从建筑节能角度谈多联机的设计与安装

2017-01-22白锡岳

资源节约与环保 2017年7期

关键词：冷媒联机热效率

白锡岳

（天津中发机电工程有限公司天津300392）

从建筑节能角度谈多联机的设计与安装

白锡岳

（天津中发机电工程有限公司天津300392）

相对于传统的分体式空调而言，多联机空调的容量调节方便、噪声低、组合灵活等优点，近年来不断得到推广使用，本文通过空调核心元件，冷媒选用及安装等方面分析其对建筑节能的影响。

建筑节能;多联机系统;核心元件

引言

能源问题是当今世界各国普遍关注的问题，包括现有资源，新能源开发及能源节约与再利用。各国的法规政策的要求也越来越严格，各行业都在为了能更有效的利用能源投入新产品开发。近年来多联机由于其灵活多变的结构形式在各类建筑中的迅速推广，其对于建筑节能的影响也越来越引起社会各界的关注。

1 多联机系统的定义及分类

1.1 多联机系统的定义

多联机中央空调系统俗称“一拖多”，指的是两台或者两台以上室内机通过配管与一台或者多台室外机相连接的系统。室内侧采用直接蒸发换热型式，室外侧采用风冷换热形式的一次制冷剂系统，可以同时向一个或者数个区域提供处理后的空气。

1.2 多联机的分类

按照压缩机的形式分：变频多联机，变容多良机（即数码涡旋多联机）等。

按照提供的功能分：单冷型，热泵型，电热型等。

按照室外机构成方式分：单模块型，多模块组合型等。

按照冷媒类型分：R22，R407C，R410A，R290，R32等。

多联机的分类方式很多，但习惯上是按照压缩机的形式划分。

2 多联机的节能设计

我国于05年7月颁布实施《公共建筑节能设计标准》，标志着我国建筑节能工作的全面展开。而在公共建筑中，空调的能耗能达到65%，多联机近年来的迅速推广，其在建筑节能上的作用不容忽视。

所谓多联机系统的节能设计，即提高多联机系统的能效比。目前，多联机系统的能效比一般仅维持在3～4左右，所以多联机的节能设计上有很大的挖掘空间，对于建筑节能有着关键的影响。

众所周知，构成空调系统的四大元件包括压缩机，蒸发器，冷凝器，膨胀阀（电子膨胀阀或毛细管），这四大核心构成元件是多联机能耗的重要影响因素。当然，系统冷媒的影响也不可忽视。所以，多联机的节能设计要从这几方面考虑。

2.1 四大核心元件的节能设计

2.1.1 压缩机

在空调系统中压缩机就是空调的“动力心脏”，是决定空调品质的最重要因素。压缩机的作用就是吸入低温低压冷媒，压缩提高冷媒的温度和压力，通过热功转换达到制冷目的，它决定了空调系统的能效比。所以在多联机的设计阶段，根据需要达到的额定制冷量，选择高压缩比，高能效的压缩机对于整体系统的节能起着决定作用。

