戚文君
(遼寧省腫瘤醫院后勤保障部,沈陽110042)
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淺談多聯機空調系統
戚文君
(遼寧省腫瘤醫院后勤保障部,沈陽110042)
摘要:多聯機空調系統由于其節能、環保、智能化等特點,在中央空調領域受到越來越多的青睞和好評。本文重點闡述多聯機空調機的特點、合理應用及其優缺點,以期促使其更廣泛地被應用。
關鍵詞:多聯機空調系統合理應用優缺點
近年來,由于多聯機空調系統具有節能、溫度控制精確、占用小等優點,它在大中型公共建筑中應用的越來越廣泛。多聯機空調系統是一臺室外空氣源制冷或熱泵機組配合的多臺室內機,通過改變制冷劑流量,以適應各空調區負荷變化的直接膨脹式空調系統。它以制冷劑為輸送介質,是由制冷壓縮機、電子膨脹閥、其他閥門附件以及一系列管路構成的環狀管網系統。
多聯機空調系統與傳統空調相比,顯著特點是其能量可調節,由此帶來的最大優點是節能。通過調節制冷劑的循環量和進入各個室內機的制冷劑流量,可以分別滿足各個房間的溫度要求,從而達到節能的目的。
多聯機空調系統的工作原理:采集室內、外環境參數,根據系統運行優化準則和人體舒適性準則,通過調節壓縮機的制冷劑循環量、進入室內機的制冷劑流量、風量等,滿足室內的舒適性要求。
多聯機空調系統的基本工作過程:供冷時,室外機向室內機輸送壓縮、冷凝后的液體制冷劑,經室內機吸熱蒸發后,液體制冷劑送回室外機;供熱時,室外機向室內機輸送蒸發后的氣體制冷劑,經室內機散熱后,液體制冷劑送回室外機。
按改變壓縮機制冷劑流量的方式,多聯機空調機組可分為變頻式和定頻式(如數碼渦旋、多臺壓縮機組合等)兩類。對于變頻式壓縮機,當室內冷(熱)負荷發生變化時,可以通過改變壓縮機的頻率來調節制冷劑的流量。在部分室內機開啟的情況下,能效比要比滿負荷時高。系統在使用率為50%~80%的情況下,能效比較高。而對于定頻式壓縮機,當室內負荷發生變化時,則通過壓縮機輸送旁通等方式來調節制冷劑流量。在部分室內機開啟的情況下,能效比要比滿負荷時低。
按系統的功能,多聯機空調機組可分為單冷型、熱泵型、熱回收型和蓄熱型四類。單冷型多聯機系統僅向室內房間供冷;熱泵型多聯機系統在夏季向室內供冷,冬季向室內供暖;熱回收型多聯機系統可同時向室內供冷和供暖,多用于有內區的建筑。因內區全年有冷負荷,熱回收型多聯機系統可實現同時對周邊區供暖和內區供冷,實現回收內區的熱量。蓄能型多聯機系統則可利用夜間電力將冷量(熱量)貯存在冰(水)中,改善多聯機白天運行的性能,以實現節能與移峰填谷。
按多聯機系統制冷時的冷卻介質不同,多聯機空調機組可分為風冷式和水冷式兩類。風冷式系統是以空氣為熱換介質的。空氣作為單冷型系統的冷卻介質,卻作為熱泵型系統的熱源和熱匯。當室外天氣惡劣時,多對多聯機系統性能影響較大。水冷式系統是2005年日本大金公司推出的。它是以水作為換熱介質,與風冷系統相比多了一套水系統,系統相對復雜,但系統的性能系數較高。
雖然多聯機空調系統本身具有很多傳統空調無法比擬的優點,但是也有不少工程因設計、選型和應用場合的不合理,在實際使用中出現問題。以下是多聯機空調系統在應用中需要重點考慮的幾方面問題。
(1)應用工況——室內外溫度、環境應符合工作要求。由多聯機的工作原理及過程可知,室外機周圍環境、溫度對其制冷制熱效果影響很大,更會影響其使用壽命和可靠性。
制冷時,室外溫度過高,會造成壓縮機排氣溫度過高,進而導致潤滑油溫度過高。而潤滑油溫度過高易發生碳化,易燒壞壓縮機或降低系統壽命,同時,也會大幅衰減制冷效果。因此,室外機制冷工作環境溫度應在-5~43℃。制熱時,室外溫度過低,潤滑油粘稠度增大,吸氣壓力過低,會造成壓縮機排氣溫度過低,導致換熱效率低,制熱效果衰減嚴重,更甚可能出現無法正常工作等現象。因此,室外機制熱工作環境溫度應在-20~15℃。綜上所述,室外機的工作環境溫度范圍應在-20~43℃之間。若存在某些超出此范圍的極端環境,在選擇時請謹慎,以防無法滿足使用需要或造成不必要的損失。
多聯機空調系統室內機對工作環境同樣有一定要求。制冷時,若室內溫度過高,將會造成壓縮機排氣溫度過高,系統工作效率降低或出現潤滑油炭化現象,進而導致燒壞壓縮機或降低系統壽命。制熱時,若室內溫度長期過低,將會造成壓縮機排氣壓力低,無法滿足系統循環需要的壓差,從而造成系統無法正常工作。
