從建筑節能角度談多聯機的設計與安裝

白錫岳

（天津中發機電工程有限公司天津300392）

從建筑節能角度談多聯機的設計與安裝

白錫岳

（天津中發機電工程有限公司天津300392）

相對于傳統的分體式空調而言，多聯機空調的容量調節方便、噪聲低、組合靈活等優點，近年來不斷得到推廣使用，本文通過空調核心元件，冷媒選用及安裝等方面分析其對建筑節能的影響。

建筑節能;多聯機系統;核心元件

引言

能源問題是當今世界各國普遍關注的問題，包括現有資源，新能源開發及能源節約與再利用。各國的法規政策的要求也越來越嚴格，各行業都在為了能更有效的利用能源投入新產品開發。近年來多聯機由于其靈活多變的結構形式在各類建筑中的迅速推廣，其對于建筑節能的影響也越來越引起社會各界的關注。

1 多聯機系統的定義及分類

1.1 多聯機系統的定義

多聯機中央空調系統俗稱“一拖多”，指的是兩臺或者兩臺以上室內機通過配管與一臺或者多臺室外機相連接的系統。室內側采用直接蒸發換熱型式，室外側采用風冷換熱形式的一次制冷劑系統，可以同時向一個或者數個區域提供處理后的空氣。

1.2 多聯機的分類

按照壓縮機的形式分：變頻多聯機，變容多良機（即數碼渦旋多聯機）等。

按照提供的功能分：單冷型，熱泵型，電熱型等。

按照室外機構成方式分：單模塊型，多模塊組合型等。

按照冷媒類型分：R22，R407C，R410A，R290，R32等。

多聯機的分類方式很多，但習慣上是按照壓縮機的形式劃分。

2 多聯機的節能設計

我國于05年7月頒布實施《公共建筑節能設計標準》，標志著我國建筑節能工作的全面展開。而在公共建筑中，空調的能耗能達到65%，多聯機近年來的迅速推廣，其在建筑節能上的作用不容忽視。

所謂多聯機系統的節能設計，即提高多聯機系統的能效比。目前，多聯機系統的能效比一般僅維持在3～4左右，所以多聯機的節能設計上有很大的挖掘空間，對于建筑節能有著關鍵的影響。

眾所周知，構成空調系統的四大元件包括壓縮機，蒸發器，冷凝器，膨脹閥（電子膨脹閥或毛細管），這四大核心構成元件是多聯機能耗的重要影響因素。當然，系統冷媒的影響也不可忽視。所以，多聯機的節能設計要從這幾方面考慮。

2.1 四大核心元件的節能設計

2.1.1 壓縮機

在空調系統中壓縮機就是空調的“動力心臟”，是決定空調品質的最重要因素。壓縮機的作用就是吸入低溫低壓冷媒，壓縮提高冷媒的溫度和壓力，通過熱功轉換達到制冷目的，它決定了空調系統的能效比。所以在多聯機的設計階段，根據需要達到的額定制冷量，選擇高壓縮比，高能效的壓縮機對于整體系統的節能起著決定作用。

但壓縮機的能效是在其設定工況下測定的，也就是說，空調系統的工況也影響著壓縮機能效的實現。

所以說要實現多聯機系統的節能設計，要根據空調的實際設計工況，選擇相匹配的高能效壓縮機，以達到最優化的節能設計。

2.1.2 蒸發器及冷凝器

為了提高多聯機系統的能效比，除了選用合適高效的壓縮機外，提高換熱器的換熱效率同樣非常重要。提高換熱器的換熱效率，主要從以下幾個方面考慮：①增大換熱面積。最直接的辦法就是外形結構上增加換熱器的換熱面積，但是這個方法不但會使成本增加，其結構的變更對空調整體結構，尤其是外形尺寸上可能會發生變化，需要重點考慮本體結構可行性及實際安裝空間的要求。另一方面考慮，使用內螺紋銅管，在外形結構不變的前提下，內螺紋管由于內表面有溝槽，這樣比傳統的光滑銅管不僅增加了換熱面積，而且使增加了冷媒在換熱器內部的擾動，使換熱系數增加，從而非常有效的提高了換熱效率。②增加與外部環境的換熱能力。由于多聯機一般是通過風冷強制換熱，適當合理的提高系統風量，就可以提高換熱熱器的換熱效率。③提高翅片的換熱效率。空調翅片一般選用鋁箔。一方面考慮結構的影響，如果選用平翅片，由于空氣自身的粘度，會在其表面形成邊界層，造成較大的熱阻。而采用沖鋒片結構，設計合理的切口高度，減少空氣粘度的影響，增加空氣流通速度，以達到提高換熱效率的目的。另一方考慮性能影響，翅片鋁箔材質的性能包括附著力，親水性，防腐性，抗熱性，抗油性。其中，親水性對換熱效率有著關鍵的影響。親水性是指物體表面對水的親合力。空調在運行過程中，不可能避免的會產生大量的凝結水，普通鋁箔容易使凝結水滴積累，當它的高度達到翅片間距一半時，兩翅片片之間的水珠就會連接起來，形成“水橋”，使翅片間不暢通，增大氣流阻力，影響換熱器的換熱效率。親水鋁箔，即在鋁箔表面增加親水涂層，這樣使其對水有著極強的親合力，凝結水迅速沿翅片表面鋪開，并以薄的水膜形式流下來，從而強化了翅片間氣流強度，提高換熱器的換熱效率。