但压缩机的能效是在其设定工况下测定的，也就是说，空调系统的工况也影响着压缩机能效的实现。

所以说要实现多联机系统的节能设计，要根据空调的实际设计工况，选择相匹配的高能效压缩机，以达到最优化的节能设计。

2.1.2 蒸发器及冷凝器

为了提高多联机系统的能效比，除了选用合适高效的压缩机外，提高换热器的换热效率同样非常重要。提高换热器的换热效率，主要从以下几个方面考虑：①增大换热面积。最直接的办法就是外形结构上增加换热器的换热面积，但是这个方法不但会使成本增加，其结构的变更对空调整体结构，尤其是外形尺寸上可能会发生变化，需要重点考虑本体结构可行性及实际安装空间的要求。另一方面考虑，使用内螺纹铜管，在外形结构不变的前提下，内螺纹管由于内表面有沟槽，这样比传统的光滑铜管不仅增加了换热面积，而且使增加了冷媒在换热器内部的扰动，使换热系数增加，从而非常有效的提高了换热效率。②增加与外部环境的换热能力。由于多联机一般是通过风冷强制换热，适当合理的提高系统风量，就可以提高换热热器的换热效率。③提高翅片的换热效率。空调翅片一般选用铝箔。一方面考虑结构的影响，如果选用平翅片，由于空气自身的粘度，会在其表面形成边界层，造成较大的热阻。而采用冲锋片结构，设计合理的切口高度，减少空气粘度的影响，增加空气流通速度，以达到提高换热效率的目的。另一方考虑性能影响，翅片铝箔材质的性能包括附着力，亲水性，防腐性，抗热性，抗油性。其中，亲水性对换热效率有着关键的影响。亲水性是指物体表面对水的亲合力。空调在运行过程中，不可能避免的会产生大量的凝结水，普通铝箔容易使凝结水滴积累，当它的高度达到翅片间距一半时，两翅片片之间的水珠就会连接起来，形成“水桥”，使翅片间不畅通，增大气流阻力，影响换热器的换热效率。亲水铝箔，即在铝箔表面增加亲水涂层，这样使其对水有着极强的亲合力，凝结水迅速沿翅片表面铺开，并以薄的水膜形式流下来，从而强化了翅片间气流强度，提高换热器的换热效率。

2.1.3 膨胀阀

随着多联机开发技术的发展，传统的毛细管逐步被电子膨胀阀所取代。电子膨胀阀在多联机中已经广泛应用，是多联机制冷系统智能化的重要组成。它可以精确有效的根据温度计压力的变化调节制冷剂的流量。对多联机而言，由于其整体覆盖范围广，其系统负荷及工况的变化范围比较大，当实际负荷与设计负荷偏差大时，通过电子膨胀阀的配合控制，可以整体提高多联机系统的能效比。膨胀阀的调节精度及范围主要取决于可调级数，合理的选用电子膨胀阀，可以使多联机系统在实际应用中能效比提高10%以上，对于空调系统的节能有着重要意义。

2.2 制冷剂的影响

如果说压缩机是空调的“心脏”，那么制冷剂就是其“血液”。它的种类和充注量对整体运行的效果有着重要影响。首先，制冷剂的种类，随着R22的逐步淘汰，R410A，R290及R32逐步推广使用，就节能效果而言，这几种替代冷媒中，R32综合节能效果较好，从节能角度考虑多联机设计时，可以多投入研究。其次，制冷剂的充注量，多联机系统中包含多台室内机或者多台室外机，其负荷变化相当大，过量或者不足的制冷剂充注量都会使整体系统处于过负荷运行状态，降低其能效比。所以，为了使其整体达到最佳的节能工作状态，制冷剂的充注量必须要合理设计。

3 多联机系统的安装

多联机系统的节能，不但要从整体设计上考虑高能效比的配置，合理的安装也关系整体节能运行的实现。

3.1 安装位置的选择

室外机的尺寸较大，选择的安装位置周围要有足够的空间，保证通风，这样才能够达到理想的换热效果。

室内机安装前，首先要选择与房间形状匹配的室内机型式，多台室内机间不能相互干扰，保证室内的气流组织。

3.2 制冷剂的追加

多联机系统在实际安装中，室内外机安装管路不但存在着高度落差，而且其循环管路长度也不一致。多联机系统中预存的冷媒量一般不能与实际工况相匹配，必须要根据具体情况，结合样本资料，计算需要追加的冷媒量。这样不仅能够使整体系统在最佳工作状态，同时提高系统稳定性，从而在实际运行中达到建筑节能的效果。

3.3 施工影响

多联机系统施工时，涉及到的问题主要有焊接，管路运输及存储，风管与室内机安装的匹配性。焊接不良时，会造成管路局部阻力增大，冷媒流量不均匀。铜管在运输及存储过程中，保护不足，导致铜管内部污染，在系统运行时会造成冷媒污染。室内机需要连接风管时，如果风管与室内机连接不匹配，会导致系统风量过大或过小。由此可见，多联机系统的保证良好的施工技术及施工管理，对多联机系统节能有着重要作用。