多联机系统的设计与应用

多联机系统的设计与应用摘要：本文全面论述了多联机空调系统在工程设计中应注意的问题，重点对该系统应用中常见的错误进行了分析，并提出多联机空调系统设计应用方面的建议，以便达到良好的空调使用效果。

Abstract: The passage discusses the problem that should be noticed in the design of the VRF air conditioner system，focus on the analysis of the common error in the using of this system，and makes a suggestion on the application and use of the VRF system in order to get a good effect of the using of the air conditioning.关键词：多联机空调系统能力修正额定制冷量额定制热量噪音Key words: VRF air conditioner system capacity modification rating cooling capacity rating heating capacity noise0 引言变频多联式空调系统，又称为变制冷剂流量（Variable Refrigerant Volume）的直接蒸发式空调系统，简称VRV系统（已被日本大金注册为产品商标），80年代中期由日本大金（DAIKIN）工业株式会社研制推出，90年代初引入我国，因其方便、灵活、节能、舒适、不需集中机房等特点，在我国得到广泛的应用，成为目前国内空调市场上一个重要的空调系统形式。

由于应用方面的普及情况不同，目前在国内华东地区和南部的大多数地区得到了大量的采用，北部地区由于受到气候条件的影响，使用受到一定的限制。

但由于多联机空调系统的许多独特的优点，在北方一些城市的应用也逐渐增加。

由于暖通设计师对设备本身的了解有限，而且目前多数的多联机设计图纸都是由设备厂家或经销商直接提供，又由于对国家规范的掌握情况及设计水平的参差不齐，在多联机空调系统的应用中上造成了许多不良工程，影响了这种系统进一步的推广应用。

因此，暖通设计人员有必要了解多联机空调系统设计选型中的修正情况，使其发挥更大的优势。

1 系统设计时应考虑的修正1.1 室外机选型的修正通常多联机空调系统室内机与室外机的额定制冷量是在标准工况下测得的数据，标准工况的数据规定如下：制冷运转室内温度： 27℃DB/19℃WB 室外温度： 35℃DB制热运转室内温度： 20℃DB 室外温度： 7℃DB/6℃WB多联机空调系统实际工况往往与标准工况不同，必须进行不同温度工况下的能力修正。

另外由于全国各地的气象参数差异较大，不能简单套用某一数据，必须根据项目所在地区的气象参数查表进行修正（一般设备厂家均提供修正表格或曲线）。

现以某厂家的图表[1]为例说明：表1 制冷运行时不同温度工况的能力表通过能力修正表可见：a. 制冷运转时室外温度的增加（从25~40℃）对制冷能力的影响并不大，这个温度范围是制冷循环效率较高的区间，如果室外温度再升高达到43℃以上时，对制冷能力的影响会比较严重。

b.制热运转时设备的出力受温度的影响比较大，这也是热泵机组的主要缺点，正是这一缺点限制了风冷热泵系统在北方地区的应用。

根据上表的数据，在冬季空调室外计算温度介于-5℃~-10℃的地区应用该系统，应根据当地气象资料作详细的经济分析；在冬季空调室外计算温度低于-15℃的地区不宜采用该系统做冬季供热。

（注：冬季空气调节室外计算温度 outdoor design temperature for winter air conditioning ---以日平均温度为基础，按历年平均不保证1d，通过统计气象资料确定的用于冬季空气调节设计的室外空气计算参数[3]。

）1.2 管道长度和内外机高差的能力修正通常多联机空调系统室内机与室外机的额定制冷量是在标准高差和管长下测得的数据，标准工况的数据规定为：管道长度5米，内外机高差为零。

多联机空调系统在实际设计中室外机一般都放置在屋面，管道长度和内外机的高度差往往超过标准工况，长配管和大高差均会影响设备的能力，设计时必须进行不同高差和配管长度的能力修正（一般设备厂家均提供修正表格或曲线）。

现以某厂家的图表为例说明[1]：通过图1可见，当量配管长度为60米，内外机的高差为25米时的修正系数为0.85，这种情况在一般的多层建筑中较为常见，如果管道当量长度达到80~90米，内外机高差达到40米时，修正系数约为0.77~0.78,这种情况在高层建筑中较为常见。

（冷负荷修正）根据以上数据分析，在高层建筑中应用多联机系统采用分层布置室外机的方案比较经济稳妥，可以有效保证使用效果。

此布置方式需要在方案初期和建筑专业沟通配合，预留好室外机的放置空间。

另外，制热时配管长度和高差对设备能力的影响比较小，主要原因是制热时管道内流动的是制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽的比容较小，受重力影响较小。

制冷时由于管道内液态制冷剂受重力的影响，外机安装高度的增加会提高末端设备蒸发器膨胀阀前的过冷度。

从图1中可见能力修正系数的数值也会随之提高[1]。

1.3 采用不同配管管径的能力修正同样的室外机当配管管径减小时，设备的能力将下降。

与前面的例子相同，以10匹外机为例，当量配管长度为60米，内外机的高差为25米时，如果配管管径由原来的Φ28.6减为Φ25.4,则修正系数由0.85变为0.77，管径的变化对设备能力的影响比较明显。

