水冷多聯機空調系統設計探討

【摘要】多聯機作為一種新型的空調系統，靈活的設計和較高的可靠性使它受到了廣泛的好評，而水冷多聯的空調系統更是如此。本文通過與傳統風冷多聯的空調系統的對比，分析了水冷多聯的空調系統的工作原理和特點；介紹了空調系統的設計和應用，并且提出了設計的過程中應該注意的一些問題。

【關鍵詞】空調系統；水冷多聯；設計與控制；

引言：多聯式空調系統，又可以稱為變制冷劑流量直接蒸發式空調系統。多聯機是一種新型的空調系統，在我國得到了廣泛的應用，它具有系統簡單、舒適節能、設計靈活、安裝簡便而且可靠性較高等優點，已經成為了國內的空調領域當中一種較為重要的空調系統。目前，市場上的多聯機多為風冷多聯機，即在系統運行的時候室外機可以直接向大氣之中吸收或者釋放熱量，因為風冷系統的能效比通常比較較低，并且在北方的寒冷地區或者南方的炎熱地區會受到氣候產生的影響，它的應用也會受到某些限制。多聯機的另一種形式是水冷多聯機，其實是風冷多聯機和水源熱泵或者水環熱泵相互結合形成的空調系統，其不僅包含了風冷多聯機的全部優點，同時還彌補了風冷多聯機的許多缺陷，它是一種很有前景的多聯式空調系統。

1、水冷多聯機的原理

水冷多聯系統的原理和風冷多聯系統有很多類似之處，唯一不同的地方就是室外系統的換熱介質存在著一定的差異。在水冷多聯系統運行的時候，風冷多聯的室外機的換熱介質是空氣，而水冷多聯的室外機系統的換熱介質是水。除此之外，室外換熱器系統的形式也存在著差異，水冷多聯系統在室外的換熱器的選擇方面，使用的是套管式的水冷換熱器，與風冷多聯機采用的強迫對流風熱換熱器有不同的地方，由于風冷換熱器本身的換熱參數遠小于水冷換熱器，在對相同熱量進行交換時就會讓水冷換熱器的面積減少很多。所以，水冷多聯系統的室外機的體積相對來說比較小，安裝比較方便靈活。

跟風冷多聯系統類似，水冷多聯系統進行制冷工作時，冷凝器的角色由室外的水冷式換熱器來扮演，向水中排出熱量；在進行制熱工作時，則扮演了蒸發器的角色，讓水中的熱量得到吸收。水冷多聯機也分成兩種，主要是因為冷熱源的不同，分為水源（地源）式水冷多聯機系統和水環式水冷多聯系統。前者以土壤源、地下水以及地表水等可再生能源作為空調的冷熱源，當然也可以采用冷卻塔做為冷源；后者的冷熱源則是由鍋爐和冷卻塔來組成，還可以對建筑內的余熱進行回收。

2、水冷多聯空調系統的特點

（1）水冷多聯的空調系統包含傳統的多聯空調系統的所有先進技術，其中包括壓縮機的無極變容量調節的技術和長連管的回油技術以及電子膨脹閥的智 能控制技術等。

（2）因為水冷多聯的空調系統的室外機設置了空調水系統，使空調水可以直接進入到空調機的外機套管式水冷換熱器中，它的水質必須要滿足必須的要求，否則會影響換熱的效果，嚴重會堵塞套管式換熱器。因此建議在設計冷卻水系統時盡量采用同程連接，以使各末端水阻力大致相等，穩定性好，水量分配均勻，從而更容易實現水力平衡。

（3）水冷多聯的空調系統能通過實現內外分區，滿足一般建筑物在同一時間的不同區域的制熱或制冷需求，其系統能通過溫控閥來切換工作狀態：在系統的冷負荷是主要的負荷的時候，會自動的啟動冷卻塔來進行散熱；在系統的熱負荷是主要負荷的時候，會自動的開啟鍋爐來提供熱源；在冷熱負荷為基本相等的時候，冷卻塔和鍋爐都不用開啟，通過熱回收就可以滿足空調的要求，可以避免產生不必要的電費，而且當冷熱平衡的時候，其熱回收的效率為最大。

（4）水冷多聯為實現建筑師心中的完美建筑立面創造了條件，由于不像風冷多聯需要在外立面設置大面積的百葉進行通風散熱，水冷多聯完全可以設置在不靠外墻的機房內，設置位置不受限制，從而不會因為開百葉而影響建筑立面。正是由于這個特點，很多高層、超高層辦公建筑更多傾向于采用水冷多聯系統。

