淺析多聯機空調系統的節能設計

崔武軍

摘要：多聯機空調科技發展迅速，新產品不斷推出和豐富，隨著中國城市化的發展，多聯機空調系統在中國空調市場近十多年來得到了長足的發展和進步，我們暖通空調設計工程師要扎實掌握多聯機空調系統的制冷空調原理、設計安裝方法、產品科技發展動態，空調工程設計要充分發揮多聯空調機的優勢，準確把握多聯冷媒空調系統和水冷空調系統的各自優缺點和適用建筑場合，為國家的節能減排戰略和綠色節能設計多作貢獻。

關鍵詞：多聯機空調系統;節能;設計

R4lOA冷煤對臭氧層無影響，其影響臭氧的系數為0，因此具有較強的環保性，同時傳熱性優異、無顯著的溫度偏移，同時具有壓力損失低的特點，這在很大程度上降低了功耗。因此R410A冷媒十分適合作為多聯機空調系統的制冷劑。同時，制造商要在不提高換熱裝置體積與重量的基礎上，盡可能持續的加強換熱裝置的換熱效率，進而縮減設備功耗，因此達到設備節能的目的。且在設備設計過程中，壓縮裝置可以運行于能效比高頻段，同時部分負荷下，要完善其他元器件的控制，其中包括室外風機的運行，在確保制冷（制熱）有效性的先決提條件下，最大限度的控制風機功率。本文從多聯機空調裝置的節能設計標準、選取節能制冷劑、完善換熱裝置設計以及控制部分負荷下的性能系數等方面探討了節能的設計方法，因此為多聯機空調的節能設計提供新思路。

一、多聯機空調系統的組成

多聯機空調系統是通常是由1臺（組）或并聯幾臺（組）空氣（水）源制冷（熱泵）機組配置連接多臺室內機，通過變頻或變容量技術改變制冷劑流量，以適應各房間負荷變化的制冷劑直接膨脹式空調系統。多聯機空調系統主要由室外機、室內機、制冷劑管道、相關控制裝置組成。室內外機可由50%～130%容量配置，用戶可自行選擇室內機的形式和容量，1臺室外機最多可以連接多達30-40臺室內機。

系統的室內機有多種型式：頂棚雙向氣流或多向氣流卡式嵌入型、頂棚嵌入風管連接型、頂棚嵌入導管內藏型、頂棚懸吊型、掛壁型及落地型等，根據不同的功能形式及室內機形式的組合，可應用于公寓、辦公、住宅等各類中、高檔建筑的空調系統設計。

二、多聯機空調設備的節能設計標準

眾所周知，空調的節能要以空調設備的節能為基礎。現階段我國已出臺了相關強制性的節能標準，空調生產商所開發的產品一定要達到節能標準，在此基礎上需標有節能標識，進而才能夠出售。現階段我國多聯機空調的節能規范為《GB21454-2008多聯式空調（熱泵）機組能效限定值及能源效率等級》。

生產商所設計開發的多聯機制冷性能系數一定要超過多聯機空調機組能效限定數值，才可以進行銷售，如表1、表2所示。

規范中將機組的制冷性能系數劃分成五個級別，不超過五級的產品禁止被銷售。同時產品在未出廠的時候就要粘貼能效標識，能效標識上要具備機組的額定能效級別。只有超過二的產品，才可以有資格申請節能認證。基于此項節能管理規定，相關空調廠家為了產品可以更好的出售，就會持續的深化技術品質，進而增加機組的能效級別，因此從根本縮減耗能，這也為空調設備的節能奠定了基礎。上述內容即為我國強制的節能標準，制造商一定要持續完善技術，進而提高機組的節能性。那作為制造商又要從哪些方面去加強機組的節能呢？我認為需要已下述幾個方面作為切入點：①選取更為節能的制冷劑;②完善換熱裝置;③增加部分負荷下的性能數值。

三、選取具有較強節能性的制冷劑

現階段，多聯機制冷劑主要包括R410A、R22以及R407C等，在如何選取制冷劑應首先分析幾類制冷劑的特點。由于R410A冷煤對臭氧層無影響，其影響臭氧的系數為0，因此具有較強的環保性，同時傳熱性優異、無顯著的溫度偏移，同時具有壓力損失低的特點，這在很大程度上降低了功耗，因此為了更好的節能效果及綜合運行效果，可選擇R410A冷媒作為多聯機空調系統的制冷劑，如表3所示。

四、完善換熱裝置

換熱裝置的大小與換熱有效性從根本影響著設備性能及能耗。若換熱裝置越大，通常設備的能耗就隨之減少，不過缺點是會提高制造成本，換熱效率越高，設備的功耗就會減少。因此為了匹配于成本與設備節能，設備制造商首選的是在不提高換熱裝置體積與重量的基礎上，盡可能持續的加強換熱裝置的換熱效率，進而縮減設備功耗，從而達到設備節能的目的。為了有效的評估換熱裝置的節能性與成本，可通過下述數值予以計算：冷重比，功重比。

冷重比=制冷量/換熱器重量;

功重比=功率/換熱器重量。

前者越大，即單位重量的換熱裝置的換熱效率越高，同時制冷量效果越優。后者越小，即單位重量的換熱裝置的功耗越低，但更具節能性。上述數值融合了制造成本與換熱裝置的節能性，能夠有效的評估換熱裝置的節能性及成本。制造商能夠對既有產品予以計算，進而統計錄入數據庫，在未來研制新品時，能夠依附于數據庫中的數據予以設計。為了加強冷重比、控制功重比，設備商需要側重于下述幾點：①選取高效率的換熱翅片;②優化換熱裝置分路控制制冷劑流量和流速。

五、增加部分負荷下的性能數值

多聯機空調裝置通常為一個或并聯的幾個室外機帶動多個室內機。主要特點即各室內機通常不會全開，很多時間運行于50%的負荷下。在全年工況中，空調裝置的很多時間也都是運行在40%的負荷下。因此加強部分負荷下的節能性即可從很大程度上控制整機的節能性。加強部分負荷下的節能性要從下述幾方面入手：選取部分負荷下具有一定能效比的變頻壓縮裝置，完善部分負荷下相關模塊器件的控制。變頻壓縮裝置的特性即具有較高的中間能效比，兩端能效比相對較小。因此在設計過程中，要使部分負荷下，壓縮裝置可以運行于能效比高的頻段。同時部分負荷下，要完善其他元器件的控制，其中包括室外風機的運行，在確保制冷（制熱）有效性的先決提條件下，最大限度的控制風機功率。

六、結語：

伴隨著我國的社會和經濟發展進程進入由量到質的轉變階段，能源節約問題也隨之逐漸凸顯。空調的耗能一直是建筑物能耗的主要部分，因此減少空調設計運行的能耗是建筑能耗節能的重點。本文以淺析多聯機空調系統的節能設計作為切入點，在此基礎上予以較為深入的探討，希望對相關工作人員有所幫助。

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