多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在綠色建筑中的應(yīng)用

李程

廣西華景城建筑設(shè)計(jì)有限公司

0 引言

隨著多聯(lián)機(jī)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展及我國(guó)建筑節(jié)能事業(yè)的不斷進(jìn)步，多聯(lián)機(jī)技術(shù)圍繞“節(jié)能”話題而成為業(yè)界研究的熱點(diǎn)。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，又稱為變制冷劑流量直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為多聯(lián)機(jī)，系統(tǒng)通常可由一臺(tái)或多臺(tái)室外機(jī)與多臺(tái)室內(nèi)機(jī)組成，相比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，多聯(lián)機(jī)由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、控制靈活、舒適節(jié)能、部分負(fù)荷運(yùn)行性能系數(shù)高、在低負(fù)荷運(yùn)行也能達(dá)到節(jié)能目的等優(yōu)勢(shì)，逐步成為我國(guó)空調(diào)領(lǐng)域中的重要組成部分[1]。在此背景下，眾多公共建筑尤其是辦公建筑的空調(diào)系統(tǒng)常設(shè)計(jì)為多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。而在目前全國(guó)性實(shí)施并普及綠色建筑的大趨勢(shì)下，一棟建筑采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)到底可以為綠色建筑提供多大貢獻(xiàn)是本文即將分析的內(nèi)容，本文主要針對(duì)多聯(lián)機(jī)+新風(fēng)系統(tǒng)在公共建筑中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)條件和冷負(fù)荷

根據(jù)夏季室內(nèi)要求的空氣計(jì)算干、濕球溫度以及夏季空調(diào)室外空氣計(jì)算干、濕球溫度等資料，計(jì)算出每個(gè)房間的冷負(fù)荷。

2）室內(nèi)機(jī)制冷容量選擇

室內(nèi)機(jī)額定制冷容量是在標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)工況時(shí)的制冷量。由于夏季空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件與標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)工況并不一樣，因此空調(diào)室內(nèi)機(jī)的實(shí)際制冷容量與額定制冷容量也不相同。根據(jù)室內(nèi)空氣計(jì)算干、濕球溫度以及室外空氣計(jì)算干球溫度，在廠家提供室內(nèi)機(jī)制冷容量表中，選出最接近或大于房間冷負(fù)荷的室內(nèi)機(jī)。

3）系統(tǒng)組成和室外機(jī)制冷容量選擇

在系統(tǒng)組成時(shí)，主要考慮以下幾個(gè)原則：

①初步估算所連室內(nèi)機(jī)實(shí)際總?cè)萘繉?duì)應(yīng)的室外機(jī)額定制冷容量。

②室外機(jī)放置位置。

③配管配置連接：等效配管長(zhǎng)度=實(shí)際配管長(zhǎng)度+彎管個(gè)數(shù)×低處彎管等效長(zhǎng)度+回油彎個(gè)數(shù)×低處回油彎管等效長(zhǎng)度+線支管個(gè)數(shù)×線支管等效長(zhǎng)度+集支管等效長(zhǎng)度。在進(jìn)行等效管長(zhǎng)制冷、制熱容量修正時(shí)，總的等效長(zhǎng)度=主干管等效長(zhǎng)度×0.5+其他等效長(zhǎng)度，按照總的等效長(zhǎng)度進(jìn)行查圖，得出制冷、制熱容量修正系數(shù)。

④盡量把經(jīng)常使用的房間和不經(jīng)常使用的房間組合在一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)同時(shí)使用率最好能控制在50%～80%，此時(shí)系統(tǒng)的能效比較高。如系統(tǒng)同時(shí)使用率低于30%，則系統(tǒng)能效比較低、設(shè)備利用率低，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較差。

⑤室內(nèi)外機(jī)的容量配比系數(shù)是一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有室內(nèi)機(jī)額定制冷容量之和與室外機(jī)額定制冷容量之比（表1）。

表1 室內(nèi)外機(jī)的容量配比系數(shù)表

⑥室內(nèi)機(jī)數(shù)量不能超過室外機(jī)容許連接的數(shù)量。

4）室外機(jī)實(shí)際制冷容量計(jì)算

根據(jù)室內(nèi)外機(jī)的容量配比系數(shù)，室內(nèi)空氣計(jì)算干、濕球溫度以及室外空氣干球溫度，在廠家提供室外機(jī)制冷容量表中查出室外機(jī)在設(shè)計(jì)工況下的實(shí)際制冷容量Qw實(shí)際。

5）室內(nèi)機(jī)最終實(shí)際制冷容量計(jì)算

系統(tǒng)中每臺(tái)室內(nèi)機(jī)的最終實(shí)際制冷容量為：

式中：a 為配管長(zhǎng)度及高度差容量修正系數(shù)。

如果按照式（1）計(jì)算出的室內(nèi)機(jī)的最終實(shí)際制冷量小于該室內(nèi)機(jī)服務(wù)房間的冷負(fù)荷，則應(yīng)重新選擇室內(nèi)機(jī)，再按2～5 的步驟進(jìn)行計(jì)算，直到滿足要求為止。

