浅析多联机空调系统的节能设计

崔武军

摘要：多联机空调科技发展迅速，新产品不断推出和丰富，随着中国城市化的发展，多联机空调系统在中国空调市场近十多年来得到了长足的发展和进步，我们暖通空调设计工程师要扎实掌握多联机空调系统的制冷空调原理、设计安装方法、产品科技发展动态，空调工程设计要充分发挥多联空调机的优势，准确把握多联冷媒空调系统和水冷空调系统的各自优缺点和适用建筑场合，为国家的节能减排战略和绿色节能设计多作贡献。

关键词：多联机空调系统;节能;设计

R4lOA冷煤对臭氧层无影响，其影响臭氧的系数为0，因此具有较强的环保性，同时传热性优异、无显著的温度偏移，同时具有压力损失低的特点，这在很大程度上降低了功耗。因此R410A冷媒十分适合作为多联机空调系统的制冷剂。同时，制造商要在不提高换热装置体积与重量的基础上，尽可能持续的加强换热装置的换热效率，进而缩减设备功耗，因此达到设备节能的目的。且在设备设计过程中，压缩装置可以运行于能效比高频段，同时部分负荷下，要完善其他元器件的控制，其中包括室外风机的运行，在确保制冷（制热）有效性的先决提条件下，最大限度的控制风机功率。本文从多联机空调装置的节能设计标准、选取节能制冷剂、完善换热装置设计以及控制部分负荷下的性能系数等方面探讨了节能的设计方法，因此为多联机空调的节能设计提供新思路。

一、多联机空调系统的组成

多联机空调系统是通常是由1台（组）或并联几台（组）空气（水）源制冷（热泵）机组配置连接多台室内机，通过变频或变容量技术改变制冷剂流量，以适应各房间负荷变化的制冷剂直接膨胀式空调系统。多联机空调系统主要由室外机、室内机、制冷剂管道、相关控制装置组成。室内外机可由50%～130%容量配置，用户可自行选择室内机的形式和容量，1台室外机最多可以连接多达30-40台室内机。

系统的室内机有多种型式：頂棚双向气流或多向气流卡式嵌入型、顶棚嵌入风管连接型、顶棚嵌入导管内藏型、顶棚悬吊型、挂壁型及落地型等，根据不同的功能形式及室内机形式的组合，可应用于公寓、办公、住宅等各类中、高档建筑的空调系统设计。

二、多联机空调设备的节能设计标准

众所周知，空调的节能要以空调设备的节能为基础。现阶段我国已出台了相关强制性的节能标准，空调生产商所开发的产品一定要达到节能标准，在此基础上需标有节能标识，进而才能够出售。现阶段我国多联机空调的节能规范为《GB21454-2008多联式空调（热泵）机组能效限定值及能源效率等级》。

生产商所设计开发的多联机制冷性能系数一定要超过多联机空调机组能效限定数值，才可以进行销售，如表1、表2所示。

规范中将机组的制冷性能系数划分成五个级别，不超过五级的产品禁止被销售。同时产品在未出厂的时候就要粘贴能效标识，能效标识上要具备机组的额定能效级别。只有超过二的产品，才可以有资格申请节能认证。基于此项节能管理规定，相关空调厂家为了产品可以更好的出售，就会持续的深化技术品质，进而增加机组的能效级别，因此从根本缩减耗能，这也为空调设备的节能奠定了基础。上述内容即为我国强制的节能标准，制造商一定要持续完善技术，进而提高机组的节能性。那作为制造商又要从哪些方面去加强机组的节能呢？我认为需要已下述几个方面作为切入点：①选取更为节能的制冷剂;②完善换热装置;③增加部分负荷下的性能数值。

三、选取具有较强节能性的制冷剂

现阶段，多联机制冷剂主要包括R410A、R22以及R407C等，在如何选取制冷剂应首先分析几类制冷剂的特点。由于R410A冷煤对臭氧层无影响，其影响臭氧的系数为0，因此具有较强的环保性，同时传热性优异、无显著的温度偏移，同时具有压力损失低的特点，这在很大程度上降低了功耗，因此为了更好的节能效果及综合运行效果，可选择R410A冷媒作为多联机空调系统的制冷剂，如表3所示。

四、完善换热装置

换热装置的大小与换热有效性从根本影响着设备性能及能耗。若换热装置越大，通常设备的能耗就随之减少，不过缺点是会提高制造成本，换热效率越高，设备的功耗就会减少。因此为了匹配于成本与设备节能，设备制造商首选的是在不提高换热装置体积与重量的基础上，尽可能持续的加强换热装置的换热效率，进而缩减设备功耗，从而达到设备节能的目的。为了有效的评估换热装置的节能性与成本，可通过下述数值予以计算：冷重比，功重比。

冷重比=制冷量/换热器重量;

功重比=功率/换热器重量。

前者越大，即单位重量的换热装置的换热效率越高，同时制冷量效果越优。后者越小，即单位重量的换热装置的功耗越低，但更具节能性。上述数值融合了制造成本与换热装置的节能性，能够有效的评估换热装置的节能性及成本。制造商能够对既有产品予以计算，进而统计录入数据库，在未来研制新品时，能够依附于数据库中的数据予以设计。为了加强冷重比、控制功重比，设备商需要侧重于下述几点：①选取高效率的换热翅片;②优化换热装置分路控制制冷剂流量和流速。

五、增加部分负荷下的性能数值

多联机空调装置通常为一个或并联的几个室外机带动多个室内机。主要特点即各室内机通常不会全开，很多时间运行于50%的负荷下。在全年工况中，空调装置的很多时间也都是运行在40%的负荷下。因此加强部分负荷下的节能性即可从很大程度上控制整机的节能性。加强部分负荷下的节能性要从下述几方面入手：选取部分负荷下具有一定能效比的变频压缩装置，完善部分负荷下相关模块器件的控制。变频压缩装置的特性即具有较高的中间能效比，两端能效比相对较小。因此在设计过程中，要使部分负荷下，压缩装置可以运行于能效比高的频段。同时部分负荷下，要完善其他元器件的控制，其中包括室外风机的运行，在确保制冷（制热）有效性的先决提条件下，最大限度的控制风机功率。

六、结语：

伴随着我国的社会和经济发展进程进入由量到质的转变阶段，能源节约问题也随之逐渐凸显。空调的耗能一直是建筑物能耗的主要部分，因此减少空调设计运行的能耗是建筑能耗节能的重点。本文以浅析多联机空调系统的节能设计作为切入点，在此基础上予以较为深入的探讨，希望对相关工作人员有所帮助。

参考文献：

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