李子爱　宋鹏远　黄文宇　石文星

(清华大学建筑技术科学系　北京　100084)



风冷式多联机空调系统的季节经济性作用域

李子爱宋鹏远黄文宇石文星

(清华大学建筑技术科学系北京100084)

本文针对基于产品名义工况能效比确定的多联机作用域的不足，提出多联机季节经济性作用域的概念和基于空调系统的季节能效比(SEER)和全年性能系数(APF)的多联机季节经济性作用域的确定方法；对此阐述了基于实验数据的多联机和风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统的全工况性能模型的构建方法；以南京地区办公建筑为例，应用GB/T 18837《多联式空调(热泵)机组》(报批稿)给定的建筑负荷模型、制冷与制热季节各温度发生时间模型，计算分析了不同名义工况能效比(EER和COP)的多联机以SEER和APF为指标的季节经济性作用域。本文提出的多联机季节经济性作用域确定方法不仅为多联机工程设计规范的完善提供一种思路，而且也可指导具体工程的方案选择和设备选型。

多联机；风冷式冷(热)水机组；全工况性能；季节经济性作用域

风冷式多联机空调系统(本文简称：多联机)是一种控制性能优越、安装管理方便、容易实现行为节能的空调系统，在国内经历近20年的发展，目前已经成为中央空调系统的主要形式之一，广泛应用于中小型商用建筑和部分大面积住宅建筑中，大型办公建筑中也有很多多联机的应用工程案例[1-4]。

与其结构和功能最为接近的风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统相比，多联机减少了一次换热环节，且省去了冷(热)水泵的输配能耗，故被普遍认为是一种更为高效的空调系统。但是，多联机依靠压缩机提供制冷剂的输配动力，室内、外机组之间的连接管将导致系统性能衰减，若连接管路过长还会影响系统的安全性、调节性、舒适性和运行效率。对此，文献[5-6]提出了多联机的作用域概念并进行定量研究，以不同能效等级的风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统的整体效率为比较基准，确定不同名义制冷能效比(EER)与名义制热性能系数(COP)条件下的R22和R410A多联机的合理连接管长度(称之为名义工况下的“经济性作用域”)，并指出当多联机的连接管长度小于该经济性作用域时，多联机系统的性能优于风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统。该研究工作得到了行业的广泛关注，其思想已被现行行业标准[7]和国家标准[8]采纳。

多联机系统作用域概念的提出对产品的合理应用和规范设计起到了重要的推动作用。但是，上述经济性作用域是以两类空调系统的名义制冷和名义制热能效比为基准给出的。而实际空调系统绝大多数时间运行在变工况和部分负荷条件下，有必要考察整个制冷季节、制热季节或全年运行条件下的运行能效比，在此基础上确定多联机的作用域才更能反映系统的实际运行能效，也才能与不同类型空调系统进行等同比较。目前关于多联机的季节或全年能耗的研究以及与其他空调系统的能耗对比分析的文献大多是针对一些特定规模的工程项目进行的[9-11]，尚未从季节或全年能效比的角度给出多联机合理连接管长度的研究方法和可资参考的结论。

因此，本文提出多联机的季节经济性作用域的确定方法和步骤，以南京地区办公建筑为例，介绍计算多联机季节经济性作用域的具体流程。本文提出的季节经济性作用域的确定方法不仅可为多联机工程的性能评价和应用设计规范的制修订提供一定的参考，也适用于具体工程的方案选择和设备选型。

1　季节经济性作用域确定方法

本文所述的多联机季节经济性作用域，是指多联机的季节能效比(或全年性能系数)不低于风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统的季节能效比(或全年性能系数)的最大连接管长度，用Leco表示。

多联机季节经济性作用域有两个应用方向：1)为多联机系统设计规范等指导性文件确定合理的连接管长度限值；2)针对某一实际工程比较不同空调方案的经济性，指导方案选择和设备选型。

下面以前者为对象，给出多联机季节经济性作用域的确定方法和具体步骤。图1所示为确定Leco的总体流程，步骤如下：

1)构建建筑冷热负荷模型及空调运行时间分布模型，并选择空调机组容量。采用GB/T 18837《多联式空调(热泵)机组》(报批稿)中给定的典型建筑的冷(热)负荷线性模型及制冷(热)季节需要制冷(热)的各温度发生时间[12](等同采用GB/T 17758——2010《单元式空气调节机》[13]中的模型)。

