多联机空调系统的节能设计研究

多联机空调系统的节能设计研究

谢德扬

大金（中国）投资有限公司南京分公司济南营业部 山东济南 250002

摘要：近年来多联机空调市场发展迅猛，伴随着城市化进程的加快，多联机空调已占据中央空调市场半壁江山，而作为暖通空调的相关设计人员要掌握空调设计安装的关键技术、明确制冷原理以及注意事项非常重要，发挥多联机空调的强大优势，并且注重其节能设计，为节能减排战略多作贡献。本文将重点研究多联机空调的节能设计方法，以便为今后的相关研究工作提供有效参考。

关键词：多联机空调；节能设计；空调系统

引言：当今社会经济飞速发展，随之而来的就是能源紧张问题，能源的压力日益突显，为了有效缓解这一局面，世界各国几乎不约而同地提出了节能的具体标准。空调耗能在建筑能耗中占比高达40%，空调能耗问题逐渐受到大家的重视，成为目前建筑节能的主要焦点。基于这样的背景，提高空调节能设计水平变得十分必要。

一、多联机空调的组成

我们常见的多联机空调主要是由一台或多台并联的热泵机组组装而成，并和多台室内机连接，通过变冷媒流量控制技术对制冷剂流量进行合理分配，运用无级变频技术调节容量需求，可以根据需求实时调整空调供给容量。多联机空调的整个系统是由多个装置组合而成，包括空调内外机、制冷剂管道、冷凝水管道等。其中空调室内外机的容量配比可在50%~130%调节，用户可以结合实际情况自行选择合适的形式和容量，一套室外机可以连接室内机多达30-40台。多联机空调的室内机也分为许多种类型，例如：环绕气流嵌入式、中静压风管式、双向气流嵌入式或者是落地型等，在进行选择时，要结合不同的功能区以及不同的装潢要求，将其灵活使用在办公、住宅、医疗、商业综合体等项目的空调系统设计中。

二、关于多联机空调的节能设计标准

随着能源的日益紧张，建筑节能要求也愈来愈高，现在的空调系统设计中，节能是设计的前提和最基本的要求，而空调节能要建立在空调设备节能的基础上，只有各个设备的节能性达到相关标准，设计出的空调系统才能满足节能和环保的实际要求。就目前的情况来看，我国已经先后出台了一系列强制性政策，对于空调节能标准提出了具体的要求，空调生产商需要达到国家规定的节能标准，并以此作为前提条件，还要标有节能标识，在这样的基础上才可以进行空调销售。能效限定值如表1所示。

表1 多联式空调（热泵）机组能效限定值

在国家的相关国标中，制冷综合性能系数划分成五个级别，如果生产商所研发的空调设备不满足该能效标准，是不被允许销售的。与此同时，空调产品在出厂之前，需粘贴能效标识，规范的能效标识要准确标明额定能效级别。值得注意的是，只有额定能效级别符合标准的空调产品，才具有申请节能认证的资格。基于节能管理的有关规定，空调厂家为了提高空调的销售量，就要不断升级技术品质，加大节能系统的研发力度，从根本上重视节能设计的重要性，通过不断优化设计，提升机组能效等级^[1]。这在一定程度上也可以有效缩减耗能，为空调设备节能提供保障。从前文中我们已经明确了节能标准，相关制造商如果想要提高机组性能，继续完善技术，从目前的经验来看，可以从以下几个方面入手，分别是：第一，选取节能性能较为优异的制冷剂；第二，完善换热装置；第三，提升性能数值。通过以上手段，空调机组节能性可以得到明显的改善。

三、选取节能性能较为优异的制冷剂

就目前的情况来看，多联机系统使用的制冷剂可以分为以下几种，分别是R410A制冷剂、R22制冷剂等。这几种制冷剂在市场上是比较常见的，那么空调制冷剂该如何选择，首先需要对制冷剂特点进行分析，以R410A制冷剂为例，因为R410A冷煤影响臭氧系数可以达到0，由此特性我们就可以判断出R410A制冷剂具有明显的环保性，很适合作为多联空调制冷。除了环保性比较突出之外，同时还具有一定的传热性，没有明显的温度偏移，传热性良好，在此基础上压力损失低的优势也比较突出，这样的性能特征在很大程度上可以达到有效控制能耗的目的。基于此，空调系统为了达到理想的节能效果以及运行效果，将R410A冷媒作为多联机空调的制冷剂是一个比较明智的选择。