2.1.3 膨脹閥

隨著多聯機開發技術的發展，傳統的毛細管逐步被電子膨脹閥所取代。電子膨脹閥在多聯機中已經廣泛應用，是多聯機制冷系統智能化的重要組成。它可以精確有效的根據溫度計壓力的變化調節制冷劑的流量。對多聯機而言，由于其整體覆蓋范圍廣，其系統負荷及工況的變化范圍比較大，當實際負荷與設計負荷偏差大時，通過電子膨脹閥的配合控制，可以整體提高多聯機系統的能效比。膨脹閥的調節精度及范圍主要取決于可調級數，合理的選用電子膨脹閥，可以使多聯機系統在實際應用中能效比提高10%以上，對于空調系統的節能有著重要意義。

2.2 制冷劑的影響

如果說壓縮機是空調的“心臟”，那么制冷劑就是其“血液”。它的種類和充注量對整體運行的效果有著重要影響。首先，制冷劑的種類，隨著R22的逐步淘汰，R410A，R290及R32逐步推廣使用，就節能效果而言，這幾種替代冷媒中，R32綜合節能效果較好，從節能角度考慮多聯機設計時，可以多投入研究。其次，制冷劑的充注量，多聯機系統中包含多臺室內機或者多臺室外機，其負荷變化相當大，過量或者不足的制冷劑充注量都會使整體系統處于過負荷運行狀態，降低其能效比。所以，為了使其整體達到最佳的節能工作狀態，制冷劑的充注量必須要合理設計。

3 多聯機系統的安裝

多聯機系統的節能，不但要從整體設計上考慮高能效比的配置，合理的安裝也關系整體節能運行的實現。

3.1 安裝位置的選擇

室外機的尺寸較大，選擇的安裝位置周圍要有足夠的空間，保證通風，這樣才能夠達到理想的換熱效果。

室內機安裝前，首先要選擇與房間形狀匹配的室內機型式，多臺室內機間不能相互干擾，保證室內的氣流組織。

3.2 制冷劑的追加

多聯機系統在實際安裝中，室內外機安裝管路不但存在著高度落差，而且其循環管路長度也不一致。多聯機系統中預存的冷媒量一般不能與實際工況相匹配，必須要根據具體情況，結合樣本資料，計算需要追加的冷媒量。這樣不僅能夠使整體系統在最佳工作狀態，同時提高系統穩定性，從而在實際運行中達到建筑節能的效果。

3.3 施工影響

多聯機系統施工時，涉及到的問題主要有焊接，管路運輸及存儲，風管與室內機安裝的匹配性。焊接不良時，會造成管路局部阻力增大，冷媒流量不均勻。銅管在運輸及存儲過程中，保護不足，導致銅管內部污染，在系統運行時會造成冷媒污染。室內機需要連接風管時，如果風管與室內機連接不匹配，會導致系統風量過大或過小。由此可見，多聯機系統的保證良好的施工技術及施工管理，對多聯機系統節能有著重要作用。

結語

多聯機系統在越來越多的中小型建筑中應用，其系統能耗對于整體建筑節能的實現有著深遠意義，多聯機系統的節能設計與安裝是實現其長遠發展的必然選擇。

[1]中國建筑科學研究院，中國建筑協會建筑節能專業委員會，GB50189-2005《公共建筑節能設計標準[S]》，北京中國建筑出版社

[2]彥啟森主編《空氣調節用制冷激素》北京中國建筑工業出版社

[3]楊世銘陶文銓《傳熱學》第四版，高等教育出版社