變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中機(jī)型的精細(xì)選擇設(shè)計(jì)
1 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
多聯(lián)機(jī)系統(tǒng),即制冷劑可變系統(tǒng),它是通過采用制冷劑蒸發(fā)或冷凝來冷卻或加熱室內(nèi)的空氣,以達(dá)到或滿足消掉室內(nèi)冷、熱負(fù)荷的空調(diào)要求。系統(tǒng)按空氣源熱泵原理工作,由室外機(jī)、多個(gè)室內(nèi)機(jī)和制冷劑管路系統(tǒng)組成。室外機(jī)由壓縮機(jī)、室外側(cè)換熱器(室外機(jī)的蒸發(fā)或冷凝換熱設(shè)備)、風(fēng)機(jī)和其他附件組成。室內(nèi)機(jī)由風(fēng)機(jī)和室內(nèi)側(cè)換熱器(室內(nèi)機(jī)的蒸發(fā)或冷凝換熱設(shè)備)和其他附件組成。變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)按照不同的房間要求,通過很好的控制各個(gè)室內(nèi)機(jī)制冷劑供給流量,適時(shí)的滿足室內(nèi)負(fù)荷變化的需要,從而達(dá)到保障性和經(jīng)濟(jì)性。
目前,應(yīng)用比較廣泛的多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)組形式主要分為變頻多聯(lián)機(jī)組和數(shù)碼渦旋壓縮多聯(lián)機(jī)組。
變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用靈活、安裝方便、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、可方便實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)費(fèi),平常運(yùn)行費(fèi)用省等優(yōu)點(diǎn)。
2 變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題
目前,變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)在各個(gè)實(shí)際工程中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,運(yùn)轉(zhuǎn)效果也比較理想,但是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中還存在一些問題,影響系統(tǒng)性能的提高。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中務(wù)必充分考慮各個(gè)影響因素,推進(jìn)系統(tǒng)的完善。
設(shè)計(jì)中存在的一些問題和注意事項(xiàng):新風(fēng)問題,有的工程無新風(fēng)系統(tǒng),合理設(shè)置新風(fēng)使室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)得到保證,過渡季節(jié)(部分時(shí)間)只開新風(fēng)系統(tǒng)就能滿足使用要求;室內(nèi)外機(jī)的匹配問題,由于把不同功能和不同使用時(shí)間的房間考慮為同一個(gè)空調(diào)系統(tǒng),在某一時(shí)間,室內(nèi)的負(fù)荷遠(yuǎn)小于室外個(gè)機(jī)輸出冷量(設(shè)計(jì)計(jì)算冷量),這樣不能很好發(fā)揮室外機(jī)的作用,合理確定室內(nèi)外機(jī)的配比能很好提高系統(tǒng)性能;室外機(jī)耗電量問題,在設(shè)計(jì)或安裝過程中發(fā)現(xiàn)室外機(jī)的耗電量與其設(shè)備(樣本)提供的耗電量不符,實(shí)際耗電量大于設(shè)計(jì)時(shí)室外機(jī)的耗電量,這一問題主要由于設(shè)計(jì)者把產(chǎn)品樣本中提供的壓縮機(jī)輸出功率當(dāng)作壓縮機(jī)的耗電量,實(shí)際上兩者之間存在差異;管道長度、室內(nèi)外溫度對(duì)室外機(jī)冷量(熱量)的影響;室外機(jī)的布置問題,室外機(jī)的布置應(yīng)滿足下述要求:進(jìn)風(fēng)通暢不干擾,排風(fēng)順暢不回流;凝結(jié)水管的安裝問題,工程中凝結(jié)水管的長度應(yīng)盡量短,并要有0.01的坡度,以免形成管內(nèi)氣阻,排水不暢;室內(nèi)機(jī)選擇問題,這點(diǎn)在下章詳細(xì)分析。