3、水冷多聯系統設計要點探討

3.1空調系統的合理分區，優化走管

首先來進行空調系統的劃分，應將室內設計參數以及熱濕比一樣或者相近的房間劃分為同一個系統，可以使空氣的處理與控制方案保持一致。房間的朝向、層次以及位置相同或者相近的房間應該劃為同一個系統，可以使風道布置以及安裝較為容易，與此同時也會方便管理。但是空調系統的劃分過多，可能會對經濟不利，同時也會導致管線過多，從而占用更多的凈空及管井面積，因此對于某些室內參數或者熱濕比不是完全相同的情況，我們可以采用分區處理的辦法仍然將它們劃成一個系統，以此提高系統的效率，并且減少初期投資。

合理分區處理依據：不同朝向區域組合成一個系統，降低峰值負荷；功能不同的區域組合成一個系統，提高設備利用率；根據外機擺放及管道井位置選擇分區，便于走管。優化的系統分區，可以顯著減少配管總長，使多聯機空調效果更加出色，并利于節能。

3.2室內機精確選型

根據精確的負荷計算，選擇相應容量的室內機機型，設計中室內機選型還需考慮溫度、連接率、管長、室內外機高差等因素的影響。水冷多聯機空調系統室內機與室外機的額定制冷量是在標準工況下測得的數據，因此，產品樣本中所提供的技術參數與實際工程條件（室內外溫度、管道長度、室內外機高差等）不同時，應進行修正。

4、水冷多聯空調的冷卻水系統控制說明

4.1設備啟停順序控制

為保證整個制冷系統安全運行，設備啟停需按照一定的順序進行。只有當冷卻 水流動后，壓縮機才能最后啟動。

啟動順序：室內機側開機（用戶）→水泵啟動→室外機啟動

停機順序：室內機側停機（用戶）→室外機停機→水泵停止

空調室內機開機后，控制系統根據開機信號啟動冷卻水泵，再開啟室外機。停機 順序相反。

4.2冷卻塔開啟臺數及節能控制

采用冷卻塔做為冷源的水冷多聯系統，根據實際冷負荷，監測冷卻水供、回水溫度，調整冷卻塔、循環水泵投入臺數和運轉 頻率。

4.3壓差旁通控制

調節位于供、回水總管之間的旁通管上的電動調節閥的開度，實現進水與回水之間的旁通，以保持供、回水壓差恒定。

4.4水流檢測、水泵控制

如果水流流量太小甚至斷流，則自動報警并自動停止 相應空調機組的運行，且當某一臺水泵出現故障時，備用水泵將自動投入運行。

4.5冷卻水溫度控制

根據冷卻水溫度控制冷卻塔風機的啟停。

4.6冷卻水系統的監測內容包括

冷卻塔冷卻風扇的啟、停，冷卻塔進水蝶閥的 開度，冷卻水進、回水溫度，冷卻水泵的啟、停，旁通閥的開度等。控制中心根 據監測的數據自動控制設備的運行。

5、結語

對于傳統水系統空調，只要系統運行穩定，供水可靠，供水溫度、產品選型符合要求，設備出力就可滿足設計要求，空調房間就可達到設計效果，即使房間實際負荷大于設計負荷，空氣處理機負荷過大，空氣處理機也可穩定工作。而多聯機系統的穩定性影響因素較多，其穩定性不如水系統好。水冷多聯的空調系統采用創新技術使水冷系統和多聯系統相結合，不僅有水冷系統的利用低位的熱能來實現夏季的制冷與冬季的制熱，以及更高效率、更低噪聲、安全可靠、使用壽命長等優點；還囊括了普通的多聯機的變容量輸出以及安裝簡易和更加節能等優勢，可以從整體上來提升機組的效率，令多聯機的適用范圍大大的延伸。因此，對于水冷多聯機空調系統的研究與應用也變得越來越重要。

參考文獻：

[1]韋彬貴.基于模糊控制策略的動態自適應制冷系統[J].南寧職業技術學院學報，2011（1）.

[2]羅倫，張敏.多聯機空調技術及其應用[J].高職論叢，10（4）：17-20.

[3]張傳友，廖志濤.數碼變容量水冷多聯機的應用[J].中國建設信息供熱制冷，2009（3）.