多联机空调系统在高层建筑中的应用

2015-04-16廖建科

建材与装饰 2015年48期

关键词：室外机联机排风

廖建科

（广东建院地下铁道建筑设计咨询有限公司　510010）

多联机空调系统在高层建筑中的应用

廖建科

（广东建院地下铁道建筑设计咨询有限公司510010）

多联机空调系统是由一台室外机配置多台室内机组成，被誉为模块多联机空调系统，随着我国空调系统的不断发展，多联机空调系统目前在高层公共建筑中得到日益广泛的应用，并逐渐改变了高层建筑的空调设计问题。本文笔者介绍了多联机的特点及设计过程应该注意的设计要点。

多联机空调系统；高层建筑；室外机；设计

前言

多联机空调系统自20世纪90年代进入中国市场，凭借其控制自由、高效节能、便于安装维护等优点，很快在中央空调市场占据了重要地位。近年来，多联机系统在高层建筑中的应用比例显著提高。由于高层建筑大多以出售或出租为主，使用比较分散，在空调方案比选上，一般要求考虑用户空调系统开、关时间不同，并兼顾节假日、晚上个别加班等问题。在进行空调方案比选时，集中中央空调系统较难满足上述各种要求。而多联机空调系统以其安装便捷、使用灵活、维护简便、便于独立计量，占用安装空间小，可分期投入，实现“想用就用，想停就停”等个性化使用特点，更能满足用户的使用要求，逐渐受到广大的设计师和业主的青睐。

1　多联机空调系统

多联机空调系统是在空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷、热负荷要求的高效率制冷剂空调系统。其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。

2　多联机设计中存在的问题

相比在一般中小型项目中设计多联机空调系统，高层建筑的多联机系统设计就显得更为复杂。高层大型建筑多联机系统设计主要存在以下几个问题：①室外机摆放的问题，室外机的摆放首先要考虑的是散热问题，室外机的换热效率是影响整个多联机系统最重要的一环，所以我们在布置室外机时应慎之又慎；②室内外机的选型，配管长度及室内、外机容量匹配问题，这些因素都是影响多联机系统使用效果的基本因素；③多联机系统新风系统的设计，如何选用新风系统不仅关系到能耗，更影响使用的舒适性问题。因此，要想多联机空调系统稳定工作在最佳工作状态，在设计过程中，我们仍然有许多细节问题需要注意。

3　多联机设计要点

通过分析多联机系统设计中的诸多问题，我们应从细节上去注意设计过程中的各个要点，从而使多联机系统获得最佳的效果。

3.1室外机的摆放

通过前面分析的多联机设计中存在的问题，我们首先要解决的就是室外机的布置问题。如何合理布置多联机的室外机，合理组织进风排热等，对确保高层建筑空调系统运行的能力和能效意义重大。原因之一是室外机运行环境对空调的能耗有直接的影响；原因之二是系统冷媒管的增长也能引起系统能耗的增加，并能增加系统的初投资。在高层建筑中，通常采用集中布置和分层布置2种常见的布置形式。

3.1.1集中摆放设置

在高层建筑的裙房设置多联机时，我们难免将室外机集中设置于裙房屋面，空旷的裙房屋面是设置多联机的理想场所，但是也需要我们注意几个问题：①室外机不宜布置的太集中，否则热风不易排到室外，也不易吸到室外的凉风。理想的设计策略首先应该结合当地主导风向，将室外机与风向尽量平行或成一定角度摆设，不宜与风向垂直，这样有利于室外机排风和吸进新风，改善室外机运行环境，提高室外机运行效率，避免多排摆设时排热不畅，新、排风短路。②将室外机设置于屋面边缘处，结合屋面水流方向，将室外机与水流方向平行摆设，防止室外机基础阻碍屋面雨水排出。③屋面室外机多排摆放时务必确保排与排之间的间距，营造良好的散热环境和检修空间。

