風冷式多聯機空調系統的季節經濟性作用域

李子愛　宋鵬遠　黃文宇　石文星

(清華大學建筑技術科學系　北京　100084)

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風冷式多聯機空調系統的季節經濟性作用域

李子愛宋鵬遠黃文宇石文星

(清華大學建筑技術科學系北京100084)

本文針對基于產品名義工況能效比確定的多聯機作用域的不足，提出多聯機季節經濟性作用域的概念和基于空調系統的季節能效比(SEER)和全年性能系數(APF)的多聯機季節經濟性作用域的確定方法；對此闡述了基于實驗數據的多聯機和風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統的全工況性能模型的構建方法；以南京地區辦公建筑為例，應用GB/T 18837《多聯式空調(熱泵)機組》(報批稿)給定的建筑負荷模型、制冷與制熱季節各溫度發生時間模型，計算分析了不同名義工況能效比(EER和COP)的多聯機以SEER和APF為指標的季節經濟性作用域。本文提出的多聯機季節經濟性作用域確定方法不僅為多聯機工程設計規范的完善提供一種思路，而且也可指導具體工程的方案選擇和設備選型。

多聯機；風冷式冷(熱)水機組；全工況性能；季節經濟性作用域

風冷式多聯機空調系統(本文簡稱：多聯機)是一種控制性能優越、安裝管理方便、容易實現行為節能的空調系統，在國內經歷近20年的發展，目前已經成為中央空調系統的主要形式之一，廣泛應用于中小型商用建筑和部分大面積住宅建筑中，大型辦公建筑中也有很多多聯機的應用工程案例[1-4]。

與其結構和功能最為接近的風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統相比，多聯機減少了一次換熱環節，且省去了冷(熱)水泵的輸配能耗，故被普遍認為是一種更為高效的空調系統。但是，多聯機依靠壓縮機提供制冷劑的輸配動力，室內、外機組之間的連接管將導致系統性能衰減，若連接管路過長還會影響系統的安全性、調節性、舒適性和運行效率。對此，文獻[5-6]提出了多聯機的作用域概念并進行定量研究，以不同能效等級的風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統的整體效率為比較基準，確定不同名義制冷能效比(EER)與名義制熱性能系數(COP)條件下的R22和R410A多聯機的合理連接管長度(稱之為名義工況下的“經濟性作用域”)，并指出當多聯機的連接管長度小于該經濟性作用域時，多聯機系統的性能優于風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統。該研究工作得到了行業的廣泛關注，其思想已被現行行業標準[7]和國家標準[8]采納。

多聯機系統作用域概念的提出對產品的合理應用和規范設計起到了重要的推動作用。但是，上述經濟性作用域是以兩類空調系統的名義制冷和名義制熱能效比為基準給出的。而實際空調系統絕大多數時間運行在變工況和部分負荷條件下，有必要考察整個制冷季節、制熱季節或全年運行條件下的運行能效比，在此基礎上確定多聯機的作用域才更能反映系統的實際運行能效，也才能與不同類型空調系統進行等同比較。目前關于多聯機的季節或全年能耗的研究以及與其他空調系統的能耗對比分析的文獻大多是針對一些特定規模的工程項目進行的[9-11]，尚未從季節或全年能效比的角度給出多聯機合理連接管長度的研究方法和可資參考的結論。

因此，本文提出多聯機的季節經濟性作用域的確定方法和步驟，以南京地區辦公建筑為例，介紹計算多聯機季節經濟性作用域的具體流程。本文提出的季節經濟性作用域的確定方法不僅可為多聯機工程的性能評價和應用設計規范的制修訂提供一定的參考，也適用于具體工程的方案選擇和設備選型。

1　季節經濟性作用域確定方法

本文所述的多聯機季節經濟性作用域，是指多聯機的季節能效比(或全年性能系數)不低于風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統的季節能效比(或全年性能系數)的最大連接管長度，用Leco表示。

多聯機季節經濟性作用域有兩個應用方向：1)為多聯機系統設計規范等指導性文件確定合理的連接管長度限值；2)針對某一實際工程比較不同空調方案的經濟性，指導方案選擇和設備選型。

