建筑物中央空調制冷系統優化設計研究

摘""要：我國在進行發展建設的過程中，建筑行業在其中發揮著重要的作用和價值，是我國重要的支柱產業之一。在開展建筑與建設與施工的過程中，為保證整體的舒適性，增設多種系統，尤其是中央空調系統，可保證建筑物內溫度的舒適性，提升用戶滿意率。中央空調的構成包含眾多內容，制冷系統是其中最為重要的組成部分，可調整并控制整體溫度。為進一步提升制冷系統運行有效性與質量，還需對其整體設計進行優化。基于此，將中央空調多聯機系統作為案例，明確優化設計的技術特點，并對制冷系統的優化設計進行討論。

關鍵詞：建筑物""中央空調""多聯機""制冷系統""優化設計

中圖分類號：TU831.3

Research"on"Optimization"Design"of"Central"Air"Conditioning"Refrigeration"System"in"Buildings

LI"Bin

Guangdong"Midea"Refrigeration"Equipment"Co.，"Ltd.，"Foshan，"Guangdong"Province，"528311"China

Abstract："In"the"development"and"construction"process"in"China，"the"construction"industry"plays"an"important"rolenbsp;and"value，"and"is"one"of"the"important"pillar"industries"in"our"country."In"the"process"of"building"and"construction，"various"systems"are"added"to"ensure"overall"comfort，"especially"central"air"conditioning"systems，"which"can"ensure"the"comfort"of"the"temperature"inside"the"building"and"improve"user"satisfaction."The"composition"of"central"air"conditioning"includes"numerous"components，"among"which"the"refrigeration"system"is"the"most"important"component，"which"can"adjust"and"control"the"overall"temperature."To"further"improve"the"effectiveness"and"quality"of"the"refrigeration"system，"it"is"necessary"to"optimize"its"overall"design."Based"on"this，"taking"the"central"air"conditioning"multi-split"system"as"a"case"study，"the"technical"characteristics"of"optimized"design"are"clarified，"the"optimization"design"of"refrigeration"systems"is"discussed.

Key"Words："Buildings;"Central"air"conditioning;"Multi-split"connection;"Refrigeration"system;"Optimal"design

中央空調系統是建筑物范圍內最為重要的電氣系統，通過集中統一的方式對溫度進行控制與調整，進而為用戶提供更為舒適的建筑環境。制冷系統運行質量直接決定中央空調運行效果。因此，在進行建筑物建設的過程中，需對中央空調制冷系統進行優化設計，保證其可以滿足用戶對于環境調節的需求，同時也增設預測能力，實現溫度控制的目的。需要注意的一點是，在進行中央空調制冷系統優化設計的過程中，還需保證滿足國家相關法律法規的需求，保證整體的節能性與綠色性。

1""建筑物中央空調多聯機概述

目前，在進行建筑物建設的過程中，為營造良好的建筑環境，需根據建筑物規模增設中央空調，保證室內溫度滿足用戶需求。中央空調的運行具有較強的優勢與價值，而中央空調多聯機是一種高集成性空調系統，主要是在傳統用熱泵技術的基礎上，增加智能控制技術、節能技術以及網絡控制技術等，為中央空調制冷系統穩定運行提供了強有力的支持。中央空調多聯機系統的運行，在控制技術的支持下，按照需求控制壓縮機制冷劑循環量，同時也可有效控制進入室內換熱器的制冷劑流量，滿足的建筑物室內冷熱負荷要求[1]。中央空調多聯機在實際運行的過程中，可以獲取建筑物室內實施參數，隨后明確室內舒適性參數、室外環境參數以及表征制冷系統運行參數，隨后以此為基礎調節壓縮機輸氣量，并對元件進行調整，保證中央空調多聯機始終處于良好的運行狀態。

