變冷媒流量多聯機空調系統在建筑節能中的應用淺析

（福建省華廈能源設計研究院有限公司，福建 福州350000）

21 世紀背景下，國內建筑行業快速發展，在紛紛涌現的高樓大廈內能夠感受到建筑業繁榮發展的態勢。伴隨建筑行業的繁榮發展，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，建筑節能變成了當前最熱點的研究話題。

據資料顯示我國建筑運行總能耗占全國總能耗的1/3；加上全過程的能耗，社會的一半能源消耗都在建筑里。現代化建筑中，耗能最多的便是電能。應對氣候變化，減少碳排放，建筑業正在成為一支主力軍。這是因為建筑內的照明設施、通風、空調設備、保溫以及水暖系統等均需要有電能才可以運行，所以建筑行業對電力的耗損量較大。通過調查發現，在這些耗能的各個系統內，對能源耗損最多的涉及供暖設備、通風設備與空調設備。這三個設備所耗損的電源大約可以占據整個建筑耗能總和的一半，其中占比最高的是空調設備。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，針對當代人而言，若想減少建筑能耗，就必須注重建筑節能建設，在建筑內應用節能環保設備，解決圍護結構的保溫隔熱問題。

1 變冷媒流量多聯機空調的特征

變冷媒流量多聯系統即控制冷媒流通量并通過冷媒的直接蒸發或直接凝縮來實現制冷或制熱的空調系統。變冷媒流量多聯系統是由室內機、室外機、冷媒配管三部分構成。不需要設計獨立的風道（新風系統另外安排風道），做到了設備的小型化和安靜化[1]。由一臺室外機通過冷媒配管連接到多臺室內機，根據室內機電腦板反饋的信號，控制其向內機輸送的制冷劑流量和狀態，從而實現不同空間的冷熱輸出要求。室外機用于散熱，室內機直接服務于客戶。一般情況下，室內與室外是通過冷媒管來銜接，因此稱作變冷媒流量多聯機空調系統。

變冷媒流量多聯系統的系統簡單，設計靈活性較高，根據客戶室內各房間的空氣參數，室內機容量有各種匹配型號。空調系統設計時能夠根據現有的室內參數情況，來合理選擇變冷媒流量多聯機空調的室內機。另外，該種銜接室內與室外裝置的冷媒管，其長度約在100-200米以內。因此，設計師能夠比較自由設置安裝空調的部位，無需過多考慮冷媒管長度不足的情況。

變冷媒流量多聯系統自動化控制優秀。用戶可以單獨控制包括溫度、風速、風量、方向以及運行模式等參數。也可以增加配件統一控制全套系統。

變冷媒流量多聯系統可以達到建筑節能效果。由于變冷媒流量多聯系統的智能調節模式，而當室內的各項指標滿足客戶要求后，其將會處在休眠狀態，由此就節省了一些能源。

2 變冷媒流量多聯系統設計應用分析

2.1 項目概況

該工程主樓是新建項目，位于福建省莆田市，主要應用性質是辦公樓。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，本工程設計考慮夏季集中空調供冷，冬季集中空調不供暖，由于本辦公樓服務時間比較固定，而變冷媒流量多聯系統可以按照室內負荷智能調整冷量，而且耗能較低，也十分適合加班時少數辦公室的使用，并考慮綜合管理、節能運行及業主要求，因此選擇變冷媒流量多聯系統來完成夏天制冷的目標。

2.2 設計參數及空調負荷

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

（2）室內空調設計參數：空調房內溫濕度以及新風量要求見表1所示。

表1 空調房內溫濕度以及新風量要求

（3）空調計算冷負荷

該建筑空調冷負荷：該工程夏季空調系統冷負荷=（計算的冷負荷+附加負荷）x同時使用率=計算冷負荷x1.10x0.90=2826.12KWx1.10x0.90=2797.85KW。