四、完善换热装置

完善空调系统的换热装置也是提高机组节能性能的一项重要手段，结合以往的设计经验来看，设备性能的高低以及能耗的多少主要是受到两方面的影响，一方面是换热装置大小；另一方面是换热有效性。换热装置大小需要设计的合理且经济，换热装置越大，换热效率越高，能耗越少，但是制造成本也会随之增加。基于这样的情况，为了实现成本和节能性的完美匹配，设备制造商最需要做的就是在换热装置体积不变的基础上，采取科学的技术和手段，尽可能提高装置换热效率，通过合理的设计不仅仅可以降低空调运行成本，还可以达到节约成本的目的。为了确保评估换热装置的有效性和科学性，实现节能性与制造成本的完美匹配，可采用下述数值进行科学计算，分别是：冷重比和功重比。其中冷重比是通过制冷量以及换热器重量得出的；而功重比是和功率以及换热器重量有着直接的关系。冷重比越大，说明单位重量下装置换热效率相对较高，换热效果比较理想。功重比越小，代表单位重量下装置能耗越低，同时具备一定的节能性。上述两个数值融合了成本与节能性，可以作为很好的参考，通过冷重比和功重比可以有效对换热装置进行评估，确保其节能性以及成本

^[2]。在空调的设计环节，冷重比和功重比是两个比较重要的参数，制造商通过对产品的计算，并将统计结果录入数据库，将其用于未来新品研制中，依照数据库存储的数据对空调系统进行设计和优化升级，具有十分积极的作用。为了进一步对空调系统进行优化设计，将冷重比以及功重比控制在合理的范围内，生产商家还需要侧重以下几点：首先，换热翅片的选择要确保高效率；其次，对换热装置要进行不断优化，无论是制冷剂流量还是流速都要采用分路控制的方法。

五、提升性能数值

多联机空调一般情况下都是由一台室外机或并联的多台室外机同时带动数量较多的室内机。多联机系统的主要优势是在实际运行阶段，不会同时开启全部的室内机，在较多时间运行负荷都会控制在50%左右。基于此，增强部分负荷的节能性能可以极大限度对整机节能性进行有效控制，是一种比较直接和科学的方法。加强节能性需要从下面几点入手：首先，变频压缩机至关重要，要尽可能选择能效比较高的。因为变频压缩机具有中间能效比较高，两端能效比较小的显著特征，因此在实际设计阶段，压缩机要尽可能运行在能效相对高的频段。其次，增强对相关模块器件的有效控制，提高控制能力。在部分负荷下，要采取科学手段完善元器件的控制，这里指的控制元器件主要是室外风机运行控制、电子膨胀阀控制、压缩机变频精度控制等，在确保制冷或制热有效性的前提下，对风机功率、电机功率等进行合理化控制，使其达到一种理想状态，既可以节能，又可以满足实际的制冷、制热需求。

结论：综上所述，随着科技的进步和经济水平的提升，空调使用量逐年攀升，能源压力也越来越大。在现阶段，能源节约问题已经成为社会关注的共同话题。空调耗能一直以来都占据建筑物能耗的重要比例，因此减少空调机组运行的能耗是多联机空调设计的关键和首先需要解决的问题，也是控制建筑能耗的重点。通过合理化节能设计研究，希望可以为节能减排战略作出贡献。

参考文献：

[1]雍维金.浅析多联机空调系统的节能设计[J].建材与装饰,2018(12):217-218.

[2]陈祖铭,舒力帆,李志明,陈宇轩.多联机空调系统新风的节能设计研究[J].制冷,2017,36(04):35-39.

作者简介：姓名：谢德扬（1991.02--）；性别：男，民族：汉，籍贯：山东省邹城市人，学历：本科；现有职称：无；研究方向：暖通空调与通风。