2""多聯機制冷系統優化設計技術特點

2.1""高靈活性

對于建筑物中央空調多聯機系統來說，制冷系統在其中發揮著重要的作用和價值，但是此系統在運行時存在弊端，技術人員針對系統進行相應的優化，尤其是制冷系統，以此提升系統運行有效性與質量。通過科學有效的優化設計，可保證始終處于良好的運行狀態，同時在智能通信以及控制系統的支持下，用戶應用有線遙控器或者是無線遙控器進行調節控制即可，一般在1～2"s內可完成調節，便捷性較強；優化增設控制器具有參數顯示性能，以此明確制冷系統運行狀態，并對風量進行調節與控制[2]，控制精準度高達95%。此外，設計人員利用通信線將室外機進行連接，實現集中控制與分戶計量的目的，也為空調系統管理提供了強有力的支持。

2.2""節能性

傳統中央空調多聯機制冷系統在運行的過程中，需消耗大量的資源，與我國“綠色發展”理念相悖，因此需重視整體設計的優化，實現節能降耗的目的，可降低35%～55%的能源消耗，也是當前建筑物中央空調重點研究內容。為降低能耗，設計人員引進無級調節變頻器，實現壓縮機運行頻率調節的目的，同時將此項技術與自適應控制技術進行有效的融合，其在實際運行的過程中，可根據中央空調運行的實際情況，自動化調節負荷，并保證調節輸出的連續性，進而為用戶提供更為舒適的建筑環境，也提升了空調系統的節能性。

2.3""便于養護與維修

在進行優化設計的過程中，設計人員還考慮了后續的維修與養護，由于傳統多聯機系統較為復雜，雖然可保證整體運行的穩定性，但是在進行檢測與維護時存在一定的難度，且整體強度較高。通過科學有效的優化設計，可省略相應的步驟，保證整體系統的規范性，降低系統復雜程度，使得整體構成較為簡單，將其設計為直接膨脹式系統。優化后，系統在實際運行的過程中無須龐大的水系統支持，因此無須增設防凍系統，降低了后續維修與養護的難度，在一定程度上節約了人力支出與成本支出。

3""建筑物中央空調制冷系統優化設計分析

在進行優化設計的過程中，工作人員需要從多角度入手，以此保證整體系統運行的質量與效率，提升建筑舒適性。具體優化設計如下。

3.1""設備選型

在開展優化設計的過程中，設備選型是最為重要的一項內容，設計人員需進行科學有效的計算，并對結果進行校驗，保證設備參數滿足制冷系統運行需求，設備選型具體如下。

首先，在進行設備選型的過程中，設計人員需明確建筑物的實際需求，計算具體負荷情況，以此為基礎明確室內機額定制冷量[3]。同時，設計人員在完成設備選型之后，還需確定氣流組織要求，最終明確室內機組型式，最終保證整體運行的有效性與質量。

其次，設計人員需通過計算，明確多聯機系統承擔的區域內冷熱負荷情況，以此確定室外機組額定制冷量，以此發揮制冷系統運行的有效性。

最后，設計人員需對各項數據進行校準，保證數據的精準性，同時設計人員按照實際工況，分析系統制冷能力，并對溫度、配置率、配管長度、安裝高度以及融霜等進行調整。隨后，設計人員需計算室外機組試驗制冷、制熱量，具體計算公式如下。

在公式（1）中，Q表示室外機組試驗制冷、制熱量，單位：kW；QR表示室外機組定義制冷、制熱量，單位：kW；a表示室內、室外設計溫度與室內、室外機組配置率修正系統；（一般選擇產品制造商的推薦值）；B表示室外、室外機組之間的連接管等效長度和安裝高差綜合修正系數（一般選擇產品制造商的推薦值）；表示制熱時融霜修正系數（一般選擇產品制造商的推薦值）。

3.2""新風設計

對于傳統制冷系統的運行來說，新風補充存在一定的問題，因此需對新風進行優化設計，保證整體配置的合理性，這也是優化設計的重要內容之一。具體分析如下。

3.2.1""全熱交換器

在進行優化設計的過程中，在制冷系統內增設全熱交換器，其具有熱回收的性能，實現了節能降耗的目的。在全熱交換器的支持下，可回收室內排氣能力，且回收效率相對來說比較高，可保持在60%～70%的范圍內，通過此種方式，在夏季實現了預冷與除濕的目的，在冬季實現了預熱加濕的目的，進一步提升建筑環境的舒適性，在完成優化之后，可節約中央空調能耗的15%～20%左右。同時，通過優化設計可對整體系統進行完善，降低空調設備容量，無須消耗大量的資金成本，運行成本相對來說也比較低，這也是多聯機優化的只要目的之一。在完成優化之后，還可節約大量的空間與場地，且管道布置也較為容易，適合大部分建筑物結構形式。此外，需要注意的一點是，在進行優化設計的過程中，需合理布置新風口與排風口。