图1　确定多联机季节经济性作用域的方法Fig.1 Determination method of seasonal efficiency region of multi-split air conditioning system

2)基于实验数据建立空调系统制冷(热)全工况性能模型及系统性能与管路长度的关系模型。空调系统全工况性能是计算季节能效评价指标的基础，对多联机(在本文公式和图中用“VRF”表示)全工况性能的描述以整套系统为对象，对风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统(在本文公式和图中用“WCUS”表示)的全工况性能描述主要包括风冷式冷(热)水机组、风机盘管、水泵三类部件。

3)计算不同管路长度L下两类空调系统的季节能效比(SEER、HSPF)或全年性能系数(APF)。管路长度L指多联机室外机组和最远室内机之间的连接管长度，或风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统最不利水环路管路长度的1/2。基于建筑负荷模型及空调运行时间模型，并结合空调系统制冷与制热全工况性能模型及系统性能与管路长度L的关系模型，可计算季节能效比或全年性能系数：

(1)

(2)

式中：SEER、HSPF、APF分别为空调系统的制冷季节能效比、制热季节能效比、全年性能系数；CSTL、HSTL分别为空调系统的制冷季节总负荷、制热季节总负荷，kW·h；CSTE、HSTE分别为空调系统制冷季节总耗电量、制热季节总耗电量，kW·h。

4)确定多联机的季节经济性作用域Leco。计算SEERVRF(L)≥SEERWCUS(L)或APFVRF(L)≥APFWCUS(L)时的最大连接管长度L，此时的L即为Leco。对于只用于制冷或极短时间用于制热的热泵型多联机，采用SEER来确定Leco，而对供冷和供热均采用多联机时，采用APF来确定Leco。

在实际工程方案选择过程中，仍采用图1所示的方法确定与其他形式的空调系统相比，各型号的多联机空调系统分别在多大的配管长度以内，季节能效比更高，进而选择具体的空调形式或设备型号，但需注意的是，此时需采用建筑的逐时负荷及各类设备的全工况性能数据(或曲线)进行逐时能耗分析，最后统计获得制冷季节能效比或全年性能系数。

2　两类空调系统的全工况性能模型

为了计算不同类型空调系统的季节性能系数，核心问题是获得考虑连接管长度在内的空调系统的全工况性能。下面分别阐述两类系统的全工况性能模型的建立方法。

2.1 多联机的全工况性能

2.1.1 多联机产品的全工况性能

多联机产品的运行性能主要受室内外工况、机组负荷率和室内负荷分布的影响[14]，一般都是在产品标准规定管长条件下进行测试得到的。文献[15]基于对多联机进行35个工况的制冷与制热性能实验，提出描述多联机产品全工况运行性能模型的方法。当室内工况和室内机开启状态给定，且忽略室外湿球温度对性能的影响时，多联机的全工况性能可用无量纲能效比来表示。即：

y1=f1(tao,PLR)

(3)

REERVRF=EERVRF/EERVRF0

(4)

RCOPVRF=COPVRF/COPVRF0

(5)

式中：y1为无量纲能效比，即REERVRF或RCOPVRF；tao为室外干球温度，℃；PLR为负荷率，即多联机的实际制冷(热)量与名义制冷(热)量之比值；REERVRF、RCOPVRF分别为多联机在外温tao、负荷率PLR下的无量纲制冷能效比、无量纲制热性能系数；EERVRF、COPVRF分别为多联机在外温tao、负荷率PLR下的制冷能效比、制热性能系数；EERVRF0、COPVRF0分别为多联机在名义制冷工况下(室外干球温度为35 ℃，室内干/湿球温度为27 ℃/19 ℃)的制冷能效比、名义制热工况下(室外干/湿球温度为7 ℃/6 ℃，室内干球温度为20 ℃)的制热性能系数。

目前多联机多采用转速可控型压缩机，由于有最低转速的限制，实际上当建筑冷(热)负荷小于多联机最小制冷(热)量时，多联机也将启停断续运行。本文为简化起见，未考虑多联机最低转速限制问题，假定在建筑冷(热)负荷很小的情况下多联机的制冷(热)量均能满足需求且连续运转。

