多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用

廖建科

（廣東建院地下鐵道建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司　510010）

多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用

廖建科

（廣東建院地下鐵道建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司510010）

多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)是由一臺(tái)室外機(jī)配置多臺(tái)室內(nèi)機(jī)組成，被譽(yù)為模塊多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，隨著我國(guó)空調(diào)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)目前在高層公共建筑中得到日益廣泛的應(yīng)用，并逐漸改變了高層建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)問題。本文筆者介紹了多聯(lián)機(jī)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)過程應(yīng)該注意的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)；高層建筑；室外機(jī)；設(shè)計(jì)

前言

多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)自20世紀(jì)90年代進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，憑借其控制自由、高效節(jié)能、便于安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，很快在中央空調(diào)市場(chǎng)占據(jù)了重要地位。近年來，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用比例顯著提高。由于高層建筑大多以出售或出租為主，使用比較分散，在空調(diào)方案比選上，一般要求考慮用戶空調(diào)系統(tǒng)開、關(guān)時(shí)間不同，并兼顧節(jié)假日、晚上個(gè)別加班等問題。在進(jìn)行空調(diào)方案比選時(shí)，集中中央空調(diào)系統(tǒng)較難滿足上述各種要求。而多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)以其安裝便捷、使用靈活、維護(hù)簡(jiǎn)便、便于獨(dú)立計(jì)量，占用安裝空間小，可分期投入，實(shí)現(xiàn)“想用就用，想停就?！钡葌€(gè)性化使用特點(diǎn)，更能滿足用戶的使用要求，逐漸受到廣大的設(shè)計(jì)師和業(yè)主的青睞。

1　多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)

多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)是在空調(diào)系統(tǒng)中，通過控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時(shí)地滿足室內(nèi)冷、熱負(fù)荷要求的高效率制冷劑空調(diào)系統(tǒng)。其工作原理是：由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則，通過變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)輸氣量，并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性，并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。

2　多聯(lián)機(jī)設(shè)計(jì)中存在的問題

相比在一般中小型項(xiàng)目中設(shè)計(jì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，高層建筑的多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)就顯得更為復(fù)雜。高層大型建筑多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要存在以下幾個(gè)問題：①室外機(jī)擺放的問題，室外機(jī)的擺放首先要考慮的是散熱問題，室外機(jī)的換熱效率是影響整個(gè)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)最重要的一環(huán)，所以我們?cè)诓贾檬彝鈾C(jī)時(shí)應(yīng)慎之又慎；②室內(nèi)外機(jī)的選型，配管長(zhǎng)度及室內(nèi)、外機(jī)容量匹配問題，這些因素都是影響多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)使用效果的基本因素；③多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如何選用新風(fēng)系統(tǒng)不僅關(guān)系到能耗，更影響使用的舒適性問題。因此，要想多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)，在設(shè)計(jì)過程中，我們?nèi)匀挥性S多細(xì)節(jié)問題需要注意。

3　多聯(lián)機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

通過分析多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的諸多問題，我們應(yīng)從細(xì)節(jié)上去注意設(shè)計(jì)過程中的各個(gè)要點(diǎn)，從而使多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)獲得最佳的效果。

3.1室外機(jī)的擺放

通過前面分析的多聯(lián)機(jī)設(shè)計(jì)中存在的問題，我們首先要解決的就是室外機(jī)的布置問題。如何合理布置多聯(lián)機(jī)的室外機(jī)，合理組織進(jìn)風(fēng)排熱等，對(duì)確保高層建筑空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的能力和能效意義重大。原因之一是室外機(jī)運(yùn)行環(huán)境對(duì)空調(diào)的能耗有直接的影響；原因之二是系統(tǒng)冷媒管的增長(zhǎng)也能引起系統(tǒng)能耗的增加，并能增加系統(tǒng)的初投資。在高層建筑中，通常采用集中布置和分層布置2種常見的布置形式。

3.1.1集中擺放設(shè)置

在高層建筑的裙房設(shè)置多聯(lián)機(jī)時(shí)，我們難免將室外機(jī)集中設(shè)置于裙房屋面，空曠的裙房屋面是設(shè)置多聯(lián)機(jī)的理想場(chǎng)所，但是也需要我們注意幾個(gè)問題：①室外機(jī)不宜布置的太集中，否則熱風(fēng)不易排到室外，也不易吸到室外的涼風(fēng)。理想的設(shè)計(jì)策略首先應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向，將室外機(jī)與風(fēng)向盡量平行或成一定角度擺設(shè)，不宜與風(fēng)向垂直，這樣有利于室外機(jī)排風(fēng)和吸進(jìn)新風(fēng)，改善室外機(jī)運(yùn)行環(huán)境，提高室外機(jī)運(yùn)行效率，避免多排擺設(shè)時(shí)排熱不暢，新、排風(fēng)短路。②將室外機(jī)設(shè)置于屋面邊緣處，結(jié)合屋面水流方向，將室外機(jī)與水流方向平行擺設(shè)，防止室外機(jī)基礎(chǔ)阻礙屋面雨水排出。③屋面室外機(jī)多排擺放時(shí)務(wù)必確保排與排之間的間距，營(yíng)造良好的散熱環(huán)境和檢修空間。