還應(yīng)注意的一些設(shè)計(jì)要點(diǎn):作用半徑適當(dāng)選取,控制吸氣管阻力損失;系統(tǒng)布局要思考,需要考慮室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系,制冷模式—室外機(jī)在下部時(shí)上升高壓液體管需克服重力損失防止液體閃發(fā),制熱模式—室外機(jī)在上部時(shí)高差越大要求壓縮機(jī)排氣壓力越高;高壓液體遠(yuǎn)距離傳輸時(shí),可能出現(xiàn)沿程閃發(fā)和液體回流;膨脹閥的容量要考慮室內(nèi)機(jī)在任何位置都有良好調(diào)節(jié)特性;各房間空氣參數(shù)應(yīng)相差不大,否則只適應(yīng)部分參數(shù)同時(shí)增加能耗。
3 室內(nèi)機(jī)的精細(xì)選擇設(shè)計(jì)
變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程如下:先是系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃,進(jìn)行空調(diào)分區(qū)的劃分,擬定新風(fēng)解決方案和控制解決方案。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、氣候條件、建筑狀況、發(fā)熱設(shè)備等進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算,由負(fù)荷計(jì)算結(jié)果初步確定室內(nèi)機(jī)容量、形式、設(shè)計(jì)位置。之后擬定室內(nèi)外機(jī)的合理配比對(duì)室外機(jī)進(jìn)行選型,隨后根據(jù)各影響因素確定修正系數(shù)進(jìn)行室內(nèi)機(jī)能力的再確認(rèn),然后確定室內(nèi)機(jī)型號(hào)容量。然后進(jìn)行風(fēng)管設(shè)計(jì),布置合理的氣流組織形式。
在室內(nèi)機(jī)的選型過程中如果只是通過負(fù)荷計(jì)算結(jié)果來確定室內(nèi)機(jī)的容量,會(huì)造成設(shè)備的浪費(fèi)和室內(nèi)外機(jī)匹配不合理的現(xiàn)象。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)有多個(gè)影響因素需要考慮,其中包括溫度因素、連接率因素、管長因素、融霜因素等,綜合考慮這些因素的修正系數(shù)可提高選型的準(zhǔn)確性,同負(fù)荷計(jì)算更匹配,設(shè)計(jì)很合適,能很好減少設(shè)備的浪費(fèi)。
3.1 溫度修正
能力修正的一個(gè)要點(diǎn)是溫度的修正。不同的溫度條件下,機(jī)組的能力也不盡相同。可以根據(jù)具體設(shè)計(jì)條件,查詢不同溫度條件下機(jī)組的容量表來獲得這一步的修正。舉例如下:
設(shè)備額定工況:夏季室內(nèi):27℃DB,19℃WB;室外:35℃DB;
冬季室內(nèi):20℃;室外:7℃DB,6℃WB;
設(shè)計(jì)溫度與上述溫度不同時(shí)需對(duì)容量進(jìn)行溫度修正,從容量表(某空調(diào)公司提供)中查出設(shè)計(jì)溫度條件下室外機(jī)的實(shí)際容量。
表1 溫度修正容量表(以10HP機(jī)為例)
連接率 | 室內(nèi)溫度(℃WB) 室外溫度(℃DB) | 14.0 | 16.0 | 18.0 | 19.0 | 20.0 | 22.0 |
實(shí)際冷量 | 實(shí)際冷量 | 實(shí)際冷量 | 實(shí)際冷量 | 實(shí)際冷量 | 實(shí)際冷量 | ||
Kw | Kw | Kw | Kw | Kw | Kw | ||
99%以上 | 25 | 18.9 | 22.5 | 26.2 | 28.0 | 29.8 | 31.3 |
27 | 18.9 | 22.5 | 26.2 | 28.0 | 29.8 | 30.8 | |
29 | 18.9 | 22.5 | 26.2 | 28.0 | 29.7 | 30.4 | |
31 | 18.9 | 22.5 | 26.2 | 28.0 | 29.3 | 29.9 | |
33 | 18.9 | 22.5 | 26.2 | 28.0 | 28.8 | 29.5 | |
35 | 18.9 | 22.5 | 26.2 | 28.0 | 28.3 | 29.0 | |
37 | 18.9 | 22.5 | 26.2 | 27.5 | 27.9 | 28.6 | |
39 | 18.9 | 22.5 | 26.2 | 27.1 | 27.4 | 28.1 |
3.2 連接率修正