2.1.2管路长度对多联机系统性能的影响

安装在建筑中的多联机系统，室内外机组之间的连接管长度均远大于产品性能测试时的长度。故当考察实际多联机系统时，需要根据连接管长度对多联机的能力和效率进行修正，即需获得如下的函数关系：

c1=g1(LVRF)

(6)

c2=g2(LVRF)

(7)

LVRF=kLm+Lb

(8)

式中：c1为名义制冷量或名义制热量的修正系数；c2为多联机制冷能效比或制热性能系数的修正系数；LVRF、Lm、Lb为多联机室外机组和最远室内机之间、室外机组与第一分歧管之间、第一分歧管与最远室内机之间的等效连接管长度，m；k为以性能实验所用的标准配管尺寸为基准，室外机组与第一分歧管之间的连接管扩大管径时的修正系数。工程中，当等效连接管总长度LVRF超过90 m时，需增加室外机组与第一分歧管之间的气体和液体连接管管径，以减小气液连接集管的阻力，降低多联机在较长连接管长度下的制冷(热)量衰减率。

因此，多联机在等效连接管总长度LVRF条件下的无量纲制冷能效比(或无量纲制热性能系数)y1s由公式(3)和公式(7)确定，即：

y1s=c2y1=g2(LVRF)f1(tao,PLR)

(9)

2.2 风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统的全工况性能

2.2.1 风冷式冷(热)水机组

目前，与一套多联机系统名义制冷量相当的风冷式冷(热)水机组一般采用定速压缩机，性能主要受室外工况、供水流量、供水温度的影响。与上述多联机的全工况性能描述方法类似，对风冷式冷(热)水机组(在式中用“WCU”表示)的全工况性能的描述也可采用无量纲能效比。当水流量和供水温度一定时，无量纲能效比可近似表示成室外温度tao的函数，以制冷工况为例：

RCCWCU=CCWCU/CCWCU0=f2(tao)

(10)

REERWCU=EERWCU/EERWCU0=f3(tao)

(11)

式中：CCWCU为风冷式冷(热)水机组在外温tao下的制冷量，kW；RCCWCU为机组在外温tao下的无量纲制冷量；EERWCU为机组在外温tao下的制冷能效比；REERWCU为机组在外温tao下的无量纲制冷能效比；CCWCU0为机组在名义制冷工况(室外干球温度为35 ℃；冷水流量为0.172 m3/h，出水温度为7 ℃[16])下的制冷量，kW；EERWCU0为机组在名义制冷工况下的能效比。

当运行工况一定时，定转速压缩机风冷式冷(热)水机组的制冷(热)能力也为定值。故当机组的制冷(热)能力大于建筑负荷时，机组将启停断续运行，为建筑提供与冷(热)负荷相等的制冷(热)量。由于机组存在启停损失，能效比将有所衰减，衰减率采用文献[16-17]中给出的方法计算：

dw=1-CD(1-Xw)

(12)

式中：dw为风冷式冷(热)水机组启停断续运行时的能效比与连续运行时的能效比之比；CD为性能衰减系数，通常取CD=0.25；Xw为冷(热)量需求比，即某工况下建筑的需求制冷(热)量与机组输出的制冷(热)量之比。

2.2.2 水泵和风机盘管

目前的风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统主要采用定水量系统，为方便计算，对定频水泵和风机盘管均引入能效比的概念。以制冷工况为例，水泵和风机盘管的供冷能效比计算式如下：

EERp=Qcp/Wp=3.6η1η2Qcp/(ρgVpH)

(13)

EERf=Qcf/Wf

(14)

式中：EERp、EERf分别为水泵、风机盘管的供冷能效比；Qcp、Qcf分别为水泵、风机盘管的供冷量，kW；H为水泵扬程，m；ρ为水的密度，kg/m3；g为重力加速度，m/s2；Wp为水泵电机的输入功率，kW；Vp为水泵的水流量，m3/h；η1、η2分别为水泵效率、电机效率；Wf为风机盘管的风机电机输入功率，kW。

2.2.3 管路长度对风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统性能的影响

当冷(热)水量和出水温度一定时，水系统管路长度的增加与风冷式冷(热)水机组的制冷(热)量和能效比无关，但将导致冷(热)水系统的沿程阻力增大，水泵电机的输入功率增加。管路长度与水泵扬程的关系式如下：

H=φ[RmLw(1+β)+Δpm+Δpd+Δpt]/(ρg)

(15)