1.4 热泵机组除霜运转的能力修正空调器工作时，当室外换热器盘管温度低于露点温度时，其表面产生冷凝水，冷凝水一旦低于0℃就结霜。

结霜严重时，换热器散热翅片间的风道局部或全部被霜占据，从而增大的热阻和风阻，直接影响其换热效率。

因此热泵型空调器的除霜功能设置是必需的。

一般的热泵机组是通过四通阀换向由制热循环转为制冷循环，即将原来室外换热器从蒸发器变为冷凝器以提高换热器盘管的温度达到融霜的目的，此时一般室内机的风扇处于关闭状态（防止吹冷风）。

室外机结霜会对制热能力造成影响，结霜的发生与否与室外的气温和空气的相对湿度有密切关系。

冬季室外平均计算温度在0℃上下，相对湿度达到60~70%的地区，换热器盘管发生结霜的可能性大大增加。

除霜方案的设计从早期的简单机械定时控制到目前的智能化控制，随着空调技术和电子技术的发展而逐渐完善，各设备厂家关于除霜的控制逻辑也有不同，一般有三种形式：定时除霜方案；温度传感器除霜方案；除了上述基本设计方案外，也有将时间与温度传感器相结合的设计方案。

图4和表3是某厂家设备的除霜修正曲线和修正表[1]，对于冬季需要制热运转的热泵机组，在选择设备时一定要考虑除霜修正。

1.5 室内机间歇运行的修正前面的几项修正均是针对室外机能力作出的，由于多联机空调系统的运行方式一般为间歇运行，故在选择室内机时要考虑一定的间歇附加，提高室内机的容量。

一般取基本负荷的10~20%，以便达到良好的运行效果。

1.6 特殊设置场所的负荷修正由于空调设备设置在空气质量较差的室内或室外，导致换热器翅片积灰，从而影响运行效率。

在设计时需要考虑设备运行一定时间后的使用效果，所以在设计时室内机选型一般可以考虑5~10%附加修正。

当外机的安装位置处在风沙和灰尘比较严重的场合时，外机的能力也应该做上述修正。

另外，外机迎风面的设置需要根据当地冬季主导风向来确定，尽量避免冬季的雨雪直接吹向换热器，室内机过滤网也应定期进行清洗。

2 大容量室外机的应用多联机系统从诞生到今天随着制造技术和控制水平的提高，产品的序列不断丰富，连接的室内机数量也明显增加，室外机的容量越来越大。

目前国内的多联机厂家室外机的最大容量已经达到64匹[4]，在许多工程中大容量的室外机也被频繁采用。

但是，许多设计师对大容量外机的应用缺乏经验，使得应用中出现了不少问题。

根据国内的研究报告，对多联机的室外机容量已有定性的论述[2]。

通过文献[2]研究结论可见大容量的室外机由于其服务半径增大配管长度的增加，连接的室内机台数增多，导致制冷剂的分配不均、控制点增多、各分支管路间的平衡难以实现，从而影响空调的使用效果。

在设计时应注意以下几点：大容量室外机可以采用，但要尽量减少连接室内机的台数，减少分支管的数量，减少控制点的数量；提高室内机的容量，提高最小内机运行时内外机的负荷比率，这样就可以提高系统的可靠性，保证使用效果。

对于大容量室内机的应用（目前已经有30匹的风管机），主要应考虑容量增加后相应的噪音也增加了，在大空间对噪音要求不高的地方可以采用，对于人员较多、湿负荷较大的场合应减少内机的容量增加室内机的数量以增加送风量，增大换气次数提高舒适度，一定程度上可以避免风口结露现象的发生（大容量内机的送风量一般小于同容量下多台小容量内机的送风量之和）。

3 室内机与室外机配比率的正确理解大多数的多联机生产厂家在其产品宣传资料中均提出室内外机配比率的问题，一般的配置比率为50~130%[1]。

一般的解释是系统配置时可以超配，当室内机负荷为13匹时，室外机容量可以配置为10匹，外机可以按照13匹出力。

这种解释往往迷惑了设计人员，致使许多工程因此影响了使用效果。

如果我们仔细研究一下设备的性能，看看压缩机的性能曲线，就不会出现这样的理解错误。

下面是某厂家压缩机的性能曲线：通过压缩机的性能曲线图可以得出以下结论，当室内机的总容量为13匹时，室外机的出力只有29.7Kw(制冷)/35.6Kw(制热)，与额定容量28.3Kw/32.6Kw的关系并非1.3。

对超配的正确解释应该从同时使用系数方面理解，多联机系统由于一个系统室内机数量比较多，在实际运行时每台室内机都开的情况不多见，即便每台内机都开一般也不会全部运行在满负荷工况下，从这一层面考虑，进行超配是可以的。

像家用多联机系统或别墅的空调系统由于使用的特点，一般不会室内机全部开启，所以在类似这样的场合超配是安全的，也比较经济。

在酒店、餐饮等场合由于使用时间比较集中，不建议超配或者降低超配比率，不宜超过1.1。

另外，还应注意多联机系统连接的室内机数量是有限制的，不同容量的外机可以连接内机的数量一般都有严格的规定，各厂家有所不同在设计时应当引起注意。

4 室内机的使用范围在很多的设计中经常出现将多联机空调系统的普通室内机作为新风机处理新风的情况，此种方法由于系统较简单，在工程中运用较多。

这种应用在实际使用时往往会出现问题。

由于多联机空调系统的室内机盘管是根据空调回风状态设计的，而不是按新风状态设计的，所以一方面室内机不能将新风处理到室内状态点，部分新风负荷需要由室内机负担；另一方面在室外温度超出室内机使用温度范围时，会影响系统内其他内机的正常运转，使室外机长时间超负荷运转，甚至出现过流保护。