3.2.2""獨立風冷熱泵機組

此種優化設計方式，將新風系統作為獨立系統，與多聯機系統獨立設置，可保證制冷系統的風量以及冷量，進而保證整體運行的有效性，但是此種方式具有一定的限制性，對于溫度、濕度以及潔凈度的要求較高，更適合應用于要求較高的建筑物環境內，以此提升制冷系統性能。

3.2.3""直接送入室外新風

對于多聯機系統來說，其在實際運行的過程中，將未處理過的新風直接接入室內機，需對中央空調系統容量進行調整與優化，此時主要依靠室內機容量控制的方式進行調整，并將回風溫度作為反饋信號，在此過程中，室內機運行需要承擔部分新風負荷[4]。但是，此種方式具有一定的缺陷，需增加室內機型號，此時噪聲也隨之增加，降低建筑物舒適性。室內機在運行的過程中，將回風溫度作為反饋信號，在控制系統的支持下，對數據進行分析，室內冷量不足，導致室內機組長時間處于最大負荷或者是超負荷工作狀態，最終降低運行年限，導致出現過流保護現象。同時，室內機在運行的過程中，無法直接處理大量風量，最終影響整體運行效果與質量。由此可見，此種設計優化方式具有一定的限制性，僅適合應用于新風量需求小的中央空調系統，也適合應用于室內空氣品質要求較低的建筑物之中。

3.3""引進變頻技術

一般建筑物內用戶較多，人員較為密集，導致整體散熱量教大，且其在時間的影響下會發生一定的變換，最終對冷負荷造成一定的影響，隨時間變化發生改變。中央空調制冷系統在實際運行的過程中，夏季制冷負荷較高，而通過傳統方式進行調節存在一定的弊端，不利于中央空調系統的有效運行。目前，制冷系統在實際運行的過程中，主要利用風閥對風力進行調節，但是通過此種方式對風力進行調節需消耗大量能量，降低了設備功率；同時為了保證風力調節滿足建筑物的溫度需求，需對水管路的水流量進行調整，此時一般采用電動調節閥，自動化開展調節處理。此外，在進行設計的過程中，還增設了變頻裝置對水系統與風系統進行調節。在此過程中，變頻技術在其中發揮著重要的作用和價值，其在實際運行的過程中，主要是改變系統風量，隨后風機根據風量變化進行相應的調整，實現空調功率調整的目的。變頻技術的應用主要是利用無級調速風機，自動化調節風量，通過靜壓、室內以及送風溫度控制的方式進行風量控制與調整，以此保證制冷系統運行質量與有效性[5]。在變頻技術的支持下，可保證制冷系統運行不存在大噪音，且保證整體運行的穩定性與安全性，也可降低整體能源消耗，實現節能減排的目的。此外，在變頻技術的支持下，還可降低中央空調系統功率，保證滿足國家標準與要求。

4""結語

綜上所述，在進行建筑物建設與施工的過程中，中央空調系統在其中發揮著重要的作用與價值，可保證建筑物室內溫度滿足用戶需求。在開展建設之前，需對中央空調制冷系統進行優化設計，從設備選型以及新風設計入手，并引進變頻技術，以此保證制冷系統運行的靈活性與節能型，滿足建筑物運行需求，為用戶提供更為舒適的建筑環境，提升用戶滿意率，以此保證企業的經濟效益以及社會效益。

參考文獻

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[4]劉雪峰，陳文鑒.近似優化算法在半集中式空調系統末端優化設計中的應用[J].制冷與空調（四川），2022，36（4）：598-609.

[5]許朦.基于費用效率的建筑物中央空調制冷系統設計優化研究[D].南京：東南大學，2023.