系統獲得最佳的效果。

3.1室外機的擺放

通過前面分析的多聯機設計中存在的問題，我們首先要解決的就是室外機的布置問題。如何合理布置多聯機的室外機，合理組織進風排熱等，對確保高層建筑空調系統運行的能力和能效意義重大。原因之一是室外機運行環境對空調的能耗有直接的影響；原因之二是系統冷媒管的增長也能引起系統能耗的增加，并能增加系統的初投資。在高層建筑中，通常采用集中布置和分層布置2種常見的布置形式。

3.1.1集中擺放設置

在高層建筑的裙房設置多聯機時，我們難免將室外機集中設置于裙房屋面，空曠的裙房屋面是設置多聯機的理想場所，但是也需要我們注意幾個問題：①室外機不宜布置的太集中，否則熱風不易排到室外，也不易吸到室外的涼風。理想的設計策略首先應該結合當地主導風向，將室外機與風向盡量平行或成一定角度擺設，不宜與風向垂直，這樣有利于室外機排風和吸進新風，改善室外機運行環境，提高室外機運行效率，避免多排擺設時排熱不暢，新、排風短路。②將室外機設置于屋面邊緣處，結合屋面水流方向，將室外機與水流方向平行擺設，防止室外機基礎阻礙屋面雨水排出。③屋面室外機多排擺放時務必確保排與排之間的間距，營造良好的散熱環境和檢修空間。

3.1.2分層擺放設置

高層建筑的塔樓多為辦公樓層，考慮到使用靈活、維護簡便、便于獨立計量分層管理等問題，我們在設置多聯機時大多會采用室外機分層設置的原則。此種擺放方式相對于傳統集中擺放來說，減少了系統的冷媒管長度，有效的降低了投資成本及設備容量，更加適應于最新節能規范的要求。但是同樣面臨的最大問題就是氣流短路，室外機換熱效果不佳的問題。①機房設置不合理其本身機房內的室外機散熱效果難以保證；②每層設置機房，在垂直方向上相同位置均設有機房容易形成熱壓效應，在夏季工況下，機組排出的熱氣流在熱壓作用下上升，形成較大的溫度梯度，導致上層機組的進氣溫度過高，機組效率降低；嚴重時甚至會導致機組頻繁停機，不能正常運行。因此，在室外機分層擺放設置時我們應該格外重視室外機散熱的問題。

①室外機機房均應避開了夏季主導風向，防止出現室外機排風面對迎風面，尤其是在樓層較高時，室外風量較大，室外機熱氣很難排出，甚至出現倒灌，使系統效率很低，甚至室外機因高溫保護而停機；②為保證建筑外觀，建筑立面一般采用百葉窗來隱藏室外機，我們應擴大百葉的開口率，要求百葉通風率大于90%，并使百葉角度下傾0～20°；③選用具有一定靜壓的室外機并采用排風管將室外機排風接至室外百葉處，出風管端緊靠百葉，在一定范圍內盡量將排風管出風口面積縮小以提高風速，優化室外機散熱條件，避免機器本身吹出的熱風被吸回導致回風溫度超過回風極限溫度，防止機組進排風短路使得室外機與環境的換熱越來越困難，同時避免排風貼附在建筑外表面，形成熱島效應；④盡量避免機房內室外機多排擺放，建議一般不要超過兩排，否則靠里面室外機散熱效果較差。2排擺放時各臺室外機的排風扇上應分別設排風導管，排風管不能合用，合用會使室外機之間排氣互相影響，應各自直接將熱氣排出室外。

3.2室內、外機容量的匹配

通過對比各個廠家的產品，可以發現隨著室外機容量增加，機組COP值成一定的下降趨勢，因此不能盲目的追求多聯機的大容量。室內、外機的容量匹配比應根據該系統中各室內機同時使用率、各室內機所在房間冷熱負荷峰值的時間分布等因素而確定。多聯機空調系統的冷媒配管過長，其管路的沿程阻力加大，總阻力損頭也越來越大，其直接后果是系統效率的進一步降低。對于如高層公共建筑這樣大型空調系統，建議裙房采用直流變頻多聯機，并在在保護系統運行安全的前提下超配比不宜超過110%，塔樓辦公樓采用多聯機可不另外附加。

3.3多聯空調新風系統設計

對于高層建筑來說，采用多聯機空調系統其新風系統的設置也是必不可少的。我們常規的新風設計主要有以下幾種方式：采用全熱交換新風換氣機的新風系統，采用傳統集中空調新風系統，采用蒸發式冷凝方式全熱回收新風空調熱泵機組的新風系統等。

（1）采用全熱交換新風換氣機的新風系統時，當熱回收裝置或新風直接接入室內機時，由于熱回收效率有限，不能回收的部分能力仍需由室內機承擔。室內機的選型應考慮新風負荷。

（2）采用變制冷劑流量多聯機分體式新風機。室外新風在被處理到室內機空氣狀態點等焓線上的機器露點時，室內機不承擔新風負荷。經變制冷劑流量多聯分體式新風機處理后的新風，可以直接被送到空調房間內，新風負荷不計入總負荷中，此處新風機室外機的選型要注意根據新風機容量來選擇室外機，最好單獨設置新風機的室外機，不與室內機共用室外機，當采用大容量新風機時，新風機室外機一般采用一拖一的形式。

（3）采用蒸發式冷凝方式全熱回收新風空調熱泵機組的新風系統，新風系統宜按避難層分段設置集中新風設備，設置新、排風豎井，各層每間房間設置天花式排氣扇排到走廊吊頂內，由排風豎井集中排風接到避難層或屋面新風機房內的蒸發式全熱回收新風設備，設備回收排風冷/熱量后為取于室外的新風降溫除濕或預熱，新風經處理后通過集中豎向集中送風管從各層接出，送入辦公房間。為提高對新風的冷卻效果，該系統可將空調室內機冷凝水集中回收并引入蒸發式熱回收新風機組排風冷凝系統中作為冷卻水，由于冷凝水溫度較低，機組收回冷凝水的冷量，將大大地提高對新風的冷卻效果，又節約了機組冷卻耗水量。

4　結語

隨著社會的發展和城市建設的不斷的深入，尤其是多聯機市場的快速發展，多聯機在大型高層建筑項目的應用也已經成為一種趨勢，在設計過程中必須注意諸多問題。同時需要我們不斷努力優化和改進設計，從細節上深入的思考問題，才能使多聯機空調系統達到最佳的運行效果。

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[3]向宏.多聯機空調系統的設計與應用[J].建筑節能，2011（7）：19～20.

[4]淺談多聯機系統的設計[J].山西建筑，2011（21）：103.

TU831.4

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1673-0038（2015）48-0198-02

2015-10-15

廖建科（1988-），男，助理工程師，碩士，主要從事暖通空調設計工作。