下面以前者為對象，給出多聯機季節經濟性作用域的確定方法和具體步驟。圖1所示為確定Leco的總體流程，步驟如下：

1)構建建筑冷熱負荷模型及空調運行時間分布模型，并選擇空調機組容量。采用GB/T 18837《多聯式空調(熱泵)機組》(報批稿)中給定的典型建筑的冷(熱)負荷線性模型及制冷(熱)季節需要制冷(熱)的各溫度發生時間[12](等同采用GB/T 17758——2010《單元式空氣調節機》[13]中的模型)。

圖1　確定多聯機季節經濟性作用域的方法Fig.1 Determination method of seasonal efficiency region of multi-split air conditioning system

2)基于實驗數據建立空調系統制冷(熱)全工況性能模型及系統性能與管路長度的關系模型。空調系統全工況性能是計算季節能效評價指標的基礎，對多聯機(在本文公式和圖中用“VRF”表示)全工況性能的描述以整套系統為對象，對風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統(在本文公式和圖中用“WCUS”表示)的全工況性能描述主要包括風冷式冷(熱)水機組、風機盤管、水泵三類部件。

3)計算不同管路長度L下兩類空調系統的季節能效比(SEER、HSPF)或全年性能系數(APF)。管路長度L指多聯機室外機組和最遠室內機之間的連接管長度，或風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統最不利水環路管路長度的1/2。基于建筑負荷模型及空調運行時間模型，并結合空調系統制冷與制熱全工況性能模型及系統性能與管路長度L的關系模型，可計算季節能效比或全年性能系數：

(1)

(2)

式中：SEER、HSPF、APF分別為空調系統的制冷季節能效比、制熱季節能效比、全年性能系數；CSTL、HSTL分別為空調系統的制冷季節總負荷、制熱季節總負荷，kW·h；CSTE、HSTE分別為空調系統制冷季節總耗電量、制熱季節總耗電量，kW·h。

4)確定多聯機的季節經濟性作用域Leco。計算SEERVRF(L)≥SEERWCUS(L)或APFVRF(L)≥APFWCUS(L)時的最大連接管長度L，此時的L即為Leco。對于只用于制冷或極短時間用于制熱的熱泵型多聯機，采用SEER來確定Leco，而對供冷和供熱均采用多聯機時，采用APF來確定Leco。

在實際工程方案選擇過程中，仍采用圖1所示的方法確定與其他形式的空調系統相比，各型號的多聯機空調系統分別在多大的配管長度以內，季節能效比更高，進而選擇具體的空調形式或設備型號，但需注意的是，此時需采用建筑的逐時負荷及各類設備的全工況性能數據(或曲線)進行逐時能耗分析，最后統計獲得制冷季節能效比或全年性能系數。

2　兩類空調系統的全工況性能模型

為了計算不同類型空調系統的季節性能系數，核心問題是獲得考慮連接管長度在內的空調系統的全工況性能。下面分別闡述兩類系統的全工況性能模型的建立方法。

2.1 多聯機的全工況性能

2.1.1 多聯機產品的全工況性能

多聯機產品的運行性能主要受室內外工況、機組負荷率和室內負荷分布的影響[14]，一般都是在產品標準規定管長條件下進行測試得到的。文獻[15]基于對多聯機進行35個工況的制冷與制熱性能實驗，提出描述多聯機產品全工況運行性能模型的方法。當室內工況和室內機開啟狀態給定，且忽略室外濕球溫度對性能的影響時，多聯機的全工況性能可用無量綱能效比來表示。即：

y1=f1(tao,PLR)

(3)

REERVRF=EERVRF/EERVRF0

(4)

RCOPVRF=COPVRF/COPVRF0

(5)

式中：y1為無量綱能效比，即REERVRF或RCOPVRF；tao為室外干球溫度，℃；PLR為負荷率，即多聯機的實際制冷(熱)量與名義制冷(熱)量之比值；REERVRF、RCOPVRF分別為多聯機在外溫tao、負荷率PLR下的無量綱制冷能效比、無量綱制熱性能系數；EERVRF、COPVRF分別為多聯機在外溫tao、負荷率PLR下的制冷能效比、制熱性能系數；EERVRF0、COPVRF0分別為多聯機在名義制冷工況下(室外干球溫度為35 ℃，室內干/濕球溫度為27 ℃/19 ℃)的制冷能效比、名義制熱工況下(室外干/濕球溫度為7 ℃/6 ℃，室內干球溫度為20 ℃)的制熱性能系數。