式中：φ为选型安全系数；Rm为水管路比摩阻，Pa/m；Lw为最不利水环路的等效管路长度，m；β为最不利水环路的局部阻力与摩擦阻力的比值；Δpm、Δpd、Δpt分别为风冷式冷(热)水机组阻力、分集水器和除污器等部件阻力、末端风机盘管阻力，Pa。

将公式(15)代入公式(13)即可获得长管路条件下的水泵耗功或能效比EERp。

3　示例与分析

3.1 建筑负荷、空调容量配置及空调运行时间分布

1)建筑负荷模型：以南京办公建筑为例，采用GB/T 18837《多联式空调(热泵)机组》(报批稿)给定的建筑冷热负荷模型，如图2所示。图中，BLc(tj)和BLh(tj)分别为代表建筑的冷热负荷线。

图2 办公建筑的冷负荷和热负荷模型Fig.2 Cooling and heating load model of office building

2)确定空调机组容量：由于夏热冬冷地区办公建筑的冷负荷往往大于热负荷，因此按照夏季工况确定空调系统容量，再对冬季工况进行校核。取南京地区的夏季和冬季空调室外计算干球温度分别为34.8 ℃和-4 ℃[18]，夏季室内计算干/湿球温度分别取27 ℃/19 ℃，冬季空调室内计算干球温度为20 ℃。以夏季工况和建筑负荷确定多联机和风冷式冷(热)水机组的容量，为简化计算，本文按系统名义制冷量等于BLc(35)选配多联机和风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统。

3)空调系统的运行时间：两类空调系统在不同外温下的运行小时数分布采用GB/T 18837《多联式空调(热泵)机组》(报批稿)给定的制冷(热)季节需要制冷(热)的各温度发生时间模型。

在上述条件基础上，结合空调系统的全工况性能模型即可对两类空调系统的季节能效比或全年性能系数进行计算。

3.2 包含连接管长度影响的空调系统全工况性能模型

3.2.1 多联机空调系统

首先，根据对多联机的制冷、制热全工况性能测试结果，采用其中室内负荷分布最不均匀情况(室内机随机组负荷率的增加逐台开启)的数据拟合获得公式(3)的具体形式和性能模型；再根据企业的《产品技术手册》给定的多联机室外机制冷(热)容量随等效连接管长的修正系数图拟合得到公式(6)的具体形式和性能模型；根据文献[6]中R410A多联机的EER和COP随管长变化的数据拟合得到式(7)具体形式和模型系数。多联机全工况性能模型及管长影响模型见表1。

3.2.2 风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统

根据风冷式冷(热)水机组样本中的性能数据，对名义制冷水流量、供水温度为7 ℃时的数据和名义制热水流量、供水温度为45 ℃时的数据分别拟合获得式(10)和式(11)的具体形式和模型系数。风机盘管的额定能效比参考国家标准[19]计算取值，为简化起见，变工况运行时均按额定能效比计算。各模型见表2。

表1多联机的全工况性能模型及管长影响模型

Tab.1Full condition performance model of multi-split air conditioning system and effect of pipe length

全工况性能模型(LVRF=10m)CCVRF0=66kW;CHVRF0=70kW;EERVRF0=3.0;COPVRF0=3.3y1=a0+a1tao+a2tao2+a3tao3+a4PLR+a5PLR2+a6PLR3+a7taoPLR+a8tao2PLR+a9taoPLR2y1a0a1a2a3a4REERVRF2.663.65×10-2-5.35×10-38.02×10-51.03RCOPVRF3.76×10-11.04×10-2-1.39×10-4-1.12×10-41.51y1a5a6a7a8a9REERVRF-3.054.76×10-14.49×10-2-8.37×10-43.36×10-2RCOPVRF-1.362.30×10-17.23×10-21.61×10-3-5.61×10-2管长影响模型制冷:c1c=5×10-6LVRF2-2.3×10-3LVRF+1.02;c2c=4×10-6LVRF2-2.1×10-3LVRF+1.02;k=0.5制热:c1h=1,LVRF≤110m;c2h=1×10-6LVRF2-1.1×10-3LVRF+1.01;k=0.4

表2风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统的全工况性能模型及管长影响模型

Tab.2Full condition performance model of air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system and the effect of pipe length