3.1.2分层摆放设置

高层建筑的塔楼多为办公楼层，考虑到使用灵活、维护简便、便于独立计量分层管理等问题，我们在设置多联机时大多会采用室外机分层设置的原则。此种摆放方式相对于传统集中摆放来说，减少了系统的冷媒管长度，有效的降低了投资成本及设备容量，更加适应于最新节能规范的要求。但是同样面临的最大问题就是气流短路，室外机换热效果不佳的问题。①机房设置不合理其本身机房内的室外机散热效果难以保证；②每层设置机房，在垂直方向上相同位置均设有机房容易形成热压效应，在夏季工况下，机组排出的热气流在热压作用下上升，形成较大的温度梯度，导致上层机组的进气温度过高，机组效率降低；严重时甚至会导致机组频繁停机，不能正常运行。因此，在室外机分层摆放设置时我们应该格外重视室外机散热的问题。

①室外机机房均应避开了夏季主导风向，防止出现室外机排风面对迎风面，尤其是在楼层较高时，室外风量较大，室外机热气很难排出，甚至出现倒灌，使系统效率很低，甚至室外机因高温保护而停机；②为保证建筑外观，建筑立面一般采用百叶窗来隐藏室外机，我们应扩大百叶的开口率，要求百叶通风率大于90%，并使百叶角度下倾0～20°；③选用具有一定静压的室外机并采用排风管将室外机排风接至室外百叶处，出风管端紧靠百叶，在一定范围内尽量将排风管出风口面积缩小以提高风速，优化室外机散热条件，避免机器本身吹出的热风被吸回导致回风温度超过回风极限温度，防止机组进排风短路使得室外机与环境的换热越来越困难，同时避免排风贴附在建筑外表面，形成热岛效应；④尽量避免机房内室外机多排摆放，建议一般不要超过两排，否则靠里面室外机散热效果较差。2排摆放时各台室外机的排风扇上应分别设排风导管，排风管不能合用，合用会使室外机之间排气互相影响，应各自直接将热气排出室外。

3.2室内、外机容量的匹配

通过对比各个厂家的产品，可以发现随着室外机容量增加，机组COP值成一定的下降趋势，因此不能盲目的追求多联机的大容量。室内、外机的容量匹配比应根据该系统中各室内机同时使用率、各室内机所在房间冷热负荷峰值的时间分布等因素而确定。多联机空调系统的冷媒配管过长，其管路的沿程阻力加大，总阻力损头也越来越大，其直接后果是系统效率的进一步降低。对于如高层公共建筑这样大型空调系统，建议裙房采用直流变频多联机，并在在保护系统运行安全的前提下超配比不宜超过110%，塔楼办公楼采用多联机可不另外附加。

3.3多联空调新风系统设计

对于高层建筑来说，采用多联机空调系统其新风系统的设置也是必不可少的。我们常规的新风设计主要有以下几种方式：采用全热交换新风换气机的新风系统，采用传统集中空调新风系统，采用蒸发式冷凝方式全热回收新风空调热泵机组的新风系统等。

（1）采用全热交换新风换气机的新风系统时，当热回收装置或新风直接接入室内机时，由于热回收效率有限，不能回收的部分能力仍需由室内机承担。室内机的选型应考虑新风负荷。

（2）采用变制冷剂流量多联机分体式新风机。室外新风在被处理到室内机空气状态点等焓线上的机器露点时，室内机不承担新风负荷。经变制冷剂流量多联分体式新风机处理后的新风，可以直接被送到空调房间内，新风负荷不计入总负荷中，此处新风机室外机的选型要注意根据新风机容量来选择室外机，最好单独设置新风机的室外机，不与室内机共用室外机，当采用大容量新风机时，新风机室外机一般采用一拖一的形式。

（3）采用蒸发式冷凝方式全热回收新风空调热泵机组的新风系统，新风系统宜按避难层分段设置集中新风设备，设置新、排风竖井，各层每间房间设置天花式排气扇排到走廊吊顶内，由排风竖井集中排风接到避难层或屋面新风机房内的蒸发式全热回收新风设备，设备回收排风冷/热量后为取于室外的新风降温除湿或预热，新风经处理后通过集中竖向集中送风管从各层接出，送入办公房间。为提高对新风的冷却效果，该系统可将空调室内机冷凝水集中回收并引入蒸发式热回收新风机组排风冷凝系统中作为冷却水，由于冷凝水温度较低，机组收回冷凝水的冷量，将大大地提高对新风的冷却效果，又节约了机组冷却耗水量。