目前多聯機多采用轉速可控型壓縮機，由于有最低轉速的限制，實際上當建筑冷(熱)負荷小于多聯機最小制冷(熱)量時，多聯機也將啟停斷續運行。本文為簡化起見，未考慮多聯機最低轉速限制問題，假定在建筑冷(熱)負荷很小的情況下多聯機的制冷(熱)量均能滿足需求且連續運轉。

2.1.2管路長度對多聯機系統性能的影響

安裝在建筑中的多聯機系統，室內外機組之間的連接管長度均遠大于產品性能測試時的長度。故當考察實際多聯機系統時，需要根據連接管長度對多聯機的能力和效率進行修正，即需獲得如下的函數關系：

c1=g1(LVRF)

(6)

c2=g2(LVRF)

(7)

LVRF=kLm+Lb

(8)

式中：c1為名義制冷量或名義制熱量的修正系數；c2為多聯機制冷能效比或制熱性能系數的修正系數；LVRF、Lm、Lb為多聯機室外機組和最遠室內機之間、室外機組與第一分歧管之間、第一分歧管與最遠室內機之間的等效連接管長度，m；k為以性能實驗所用的標準配管尺寸為基準，室外機組與第一分歧管之間的連接管擴大管徑時的修正系數。工程中，當等效連接管總長度LVRF超過90 m時，需增加室外機組與第一分歧管之間的氣體和液體連接管管徑，以減小氣液連接集管的阻力，降低多聯機在較長連接管長度下的制冷(熱)量衰減率。

因此，多聯機在等效連接管總長度LVRF條件下的無量綱制冷能效比(或無量綱制熱性能系數)y1s由公式(3)和公式(7)確定，即：

y1s=c2y1=g2(LVRF)f1(tao,PLR)

(9)

2.2 風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統的全工況性能

2.2.1 風冷式冷(熱)水機組

目前，與一套多聯機系統名義制冷量相當的風冷式冷(熱)水機組一般采用定速壓縮機，性能主要受室外工況、供水流量、供水溫度的影響。與上述多聯機的全工況性能描述方法類似，對風冷式冷(熱)水機組(在式中用“WCU”表示)的全工況性能的描述也可采用無量綱能效比。當水流量和供水溫度一定時，無量綱能效比可近似表示成室外溫度tao的函數，以制冷工況為例：

RCCWCU=CCWCU/CCWCU0=f2(tao)

(10)

REERWCU=EERWCU/EERWCU0=f3(tao)

(11)

式中：CCWCU為風冷式冷(熱)水機組在外溫tao下的制冷量，kW；RCCWCU為機組在外溫tao下的無量綱制冷量；EERWCU為機組在外溫tao下的制冷能效比；REERWCU為機組在外溫tao下的無量綱制冷能效比；CCWCU0為機組在名義制冷工況(室外干球溫度為35 ℃；冷水流量為0.172 m3/h，出水溫度為7 ℃[16])下的制冷量，kW；EERWCU0為機組在名義制冷工況下的能效比。

當運行工況一定時，定轉速壓縮機風冷式冷(熱)水機組的制冷(熱)能力也為定值。故當機組的制冷(熱)能力大于建筑負荷時，機組將啟停斷續運行，為建筑提供與冷(熱)負荷相等的制冷(熱)量。由于機組存在啟停損失，能效比將有所衰減，衰減率采用文獻[16-17]中給出的方法計算：

dw=1-CD(1-Xw)

(12)

式中：dw為風冷式冷(熱)水機組啟停斷續運行時的能效比與連續運行時的能效比之比；CD為性能衰減系數，通常取CD=0.25；Xw為冷(熱)量需求比，即某工況下建筑的需求制冷(熱)量與機組輸出的制冷(熱)量之比。

2.2.2 水泵和風機盤管

目前的風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統主要采用定水量系統，為方便計算，對定頻水泵和風機盤管均引入能效比的概念。以制冷工況為例，水泵和風機盤管的供冷能效比計算式如下：

EERp=Qcp/Wp=3.6η1η2Qcp/(ρgVpH)

(13)

EERf=Qcf/Wf

(14)

式中：EERp、EERf分別為水泵、風機盤管的供冷能效比；Qcp、Qcf分別為水泵、風機盤管的供冷量，kW；H為水泵揚程，m；ρ為水的密度，kg/m3；g為重力加速度，m/s2；Wp為水泵電機的輸入功率，kW；Vp為水泵的水流量，m3/h；η1、η2分別為水泵效率、電機效率；Wf為風機盤管的風機電機輸入功率，kW。