冷(热)水机组全工况性能模型(Lw=20m)CCWCU0=66kW;CHWCU0=70kW;EERWCU0=3.4;COPWCU0=3.6制冷供水温度为7℃,制热供水温度为45℃;冷(热)水量为11.4m3/hRCCWCU=-1.91×10-4tao2+4.86×10-3tao+1.06REERWCU=1.13×10-4tao2-3.35×10-2tao+2.04RHCWCU=6.94×10-5tao2+1.99×10-2tao+0.95 tao≤5.5℃-1.1×10-3tao2+4.56×10-2tao+0.75 tao>5.5℃{RCOPWCU=-3.53×10-5tao2+1.65×10-2tao+0.96 tao≤5.5℃-1.47×10-3tao2+6.26×10-2tao+0.63 tao>5.5℃{水泵和风机盘管η1=70%;η2=90%;EERf=50;COPf=75;φ=1.1Rm=173Pa/m;β=50%;Δpm=35kPa;Δpd=40kPa;Δpt=40kPa

3.3 季节性能指标的计算基准

结合上述模型和南京地区办公建筑制冷(热)季节需要制冷(热)的各温度发生时间[13]，根据式(1)和式(2)计算不同管路长度下两类空调系统的季节能效比或全年性能系数。由于管路长度增加时，冷(热)水机组的名义制冷(热)量不变，但多联机的名义制冷(热)量将衰减，为公平比较，特做如下假设：

1)管路长度增加后，用作参考比较的风冷式冷(热)水机组的名义制冷(热)量也同步减小并与多联机名义制冷(热)量相等；

2)多联机采用转速可控型压缩机，在各温度下能够提供与建筑冷(热)负荷相匹配的制冷(热)量；

3)在风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统中，在部分负荷下，冷(热)水机组采用启停控制以适应建筑负荷需求，在停机阶段冷(热)水泵继续运行，通过管道中水的热容量向建筑供冷(热)。

3.4 计算结果与分析

不同EERVRF0的多联机和不同EERWCU0的风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统在不同L下的SEER计算结果(虚线是不扩大管径的计算结果，用“N”标记)如图3所示，由此可得到多联机以SEER为指标的Leco值。从图中可以看出，在管路长度L≤90 m或L>90 m的范围内，SEERVRF随L的衰减梯度均大于SEERWCUS随L的衰减梯度。在实际工程中，为了减少多联机连接管长度增加所导致的性能衰减，通常在多联机的等效连接管长度超过90 m时，增大室外机组与第一分歧管之间的气体和液体连接管管径以减小阻力。故图中在L=90 m处SEERVRF出现阶跃性增大，换言之，当增加该段管路的管径，可增大多联机的Leco值。对于不同EERVRF0的多联机，当采用不同EERWCU0的冷(热)水机组作为比较基准时，Leco有较大差别，EERVRF0越高或者EERWCU0越低，多联机以SEER为指标的Leco值越大。

图3 多联机和风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统的SEER值比较Fig.3 Comparison of SEER between multi-split air conditioning system and air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system

图4所示为不同COPVRF0的多联机和不同COPWCU0的风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统在不同L下的HSPF计算结果(虚线是不扩大管径且认为多联机名义制热量在L≤190 m范围内修正系数等于1的计算结果，用“N”标记)。可计算得到不同EERVRF0和不同COPVRF0的多联机与不同EERWCU0和不同COPWCU0的风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统在不同L下的APF计算结果(如图5所示)。

图4 多联机和风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统的HSPF值比较Fig.4 Comparison of HSPF between multi-split air conditioning system and air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system

图5 多联机和风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统的APF值比较Fig.5 Comparison of APF between multi-split air conditioning system and air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system

从图5中可以看出，多联机的名义工况能效比越高或者作为比较基准的风冷式冷(热)水机组的名义工况能效比越低，则多联机以APF为指标的Leco值越大。而且，对多联机进行管径增大处理可以有效增大多联机以APF为指标的Leco值。

综合图3～图5还可以看出，对于名义工况下系统能效比相近的两类空调系统，例如，对于EERVRF0=3.0、COPVRF0=3.3的多联机与TEERWCUS0=3.08、TCOPWCUS0=3.33(其中冷(热)水机组的EERWCU0=3.4、COPWCU0=3.6)的风冷式冷(热)水机组+风机盘管空调系统而言，多联机以SEER为指标的Leco>190 m，以HSPF为指标的Leco≈30 m，以APF为指标的Leco(不进行管径增大处理)≈140 m，可见多联机在制热季节的全工况性能制约了其以APF为指标的Leco值，这主要是因为两类空调系统的全工况性能特点存在差异。根据系统的性能模型可知，多联机在外温很低、负荷率很小的条件下的制热COP有较大程度的衰减，在上述模型条件下，多联机在制热季节约有38%的时间在负荷率小于30%的工况下运行，因而其HSPF值较小，从而制约了多联机的全年运行性能。