3.1.2分層擺放設(shè)置

高層建筑的塔樓多為辦公樓層，考慮到使用靈活、維護(hù)簡(jiǎn)便、便于獨(dú)立計(jì)量分層管理等問題，我們?cè)谠O(shè)置多聯(lián)機(jī)時(shí)大多會(huì)采用室外機(jī)分層設(shè)置的原則。此種擺放方式相對(duì)于傳統(tǒng)集中擺放來說，減少了系統(tǒng)的冷媒管長(zhǎng)度，有效的降低了投資成本及設(shè)備容量，更加適應(yīng)于最新節(jié)能規(guī)范的要求。但是同樣面臨的最大問題就是氣流短路，室外機(jī)換熱效果不佳的問題。①機(jī)房設(shè)置不合理其本身機(jī)房?jī)?nèi)的室外機(jī)散熱效果難以保證；②每層設(shè)置機(jī)房，在垂直方向上相同位置均設(shè)有機(jī)房容易形成熱壓效應(yīng)，在夏季工況下，機(jī)組排出的熱氣流在熱壓作用下上升，形成較大的溫度梯度，導(dǎo)致上層機(jī)組的進(jìn)氣溫度過高，機(jī)組效率降低；嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致機(jī)組頻繁停機(jī)，不能正常運(yùn)行。因此，在室外機(jī)分層擺放設(shè)置時(shí)我們應(yīng)該格外重視室外機(jī)散熱的問題。

①室外機(jī)機(jī)房均應(yīng)避開了夏季主導(dǎo)風(fēng)向，防止出現(xiàn)室外機(jī)排風(fēng)面對(duì)迎風(fēng)面，尤其是在樓層較高時(shí)，室外風(fēng)量較大，室外機(jī)熱氣很難排出，甚至出現(xiàn)倒灌，使系統(tǒng)效率很低，甚至室外機(jī)因高溫保護(hù)而停機(jī)；②為保證建筑外觀，建筑立面一般采用百葉窗來隱藏室外機(jī)，我們應(yīng)擴(kuò)大百葉的開口率，要求百葉通風(fēng)率大于90%，并使百葉角度下傾0～20°；③選用具有一定靜壓的室外機(jī)并采用排風(fēng)管將室外機(jī)排風(fēng)接至室外百葉處，出風(fēng)管端緊靠百葉，在一定范圍內(nèi)盡量將排風(fēng)管出風(fēng)口面積縮小以提高風(fēng)速，優(yōu)化室外機(jī)散熱條件，避免機(jī)器本身吹出的熱風(fēng)被吸回導(dǎo)致回風(fēng)溫度超過回風(fēng)極限溫度，防止機(jī)組進(jìn)排風(fēng)短路使得室外機(jī)與環(huán)境的換熱越來越困難，同時(shí)避免排風(fēng)貼附在建筑外表面，形成熱島效應(yīng)；④盡量避免機(jī)房?jī)?nèi)室外機(jī)多排擺放，建議一般不要超過兩排，否則靠里面室外機(jī)散熱效果較差。2排擺放時(shí)各臺(tái)室外機(jī)的排風(fēng)扇上應(yīng)分別設(shè)排風(fēng)導(dǎo)管，排風(fēng)管不能合用，合用會(huì)使室外機(jī)之間排氣互相影響，應(yīng)各自直接將熱氣排出室外。

3.2室內(nèi)、外機(jī)容量的匹配

通過對(duì)比各個(gè)廠家的產(chǎn)品，可以發(fā)現(xiàn)隨著室外機(jī)容量增加，機(jī)組COP值成一定的下降趨勢(shì)，因此不能盲目的追求多聯(lián)機(jī)的大容量。室內(nèi)、外機(jī)的容量匹配比應(yīng)根據(jù)該系統(tǒng)中各室內(nèi)機(jī)同時(shí)使用率、各室內(nèi)機(jī)所在房間冷熱負(fù)荷峰值的時(shí)間分布等因素而確定。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的冷媒配管過長(zhǎng)，其管路的沿程阻力加大，總阻力損頭也越來越大，其直接后果是系統(tǒng)效率的進(jìn)一步降低。對(duì)于如高層公共建筑這樣大型空調(diào)系統(tǒng)，建議裙房采用直流變頻多聯(lián)機(jī)，并在在保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行安全的前提下超配比不宜超過110%，塔樓辦公樓采用多聯(lián)機(jī)可不另外附加。