(2)設計原則——系統小型化。多聯機空調系統中,系統過大會因管路過長而降低制冷劑的流速和流量。同時,系統過大,管路過長還需要增加系統中潤滑油的比重,導致制冷傳熱效率降低。簡單說,系統效率隨著系統變大而降低。
多聯機空調系統中,室內機的數量也會影響多聯機空調系統的效率。室內機越多,制冷劑分配偏差就越大。此外,在低負荷情況下,潤滑油殘留在室內機中,還有可能需要經常高頻回油運轉,從而降低系統效率。
(3)合理選擇——配比與選型。室內機與室外機的配比一定要充分聽取設計、施工和設備廠家的意見,再根據實際需要科學配比,否則會影響系統效率,降低實際使用效果。
室內機的選型主要考慮層高及裝修效果要求。層高較低的場所適合選擇側吹室內機,吊頂可采用疊級形式,這樣僅需占用部分屋頂空間;層高較高或吊頂面積較大時,可選用嵌入式四面送風室內機,既美觀又實用。
(4)安裝布置——室內外機安裝。室外機的位置布置要求通風流暢不回流,這樣才能保證多聯機空調系統的制冷制熱效率,滿足使用要求。
多聯機空調系統的室外機與室內機安裝室內機落差不超過50m,總長度不超過125m,兩臺室內機之間落差不超過30m。否則,制冷劑熱交換衰減度明顯,需要適當增加內外機配比和加大回氣管道。
多聯機空調系統對于施工的要求也相對較高。一支經驗豐富、施工嚴謹規范的施工隊伍對多聯機空調系統的實際使用效果也起著決定性的作用。
5.1 優點
第一,多聯機空調系統的顯著特點就是由能量可調節帶來的最大優點——節能。在滿足舒適度要求的前提下,可分區域調節冷熱,降低了壓縮機頻繁啟動、停止帶來的能量損失。
第二,多聯機空調系統的室外機不占用室內空間,可以放在屋面或地面,不像傳統空調需要為冷熱源機組及大量附屬設備提供較大面積的空調機房。
第三,因為整套多聯機空調系統只包含室外機、管線和室內機三個組成部分,相對傳統空調系統設備較少、結構簡單,不需要專門的空調機房,所以也就不需要專門人員看護設備,可以減少設備管理和維修,降低后期維護費用。
第四,由于多聯機空調系統使用的制冷劑為冷媒而不是水,所以減少了風機盤管系統經常出現的滴、滲、漏等現象。
第五,傳統的中央空調系統只能實現25%、50%、75%、100%輸出,多聯機則可以根據室內機能力需求,實現從10%~100%的無級調節,更節約運行成本。
第六,由于風機盤管系統采用水為冷媒,VRV空調系統采用制冷劑直接蒸發,其沸騰傳熱系數較高。因此,水系統達到同樣的冷量交換需要更大的空氣循環量。所以,相對于風機盤管,多聯機室內機的噪音較低。
5.2 缺點
第一,冬季采暖時,外界溫度低于0℃時,制熱效果就會明顯降低。而當室外溫度過低時(如-20℃),制熱效果衰減嚴重,更甚可能出現無法正常工作等現象。所以,多聯機空調系統不太適合在北方地區采暖使用。
第二,多聯機空調系統使用的冷媒多為R22、R410制冷劑,會破壞地球臭氧層,不環保。
第三,多聯機空調系統中,某一臺室內機出現故障,會造成整個系統無法正常工作。因此,出現故障時影響較大,同時維修成本也較風機盤管系統高。
Talking about the Multi-line Air-conditioning System
QI Wenjun
(Department of logistic support, Liaoning Cancer Hospital, Shenyang 110042)
Abstract:Multi-connected air conditioning system has been more and more popular in the field of central air conditioning because of its energy saving, environmental protection, intelligence and so on. In this paper, the characteristics and the reasonable application of the multi line air conditioner and its advantages and disadvantages are discussed.
Key words:multi-line air conditioning system, reasonable application, advantages and disadvantages