4　结论

多联机是目前集中空调系统的主要应用形式之一，合理的连接管长度是保证多联机在实际应用中高效运行的重要因素。本文提出了多联机季节经济性作用域概念并给出计算方法，重点阐述了考虑连接管长度影响的多联机全工况性能模型的构建方法。提出季节经济性作用域确定方法，以南京地区办公建筑为例，对不同能效水平的多联机的季节经济性作用域进行计算分析，结果表明：多联机的名义工况能效比越高或者风冷式冷(热)水机组的名义工况能效比越低，多联机的季节经济性作用域就越大；由于受多联机制热季节全工况性能的制约，多联机以APF为指标的季节经济性作用域小于以SEER为指标的季节经济性作用域。该方法不仅可为多联机系统设计规范确定连接管长度限值时提供参考依据，也可指导实际工程的方案选择和设备选型。

需要指出的是，本文所用的建筑负荷、空调使用时间分布模型、空调系统全工况性能等模型只反映了这一类建筑和空调系统的一般特性，而对于具体工程而言，则需要根据建筑结构、空调使用特点、当地气象条件和空调产品的实际性能等信息来计算多联机的季节经济性作用域。

[1]王海刚, 钱付平, 陈乐端, 等. 大学生公寓多联机及半集中式空调系统能耗分析[J]. 节能技术, 2008, 26(5): 475-478. (WANG Haigang, QIAN Fuping, CHEN Leduan, et al. The energy consumption analysis of multi-split system of college students’ department and semi-central air conditioning system[J]. Energy Conservation Technology, 2008, 26(5): 475-478.)

[2]廖瑞海. 某办公建筑多联机空调系统能耗调查与分析[J]. 暖通空调, 2012, 42(4): 26-30. (LIAO Ruihai. The investigation and analysis of energy consumption of one commercial building’s multi-split system[J]. Journal of HV&AC, 2012, 42(4): 26-30.)

[3]田娟荣, 曾源. 多联机空调系统在某精品办公楼中的应用[J]. 制冷与空调 (北京), 2012, 12(5): 129-132. (TIAN Juanrong, ZENG Yuan. Application of VRF air conditioning system in high-quality office buildings[J]. Refrigeration and Air-conditioning, 2012, 12(5): 129-132.)

[4]庞俊莉. 郑州市某工程数码多联机空调系统设计案例[J]. 供热制冷, 2012(9): 66-68. (PANG Junli. One design case of engineering-digital VRF air conditioning system[J]. Heating & Refrigeration, 2012(9): 66-68.)

[5]石文星, 邵双全, 彦启森. 多联式空调(热泵)系统的作用域[J]. 制冷学报, 2007, 28(2): 8-12. (SHI Wenxing, SHAO Shuangquan, YAN Qisen. Efficiency region of multi-spilt air conditioning (heat pump) system[J]. Journal of Refrigeration, 2007, 28(2): 8-12.)

[6]石文星, 王宝龙, 李先庭. 多联机空调系统适应性研究报告[R]. 中国制冷空调工业协会专项研究项目, 2007.

[7]中国建筑科学研究院. JGJ174—2010 多联机空调系统工程技术规程[S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2010.

[8]浙江德盛建设集团公司, 清华大学, 合肥通用机械研究院, 等. GB 27941—2011 多联式空调(热泵)机组应用设计与安装要求[S]. 北京：中国标准出版社, 2012.

[9]汤天平, 崔红社, 何海龙. 寒冷地区某办公建筑利用变频多联机系统供热的能耗模拟[J]. 能源与环境, 2011(2): 25-27. (TANG Tianping, CUI Hongshe, HE Hailong. Energy consumption simulation of one commercial building utilizing variable-frequency VRV system to heat in cold region[J]. Energy and Environment, 2011(2): 25-27.)[10] 薛卫华, 沈建芳, 苏志军, 等. VRV空调系统与螺杆式风冷热泵空调系统全年能耗比较[J]. 制冷技术, 2004(4): 6-9. (XUE Weihua, SHEN Jianfang, SU Zhijun, et al. Annual energy consumption comparison between VRV air conditioning system and air-cooled heat pump air conditioning screw system[J]. Refrigeration Technology, 2004(4): 6-9.)