2.2.3 管路長度對風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統性能的影響

當冷(熱)水量和出水溫度一定時，水系統管路長度的增加與風冷式冷(熱)水機組的制冷(熱)量和能效比無關，但將導致冷(熱)水系統的沿程阻力增大，水泵電機的輸入功率增加。管路長度與水泵揚程的關系式如下：

H=φ[RmLw(1+β)+Δpm+Δpd+Δpt]/(ρg)

(15)

式中：φ為選型安全系數；Rm為水管路比摩阻，Pa/m；Lw為最不利水環路的等效管路長度，m；β為最不利水環路的局部阻力與摩擦阻力的比值；Δpm、Δpd、Δpt分別為風冷式冷(熱)水機組阻力、分集水器和除污器等部件阻力、末端風機盤管阻力，Pa。

將公式(15)代入公式(13)即可獲得長管路條件下的水泵耗功或能效比EERp。

3　示例與分析

3.1 建筑負荷、空調容量配置及空調運行時間分布

1)建筑負荷模型：以南京辦公建筑為例，采用GB/T 18837《多聯式空調(熱泵)機組》(報批稿)給定的建筑冷熱負荷模型，如圖2所示。圖中，BLc(tj)和BLh(tj)分別為代表建筑的冷熱負荷線。

圖2 辦公建筑的冷負荷和熱負荷模型Fig.2 Cooling and heating load model of office building

2)確定空調機組容量：由于夏熱冬冷地區辦公建筑的冷負荷往往大于熱負荷，因此按照夏季工況確定空調系統容量，再對冬季工況進行校核。取南京地區的夏季和冬季空調室外計算干球溫度分別為34.8 ℃和-4 ℃[18]，夏季室內計算干/濕球溫度分別取27 ℃/19 ℃，冬季空調室內計算干球溫度為20 ℃。以夏季工況和建筑負荷確定多聯機和風冷式冷(熱)水機組的容量，為簡化計算，本文按系統名義制冷量等于BLc(35)選配多聯機和風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統。

3)空調系統的運行時間：兩類空調系統在不同外溫下的運行小時數分布采用GB/T 18837《多聯式空調(熱泵)機組》(報批稿)給定的制冷(熱)季節需要制冷(熱)的各溫度發生時間模型。

在上述條件基礎上，結合空調系統的全工況性能模型即可對兩類空調系統的季節能效比或全年性能系數進行計算。

3.2 包含連接管長度影響的空調系統全工況性能模型

3.2.1 多聯機空調系統

首先，根據對多聯機的制冷、制熱全工況性能測試結果，采用其中室內負荷分布最不均勻情況(室內機隨機組負荷率的增加逐臺開啟)的數據擬合獲得公式(3)的具體形式和性能模型；再根據企業的《產品技術手冊》給定的多聯機室外機制冷(熱)容量隨等效連接管長的修正系數圖擬合得到公式(6)的具體形式和性能模型；根據文獻[6]中R410A多聯機的EER和COP隨管長變化的數據擬合得到式(7)具體形式和模型系數。多聯機全工況性能模型及管長影響模型見表1。

3.2.2 風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統

根據風冷式冷(熱)水機組樣本中的性能數據，對名義制冷水流量、供水溫度為7 ℃時的數據和名義制熱水流量、供水溫度為45 ℃時的數據分別擬合獲得式(10)和式(11)的具體形式和模型系數。風機盤管的額定能效比參考國家標準[19]計算取值，為簡化起見，變工況運行時均按額定能效比計算。各模型見表2。

表1多聯機的全工況性能模型及管長影響模型

Tab.1Full condition performance model of multi-split air conditioning system and effect of pipe length

全工況性能模型(LVRF=10m)CCVRF0=66kW;CHVRF0=70kW;EERVRF0=3.0;COPVRF0=3.3y1=a0+a1tao+a2tao2+a3tao3+a4PLR+a5PLR2+a6PLR3+a7taoPLR+a8tao2PLR+a9taoPLR2y1a0a1a2a3a4REERVRF2.663.65×10-2-5.35×10-38.02×10-51.03RCOPVRF3.76×10-11.04×10-2-1.39×10-4-1.12×10-41.51y1a5a6a7a8a9REERVRF-3.054.76×10-14.49×10-2-8.37×10-43.36×10-2RCOPVRF-1.362.30×10-17.23×10-21.61×10-3-5.61×10-2管長影響模型制冷:c1c=5×10-6LVRF2-2.3×10-3LVRF+1.02;c2c=4×10-6LVRF2-2.1×10-3LVRF+1.02;k=0.5制熱:c1h=1,LVRF≤110m;c2h=1×10-6LVRF2-1.1×10-3LVRF+1.01;k=0.4