實(shí)際使用時(shí)，由于房間間歇使用空調(diào)的間隔時(shí)間可能較長(zhǎng)，為了使房間的溫度在啟動(dòng)后快速下降，可以考慮室內(nèi)機(jī)最終實(shí)際制冷容量遠(yuǎn)大于房間負(fù)荷，最大參考值為1.5。

1.2 多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意問題

1）多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮配管長(zhǎng)度盡可能短，因?yàn)橄到y(tǒng)配管越長(zhǎng)，系統(tǒng)能力衰減就越大，因此考慮到經(jīng)濟(jì)性，配管等效長(zhǎng)度最好不要超過80～100 m，當(dāng)?shù)刃чL(zhǎng)度超過90 m 時(shí)，要加大氣體端主干管的直徑。同時(shí)盡管室外機(jī)可以在容量配比系數(shù)135%以內(nèi)運(yùn)行，但在設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的具體使用情況來決定，對(duì)制熱有特殊要求的場(chǎng)合不適合超配。因此，為了確保多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全地工作，對(duì)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)大小、容量配比及配管長(zhǎng)度等均需有所考慮。

2）多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮周邊環(huán)境對(duì)室外機(jī)的要求，室外機(jī)放置位置保證良好的通風(fēng)，避免進(jìn)、排風(fēng)短路，造成COP 大幅降低，同時(shí)避免陽光直射等。室外機(jī)放置位置充分考慮安裝、檢修等空間[2]。

2 多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用

在《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50378-2014 中，與暖通空調(diào)領(lǐng)域多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)的條文如表2：

表2 多聯(lián)機(jī)對(duì)應(yīng)條文及得分表

1）5.2.4、11.2.2 條：對(duì)于多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)其IPLV 較公建標(biāo)準(zhǔn)要求的提高8%時(shí)，可為“綠色建筑”貢獻(xiàn)6 分的分值。若當(dāng)其IPLV 較公建標(biāo)準(zhǔn)要求的提高16%時(shí)，可為“綠色建筑”貢獻(xiàn)12 分的分值。而根據(jù)目前市場(chǎng)上的多聯(lián)機(jī)空調(diào)，IPLV 值較公建標(biāo)準(zhǔn)要求提高8%對(duì)于大部分多聯(lián)機(jī)空調(diào)均可達(dá)到，如果建筑本身有更高的設(shè)計(jì)要求，多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的IPLV 較公建標(biāo)準(zhǔn)提高16%的要求也不難達(dá)到。

2）5.2.7 條：采用多聯(lián)機(jī)+新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)新風(fēng)采用可調(diào)新風(fēng)比或可實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行時(shí)，可認(rèn)為過渡季有降低空調(diào)系統(tǒng)能耗的措施，可得6 分。

3）5.2.8 條：采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)可以達(dá)到分區(qū)控制的要求，可得3 分。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的IPLV（制冷綜合性能系數(shù)）滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189 的要求時(shí)，可得3 分；多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)采用的是變制冷劑流量，是屬于不需設(shè)置水系統(tǒng)或風(fēng)系統(tǒng)，可得3 分。

4）6.2.8 條：多聯(lián)機(jī)為無需冷卻水的空調(diào)系統(tǒng)，可得10 分。

5）6.2.11 條：多聯(lián)機(jī)為無冷卻水補(bǔ)水的空調(diào)系統(tǒng)，可得8 分。

綜上，在節(jié)能與能源利用章節(jié)中，多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)可為綠色建筑貢獻(xiàn)的分?jǐn)?shù)為21 分，公共建筑的權(quán)重分?jǐn)?shù)為21×0.28=5.88 分。在節(jié)水與水資源利用章節(jié)中，多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)可為綠色建筑貢獻(xiàn)的分?jǐn)?shù)為18分，公建權(quán)重分?jǐn)?shù)為18×0.18=3.24 分。提高與創(chuàng)新章節(jié)無權(quán)重系數(shù)，可直接得1 分。因此，采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的公共建筑可得到的總分為10.12 分，占一星級(jí)綠色建筑50 分的21.24%，占二星級(jí)綠色建筑60 分的16.87%，占三星級(jí)綠色建筑80 分的12.65%。

3 結(jié)語

社會(huì)在進(jìn)步，人類對(duì)資源節(jié)約的意識(shí)不斷增強(qiáng)，在實(shí)現(xiàn)真正綠色建筑的道路上，從事建筑業(yè)的各階段人員都在為實(shí)現(xiàn)綠色建筑的目標(biāo)而尋求著更多、更好的解決方法，當(dāng)一棟建筑采用了多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，也在悄然地為節(jié)能為綠色建筑助力著。