3.3多聯(lián)空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于高層建筑來說，采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)其新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置也是必不可少的。我們常規(guī)的新風(fēng)設(shè)計(jì)主要有以下幾種方式：采用全熱交換新風(fēng)換氣機(jī)的新風(fēng)系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)集中空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)，采用蒸發(fā)式冷凝方式全熱回收新風(fēng)空調(diào)熱泵機(jī)組的新風(fēng)系統(tǒng)等。

（1）采用全熱交換新風(fēng)換氣機(jī)的新風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)熱回收裝置或新風(fēng)直接接入室內(nèi)機(jī)時(shí)，由于熱回收效率有限，不能回收的部分能力仍需由室內(nèi)機(jī)承擔(dān)。室內(nèi)機(jī)的選型應(yīng)考慮新風(fēng)負(fù)荷。

（2）采用變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)分體式新風(fēng)機(jī)。室外新風(fēng)在被處理到室內(nèi)機(jī)空氣狀態(tài)點(diǎn)等焓線上的機(jī)器露點(diǎn)時(shí)，室內(nèi)機(jī)不承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷。經(jīng)變制冷劑流量多聯(lián)分體式新風(fēng)機(jī)處理后的新風(fēng)，可以直接被送到空調(diào)房間內(nèi)，新風(fēng)負(fù)荷不計(jì)入總負(fù)荷中，此處新風(fēng)機(jī)室外機(jī)的選型要注意根據(jù)新風(fēng)機(jī)容量來選擇室外機(jī)，最好單獨(dú)設(shè)置新風(fēng)機(jī)的室外機(jī)，不與室內(nèi)機(jī)共用室外機(jī)，當(dāng)采用大容量新風(fēng)機(jī)時(shí)，新風(fēng)機(jī)室外機(jī)一般采用一拖一的形式。

（3）采用蒸發(fā)式冷凝方式全熱回收新風(fēng)空調(diào)熱泵機(jī)組的新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)系統(tǒng)宜按避難層分段設(shè)置集中新風(fēng)設(shè)備，設(shè)置新、排風(fēng)豎井，各層每間房間設(shè)置天花式排氣扇排到走廊吊頂內(nèi)，由排風(fēng)豎井集中排風(fēng)接到避難層或屋面新風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)的蒸發(fā)式全熱回收新風(fēng)設(shè)備，設(shè)備回收排風(fēng)冷/熱量后為取于室外的新風(fēng)降溫除濕或預(yù)熱，新風(fēng)經(jīng)處理后通過集中豎向集中送風(fēng)管從各層接出，送入辦公房間。為提高對(duì)新風(fēng)的冷卻效果，該系統(tǒng)可將空調(diào)室內(nèi)機(jī)冷凝水集中回收并引入蒸發(fā)式熱回收新風(fēng)機(jī)組排風(fēng)冷凝系統(tǒng)中作為冷卻水，由于冷凝水溫度較低，機(jī)組收回冷凝水的冷量，將大大地提高對(duì)新風(fēng)的冷卻效果，又節(jié)約了機(jī)組冷卻耗水量。

4　結(jié)語

隨著社會(huì)的發(fā)展和城市建設(shè)的不斷的深入，尤其是多聯(lián)機(jī)市場(chǎng)的快速發(fā)展，多聯(lián)機(jī)在大型高層建筑項(xiàng)目的應(yīng)用也已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，在設(shè)計(jì)過程中必須注意諸多問題。同時(shí)需要我們不斷努力優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)，從細(xì)節(jié)上深入的思考問題，才能使多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到最佳的運(yùn)行效果。

[1]大金.VRV在大中型建筑中分層擺放的應(yīng)用[J].暖通空調(diào)副刊，2009，5：19～21.

[2]包向忠.VRV空調(diào)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題[J].中國(guó)建設(shè)信息供熱制冷.

[3]向宏.多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].建筑節(jié)能，2011（7）：19～20.

[4]淺談多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2011（21）：103.

TU831.4

A

1673-0038（2015）48-0198-02

2015-10-15

廖建科（1988-），男，助理工程師，碩士，主要從事暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工作。