表2風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統的全工況性能模型及管長影響模型

Tab.2Full condition performance model of air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system and the effect of pipe length

冷(熱)水機組全工況性能模型(Lw=20m)CCWCU0=66kW;CHWCU0=70kW;EERWCU0=3.4;COPWCU0=3.6制冷供水溫度為7℃,制熱供水溫度為45℃;冷(熱)水量為11.4m3/hRCCWCU=-1.91×10-4tao2+4.86×10-3tao+1.06REERWCU=1.13×10-4tao2-3.35×10-2tao+2.04RHCWCU=6.94×10-5tao2+1.99×10-2tao+0.95 tao≤5.5℃-1.1×10-3tao2+4.56×10-2tao+0.75 tao>5.5℃{RCOPWCU=-3.53×10-5tao2+1.65×10-2tao+0.96 tao≤5.5℃-1.47×10-3tao2+6.26×10-2tao+0.63 tao>5.5℃{水泵和風機盤管η1=70%;η2=90%;EERf=50;COPf=75;φ=1.1Rm=173Pa/m;β=50%;Δpm=35kPa;Δpd=40kPa;Δpt=40kPa

3.3 季節性能指標的計算基準

結合上述模型和南京地區辦公建筑制冷(熱)季節需要制冷(熱)的各溫度發生時間[13]，根據式(1)和式(2)計算不同管路長度下兩類空調系統的季節能效比或全年性能系數。由于管路長度增加時，冷(熱)水機組的名義制冷(熱)量不變，但多聯機的名義制冷(熱)量將衰減，為公平比較，特做如下假設：

1)管路長度增加后，用作參考比較的風冷式冷(熱)水機組的名義制冷(熱)量也同步減小并與多聯機名義制冷(熱)量相等；

2)多聯機采用轉速可控型壓縮機，在各溫度下能夠提供與建筑冷(熱)負荷相匹配的制冷(熱)量；

3)在風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統中，在部分負荷下，冷(熱)水機組采用啟停控制以適應建筑負荷需求，在停機階段冷(熱)水泵繼續運行，通過管道中水的熱容量向建筑供冷(熱)。

3.4 計算結果與分析

不同EERVRF0的多聯機和不同EERWCU0的風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統在不同L下的SEER計算結果(虛線是不擴大管徑的計算結果，用“N”標記)如圖3所示，由此可得到多聯機以SEER為指標的Leco值。從圖中可以看出，在管路長度L≤90 m或L>90 m的范圍內，SEERVRF隨L的衰減梯度均大于SEERWCUS隨L的衰減梯度。在實際工程中，為了減少多聯機連接管長度增加所導致的性能衰減，通常在多聯機的等效連接管長度超過90 m時，增大室外機組與第一分歧管之間的氣體和液體連接管管徑以減小阻力。故圖中在L=90 m處SEERVRF出現階躍性增大，換言之，當增加該段管路的管徑，可增大多聯機的Leco值。對于不同EERVRF0的多聯機，當采用不同EERWCU0的冷(熱)水機組作為比較基準時，Leco有較大差別，EERVRF0越高或者EERWCU0越低，多聯機以SEER為指標的Leco值越大。

圖3 多聯機和風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統的SEER值比較Fig.3 Comparison of SEER between multi-split air conditioning system and air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system

圖4所示為不同COPVRF0的多聯機和不同COPWCU0的風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統在不同L下的HSPF計算結果(虛線是不擴大管徑且認為多聯機名義制熱量在L≤190 m范圍內修正系數等于1的計算結果，用“N”標記)。可計算得到不同EERVRF0和不同COPVRF0的多聯機與不同EERWCU0和不同COPWCU0的風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統在不同L下的APF計算結果(如圖5所示)。

圖4 多聯機和風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統的HSPF值比較Fig.4 Comparison of HSPF between multi-split air conditioning system and air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system

圖5 多聯機和風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統的APF值比較Fig.5 Comparison of APF between multi-split air conditioning system and air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system

