多联机设计中应注意的问题

2012-09-29王亚娟

时代农机 2012年1期

王亚娟

（中国汽车工业工程公司,天津 300190）

近年来，“家用中央空调”“商用中央空调”因其设计灵活，安装方便越来越多的应用在民用及商用空调领域。该种设备绝大多数采用冷热源主机与室内末端装置分开的型式，通过制冷剂管道和电气管线进行连接。根据供冷方式的不同有进行划分，以空气为输送介质的为风管式全空气空调系统，以水为输送介质的为水-空气空调系统，以制冷剂为输送介质的为变制冷剂流量多联分体式空调系统。目前应用最多的是变制冷剂流量多联分体式空调，简称为多联机。本文主要探讨多联机空调系统设计及与配套专业配合过程中一些应注意的问题。

1 概述

变制冷剂流量多联分体式空调系统又称为VRV系统，但由于最初开发该空调系统的大金公司已将VRV系统注册为商标，因此又衍生出VRF、MRV等名词，但从原理上讲都是控制冷媒流通量，经冷媒的直接蒸发或直接压缩来实现制冷或制热的空调系统。多联机的变制冷剂流量主要通过两种方式来实现，一种是通过改变压缩机的工作状态来实现，包括变频多联空调和数码涡旋（变容）多联空调。另一种是增加压缩机的数量，即用多台小容量压缩机对应室内机，通过电子膨胀调节阀进行调节，在室外机侧调节送入室内机的冷媒流量与状态，进而实现末端的冷量输出，这种就是俗称的“一拖多”系统。

多联机形式的多样性决定了其主机选型、系统设计等方面均有差别。并且一套空调系统的设计离不开与相关专业的配合，不同的主机形式与土建、电气、给排水诸多专业相配合过程中的侧重点也有所不同，下面就以上问题进行进一步的探讨。

2 系统设计中应注意的问题

（1）机组选型。变频多联空调和数码涡旋多联（变容）空调均可实现根据室内机的负荷调节压缩机的工作状态，从而达到节能的目的。变频多联是通过改变压缩机马达的转速，来变化压缩机的输出功率和容量。数码涡旋多联是通过调节压缩机一个工作周期的“负载状态”与“卸载状态”，变化两个状态的不同组合来进行容量调节。调节范围，变频多联空调的调节范围为50%~130%，数码涡旋多联空调的调节范围为10%~100%。但“一拖多”的多联空调机组，单台压缩机没有调节功能，即使开启一台室内机室外压缩机也要满负荷投入运转。

基于以上特点，在选择机组形式时要根据所应用的地点有针对性的选择。对于面积较大的商业建筑，建议选择变频多联空调，在设计室内机时，其容量可以较室外机增加30%，从而有效的减少初投资。如果同时使用率不高，部分负荷的时间较多，建议选择容量调节范围更广的数码涡旋多联空调。“一拖多”空调由于其价格低廉，冷量范围较小，更适合一些小型建筑，或者个别单独供冷的场所。

（2）冷媒管路。变频/变容多联机经过多年的改进，（以大金为例）其室内机与室外机之间的冷媒配管长度为165m（等效长度为190m），室内机与室外机高低差可以达到90m。以上数值是机组的极限数值，也是设计中必须保证的数值。但在配置冷媒管路的时候，还必须要注意到制冷机组的出力是随着冷媒配管长度及室内外机的高差变化而变化的。从大金公司的图表中，可以看到，室内外高差50m，冷媒管等效长度90m的条件下，冷量的修正系数为0.7。因此，在设计中应尽量使室内外机的高差减小，冷媒管道的配管长度最短，对于大高差、长管路的系统则要重新测算后，增加机组的制冷量，以达到舒适的空调制冷效果。

在冷媒管路的设计中，还应注意第一分歧与最末端室内机之间的配管长度，不同厂家给出的长度不同，但由于制冷机组回油等技术问题，该数值均未超过40m。从本人的设计经历来看，该项数据极大的限制了多联机冷媒管路的设计，在设计多联机系统时必须要引以重视。尤其在设计一些狭长的公用建筑空调时，往往要将整体空调拆分成两个或三个系统，以满足第一分歧配管的需要。