表2 空調計算冷負荷匯總：

2.3 室內機選型

本建筑空調負荷按空氣調節系統夏季逐時冷負荷的綜合最大值確定。負荷結果出來，就可以進行室內機選型。

由于使用的是變冷媒流量多聯系統，在室內機的選型時，不能僅僅查看設備的額定制冷參數，設備的額定冷熱量都是額定工況下的數值，當你設計的室內和室外的工況與額定工況不同時，需要查出設備在設計條件下實際冷熱量[2]。來最終確定室內機的選型。

室內機選型還按照其工程結構、氣流分布和裝飾布置來決定。每層辦公區大多數地方選擇四面通風天花板嵌入式室內機，氣流系統頂送頂回。條形房間采用低靜壓風管式設備，氣流系統側送下回，送、回風口應保持適當距離，不宜過近，避免形成短路。

室內機設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 新風系統

本工程新風處理方式采用專用冷媒新風機組，獨立的處理新風，不接入普通室內機冷媒系統，一是可以分開控制新風和空調制冷系統，二是存在小房間使用小冷量型號室內機時，同一個系統下，可能會導致冷媒流量分配不均，影響小房間的制冷效果，三是新風機組與室內機，對壓縮機的功率消耗相差比較大，共用一套系統，可能易造成室外機的使用壽命的縮短。

2.5 系統分區

系統的分區是在空調系統中很重要的一步，合理劃分系統分區，并需要兼顧到每層辦公區可以單獨運行應用的靈活度、節能型，應綜合考慮以下幾個方面

1、使用房間的朝向、使用時間和頻率、室內設計條件

2、冷媒配管設計：讓配管路程盡可能科學、盡可能短。同時需要關注冷媒配管總長度，從室外機到第一分歧管長度，第一分歧管至最遠室內機配管長度，室外機與室內機落差，同一系統室內機間的落差[3]。不同設備廠家的參數會有所不同。

本工程均是辦公使用，使用時間功能上，差異不大，負荷特性相同，故按朝向，分為南北兩套系統，同一個系統都設置在同一樓層，便于管理。

2.6 室外機選型

系統分區完畢，就可以根據分區內的室內機，計算室外機制冷量，同時由于使用的是變冷媒流量多聯系統，在室外機的選型時，還應根據冷媒管長度來進行管長修正，管長修正要根據產品技術資料查詢，需考慮室內機和室外機的高差及高差關系和等效長度[4]。一般情況下，水平設置冷媒管支吊距離要滿足以下標準：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。

室外機分布要符合以下標準：進風通常沒有干擾，排風通常沒有回流。唯有如此方可保障室外機的產熱量（冷量）。室外機分布在屋面、陽臺與地面上，前兩種方法使用較多，二者均有一定的優缺點：

當室外機布置于屋面時，有利于室外機的散熱，但應注意成組布置應考慮機前檢修距離，當有遮擋時按技術資料考慮距離。優點在于屋面比較空曠，排風通暢，熱空氣迅速擴散到高空，缺點在于進風困難，當數臺室外機分布在同個屋面時，進風曲折且影響較大[5]。當室外機在本層陽臺室外機位或機房內時，一般有百葉遮擋，為保證散熱，應裝導流罩，優點是進風順暢，缺點在于排風不暢，有回流情況，當數臺垂直分布時，極易出現底部室外機的排風被頂部室外機吸入用作進風，影響設備產冷量（熱量）。

本工程為高層建筑，三層有一個露臺，十二層屋面部分可以作為理想的室外機布置點。冷媒管的長度都設計在合理的范圍，無需進行修正。

本工程采用的是直流變頻式變冷媒流量多聯機空調系統，如果室內有易受電磁干擾的設備，則可以選擇數碼渦旋式空調系統。

3 結束語

本文就變冷媒流量多聯機空調系統的特征，以及針對此系統的設計應用進行分析，淺談了些看法。項目的設計需要因地制宜，不一定產品節能，設計出的就是節能的，做好對各種設備的了解，并與設計相結合，才能做出適合于項目的設計。