從圖5中可以看出，多聯機的名義工況能效比越高或者作為比較基準的風冷式冷(熱)水機組的名義工況能效比越低，則多聯機以APF為指標的Leco值越大。而且，對多聯機進行管徑增大處理可以有效增大多聯機以APF為指標的Leco值。

綜合圖3～圖5還可以看出，對于名義工況下系統能效比相近的兩類空調系統，例如，對于EERVRF0=3.0、COPVRF0=3.3的多聯機與TEERWCUS0=3.08、TCOPWCUS0=3.33(其中冷(熱)水機組的EERWCU0=3.4、COPWCU0=3.6)的風冷式冷(熱)水機組+風機盤管空調系統而言，多聯機以SEER為指標的Leco>190 m，以HSPF為指標的Leco≈30 m，以APF為指標的Leco(不進行管徑增大處理)≈140 m，可見多聯機在制熱季節的全工況性能制約了其以APF為指標的Leco值，這主要是因為兩類空調系統的全工況性能特點存在差異。根據系統的性能模型可知，多聯機在外溫很低、負荷率很小的條件下的制熱COP有較大程度的衰減，在上述模型條件下，多聯機在制熱季節約有38%的時間在負荷率小于30%的工況下運行，因而其HSPF值較小，從而制約了多聯機的全年運行性能。

4　結論

多聯機是目前集中空調系統的主要應用形式之一，合理的連接管長度是保證多聯機在實際應用中高效運行的重要因素。本文提出了多聯機季節經濟性作用域概念并給出計算方法，重點闡述了考慮連接管長度影響的多聯機全工況性能模型的構建方法。提出季節經濟性作用域確定方法，以南京地區辦公建筑為例，對不同能效水平的多聯機的季節經濟性作用域進行計算分析，結果表明：多聯機的名義工況能效比越高或者風冷式冷(熱)水機組的名義工況能效比越低，多聯機的季節經濟性作用域就越大；由于受多聯機制熱季節全工況性能的制約，多聯機以APF為指標的季節經濟性作用域小于以SEER為指標的季節經濟性作用域。該方法不僅可為多聯機系統設計規范確定連接管長度限值時提供參考依據，也可指導實際工程的方案選擇和設備選型。

需要指出的是，本文所用的建筑負荷、空調使用時間分布模型、空調系統全工況性能等模型只反映了這一類建筑和空調系統的一般特性，而對于具體工程而言，則需要根據建筑結構、空調使用特點、當地氣象條件和空調產品的實際性能等信息來計算多聯機的季節經濟性作用域。

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About the corresponding author

Shi Wenxing, male, Ph.D., professor, Department of Building Science, Tsinghua University, +86 10-62796114, E-mail: wxshi@tsinghua.edu.cn. Research fields: refrigeration and heat pump; energy storage and utilization of renewable energy.

Seasonal Efficiency Region of Air-cooled Multi-split Air Conditioning System

Li Zi′aiSong PengyuanHuang WenyuShi Wenxing

(Department of Building Science, Tsinghua University, Beijing, 100084, China)

In view of the imperfection of present efficiency region of multi-split air conditioning system based on energy efficiency ratio at nominal working condition, a concept and a determination method of seasonal efficiency region of multi-split air conditioning system based on seasonal energy efficiency (SEER) and annual performance factor (APF) were proposed. The construction approaches of full condition performance models of multi-split air conditioning system and air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system based on experimental data were illustrated. Using the building load model and air conditioning hours at various temperatures in cooling and heating season in GB/T 18837 (draft for approval), the seasonal efficiency region of multi-split air conditioning system with different nominal energy efficiency ratio (EER and COP) in office building in Nanjing was calculated as an application example. The proposed concept and determination method of seasonal efficiency region of multi-split air conditioning system can not only provide an option to improve the code for engineering design of multi-split air conditioning system, but also offer guidance for the selection of air conditioning system and equipment in a practical project.

multi-split air conditioning system; air-cooled water chiller& heater unit; full condition performance; seasonal efficiency region

0253-4339(2016) 01-0038-08

10.3969/j.issn.0253-4339.2016.01.038

國家自然科學基金(51176084)資助項目。(The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 51176084).)

2015年5月26日

TU831.3；TU831.4

A

簡介

石文星，男，博士，教授，清華大學建筑技術科學系，(010)62796114，E-mail: wxshi@tsinghua.edu.cn。研究方向：制冷與熱泵技術、蓄能與可再生能源利用技術。