（3）新风系统设计。新风量的多少不但决定着室内空气品质，而且也是影响室内空调负荷的重要因素。多联机由于系统本身不能提供新风，因此需配合设计新风系统。目前在工程中运用较多的是，采用多联机的室内机作为新风机进行新风处理。这种方法虽然简单，但是室内机盘管是根据空调的回风状态设计的，而不是按照新风状态设计的，新风机既要承担新风负荷还要将新风处理到室内空气状态点，显然是不能满足的。而采用新风换气机来处理新风，既可以补充新风还可以回收排风中的冷量，回收效率为60%～70%。这样只需在空调负荷计算时考虑进部分新风负荷就可以了。

3 专业配合中应注意的问题

好的设计是一项系统性工程，不仅局限在本专业，把设计的系统很好的实施，还需与相关配套专业紧密配合，做好预判，将问题消灭在图纸中，在提供好的空调效果的同时，满足施工要求，减少变更，提高现场施工进度。

（1）土建专业。在进行初步设计时就应与土建专业沟通，了解建筑结构，承载情况，确定空调室外机放置的基本位置。室外机的位置应放置于进风通畅，排风顺畅的场所。如室外机置于屋面，则进行冷媒管路的初步布置，确定室外机放置位置，进而确定冷媒管道立管管井位置，由建筑专业设计预留。并且置于屋面的室外机基础做成条状的，应顺屋面排水方向布置，防止由于室外机基础阻挡，造成屋面排水不畅。如布置确有困难的，也可将基础逐段断开或做成点状基础。

（2）给排水专业。空调系统的冷凝水是靠重力无压力的排放系统。多联机系统空调冷凝水为集中排放的形式、冷凝水管的管道坡度为延水流方向0.003，因此在考虑吊顶空间的时候，必须要考虑冷凝水排放的竖向空间。如冷凝管道过长，占用了过多的吊顶空间，则应将冷凝水分段集中，排入给排水地漏。因此施工图设计初期，就应进行冷凝水系统的坡度及走向测算，与给排水专业配合，预留地漏等排水装置。

由于多联机为直接蒸发式空调，室外机没有任何水路系统，多联机系统的室外机的排水往往易被忽视。实际在运行过程中，特别是北方，空调机组在制热时，室外机的表冷器会结霜，在机组运行30min左右，机组就会进入除霜程序，这时霜融化室外机就会有凝水产生，由于多联机的制冷量大，其表冷器表面积较大，产生的凝水就较多，因此在室外机周围必须有顺畅的排水条件，或留有地漏。否则，局部长时间积水，不仅容易造成土建设施的侵蚀，也给机组留下了隐患。

（3）电气专业。多联机做为电气设备，与电气专业的联系最为紧密。在设备选型后，就应与电专业配合，由电气专业进行配电设计。首先，应注意机组的配电电压，一般空调室内机均为220V，而空调室外机制冷量大于等于10kW的为380V电源，制冷量小于10kW的为220V电源。其次，一拖多机型一般配电至室内机，室外机自室内机处得电进而运行。而变频/变容多联机，室内外机为分别配电，由控制信号控制室内外机的启动。以上都是在与电气专业配合过程中必须明确的，如果控制方式不明确，极容易造成现场不必要的返工。并且多联机室外机安装于屋面的时，大部分情况下其高度均比屋面总高度高，根据建筑电气安装规范的要求，室外机组必须设置防雷接地保护措施，以防止雷击。而该项措施往往被施工单位忽略，因此应在设计说明中明确指出。

4 设计案例

天津博信汽车零部件有限公司，项目位于天津市滨海新区。其办公楼为四层，面积约5500m2，为钢筋混凝土结构。

该办公楼拟采用多联中央空调系统，由于办公楼分为会议室部分与办公部分，而这两部分并不同时使用，因此空调主机采用数码涡旋多联空调机组。该办公楼长度为136m，而宽度仅为10m。如果空调主机集中放置，第一分歧的配管长度将大大超过40m。因此空调机组应分两组放置于屋面的东西两侧，这样就保证了冷媒管道的配管需要。

新风系统采用热回风新风机组，根据《公共建筑节能设计标准》中的主要房间设计新风量的规定值，办公场所新风量为30m3/h.p，据此计算该办公楼新风量为20800m3/h。选用8台新风换气机，单台风量为2600m3/h。

计算新风负荷：Q=0.28cpσwnL（twn-tn）

式中，cp为空气的定压比热容；σwn为通风室外温度下的空气密度；L为新风量；twn为通风室外算温度；tn为空调室内计算温度。