室內(nèi)機(jī)容量總和超過室外機(jī)所提供的實(shí)際能力時(shí),室外機(jī)的能力不再同室內(nèi)機(jī)容量總和呈線性變化,室內(nèi)機(jī)的容量會(huì)有所衰減,連接率較大時(shí)須考慮這個(gè)因素的影響。
圖1 連接率修正曲線
3.3 管長修正
變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)管長較長時(shí)會(huì)產(chǎn)生衰減,一般只需對(duì)制冷情況進(jìn)行管長修正。先配管的長度影響流體阻力,管長過長導(dǎo)致阻力加大。其次配管的長度影響系統(tǒng)性能,吸氣管阻力增加,壓縮機(jī)吸氣壓力降低,制冷能力下降。吸氣壓力下降、過熱增加,系統(tǒng)EER相應(yīng)下降。管長超過90m時(shí)可通過增加管徑的方法降低管長衰減。
表2 管長修正系數(shù)表
等效長度 | 30m | 50m | 80m | 100m | 120m | 150m |
制冷修正率 | 0.93 | 0.89 | 0.83 | 0.78 | 0.74 | 0.68 |
制熱修正率 | 0.99 | 0.99 | 0.97 | 0.97 | 0.96 | 0.95 |
3.4 融霜修正
變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)在較低溫度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),其一個(gè)循環(huán)周期包括制熱運(yùn)轉(zhuǎn)與融霜運(yùn)轉(zhuǎn)兩部分,所以融霜過程勢(shì)必會(huì)影響機(jī)組的制熱能力。
制熱能力=制熱能力特性表記載值×結(jié)霜時(shí)能力修正系數(shù)
表3 融霜修正系數(shù)表
室外單元入口空氣溫度 ℃DB(℃WB) | -5.0 (-5.6) | -3.0 (-3.7) | 0.0 (-0.7) | 3.0 (2.2) | 5.0 (4.1) |
融霜時(shí)的能力修正 | 0.93 | 0.88 | 0.84 | 0.85 | 0.9 |
3.5 室內(nèi)機(jī)的實(shí)際能力
當(dāng)所有室內(nèi)機(jī)同開時(shí),其實(shí)際能力是根據(jù)室外機(jī)能力按比例分配的,此時(shí)室內(nèi)機(jī)的能力按下式得出:
室內(nèi)機(jī)的實(shí)際能力=(室內(nèi)機(jī)總?cè)萘恐?單臺(tái)室內(nèi)機(jī)容量值)×室外機(jī)的實(shí)際能力(包含溫度修正、連接率修正)×管長、融霜修正系數(shù)
舉例如下:系統(tǒng)一臺(tái)10HP 室外機(jī)拖六臺(tái)2HP 室內(nèi)機(jī)室外溫度:35 ℃DB;室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度:25℃DB, 18℃WB 連接率120% 在溫度、連接率條件下外機(jī)能力為:
28.6kw,總管長:80m(高低差40m),管長修正:0.92。
單臺(tái)室內(nèi)機(jī)的實(shí)際能力=56/(56×6)×28.6Kw×0.92=4385W(額定值5600W)
4 結(jié)論
變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)在歐美已廣泛應(yīng)用,現(xiàn)在日本市場(chǎng)上新建筑的32%,舊建筑改建中的60%采用了變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng),我國也已有多幢建筑物采用這種系統(tǒng),如深圳的市政設(shè)計(jì)院辦公樓、同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院、蘇州大學(xué)理工教學(xué)樓、北京的電信器材公司等。變頻多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)在國內(nèi)的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大,在今后的數(shù)年中充分地發(fā)揮出優(yōu)越性。
在變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中還存在很多需要解決的問題,還需要在以后的工程實(shí)踐中不斷完善系統(tǒng),希望本文對(duì)以后的變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作帶來幫助。
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