[11] Zhou Y P, Wu J Y, Wang R Z, et al. Energy simulation in the variable refrigerant flow air-conditioning system under cooling conditions[J]. Energy and Buildings, 2007, 39(2): 212-220.

[12] 清华大学, 丹佛斯(天津)有限公司, 广东欧科空调制冷有限公司, 等. GB/T 18837 多联式空调(热泵)机组(报批稿)[S]. 2014.

[13] 合肥通用机械研究院, 清华大学, 南京五洲制冷集团, 等. GB/T 17758—2010 单元式空气调节机[S]. 北京：中国标准出版社, 2010.

[14] 赵伟, 周德海, 石文星. 多联机空调系统的性能域[J]. 暖通空调, 2010, 40(7): 98-102. (ZHAO Wei, ZHOU Dehai, SHI Wenxing. The performance region of multi-split air conditioning system[J]. Journal of HV&AC, 2010, 40(7): 98-102.)

[15] 吴成斌, 钟瑜, 石文星. 多联机季节运行性能评价指标的差异性分析[J]. 制冷与空调 (北京), 2012, 12(5): 102-107. (WU Chengbin, ZHONG Yu, SHI Wenxing. Difference analysis of seasonal performance evaluation indexes of multi-split air conditioner[J]. Refrigeration and Air-conditioning, 2012, 12(5): 102-107.)

[16] 约克(无锡)空调冷冻设备有限公司, 合肥通用机械研究院, 特灵空调系统(江苏)有限公司, 等. GB/T18430.1——2007 蒸气压缩循环冷水(热泵)机组 第1部分工业或商业用及类似用途的冷水(热泵)机组[S]. 北京：中国标准出版社, 2008.

[17] 石文星，王宝龙，邵双全. 小型空调热泵装置设计[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2013.

[18] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册(上册)[M]. 北京：中国建筑工业出版社, 2008.

[19] 中国建筑科学研究院空气调节研究所. GB/T 19232——2003 风机盘管机组[S]. 北京：中国标准出版社, 2003.

About the corresponding author

Shi Wenxing, male, Ph.D., professor, Department of Building Science, Tsinghua University, +86 10-62796114, E-mail: wxshi@tsinghua.edu.cn. Research fields: refrigeration and heat pump; energy storage and utilization of renewable energy.

Seasonal Efficiency Region of Air-cooled Multi-split Air Conditioning System

Li Zi′aiSong PengyuanHuang WenyuShi Wenxing

(Department of Building Science, Tsinghua University, Beijing, 100084, China)

In view of the imperfection of present efficiency region of multi-split air conditioning system based on energy efficiency ratio at nominal working condition, a concept and a determination method of seasonal efficiency region of multi-split air conditioning system based on seasonal energy efficiency (SEER) and annual performance factor (APF) were proposed. The construction approaches of full condition performance models of multi-split air conditioning system and air-cooled water chiller & heater unit plus fan-coil air conditioning system based on experimental data were illustrated. Using the building load model and air conditioning hours at various temperatures in cooling and heating season in GB/T 18837 (draft for approval), the seasonal efficiency region of multi-split air conditioning system with different nominal energy efficiency ratio (EER and COP) in office building in Nanjing was calculated as an application example. The proposed concept and determination method of seasonal efficiency region of multi-split air conditioning system can not only provide an option to improve the code for engineering design of multi-split air conditioning system, but also offer guidance for the selection of air conditioning system and equipment in a practical project.

multi-split air conditioning system; air-cooled water chiller& heater unit; full condition performance; seasonal efficiency region

0253-4339(2016) 01-0038-08

10.3969/j.issn.0253-4339.2016.01.038

国家自然科学基金(51176084)资助项目。(The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 51176084).)

2015年5月26日

TU831.3；TU831.4

A

简介

石文星，男，博士，教授，清华大学建筑技术科学系，(010)62796114，E-mail: wxshi@tsinghua.edu.cn。研究方向：制冷与热泵技术、蓄能与可再生能源利用技术。