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作者:劉毅單位:上海奇士建筑安裝工程有限公司
室內機不能按水-水空調系統的末端風機盤管全熱方式選型,應該校核顯熱負荷。空調室內負荷由顯熱和潛熱組成,對舒適性空調而言主要應保證室內的溫度(即顯熱),因此選擇室內機時首先要滿足室內顯熱負荷的要求。在夏季,制冷劑直接在室內機盤管中蒸發換熱,其蒸發溫度低于水-水空調系統中的供水溫度,所以室內機的潛熱負荷所占比例大于水系統盤管的比例,在相同的全熱負荷下直接蒸發式室內機的顯熱所占比例要小些,如按全熱選型,室內的干球溫度會偏高,影響舒適性,甚至室內溫度達不到要求。只有當室內人員較多、散濕量較大時才能按全熱負荷對室內機選型。
必須掌握多聯式空調(熱泵)系統的小時最大負荷與所承擔房間最大負荷累積之和的比例關系。若系統所承擔的房間朝向相同或內區較大,此時空調系統的小時最大負荷出現的時間接近房間最大負荷的時間,整個系統小時最大負荷與每個室內最大負荷的累積之和相差不大。
最大負荷出現的時間是否是下班時間(此時不需要使用空調)。這與每個工程的空調負荷計算和作息制度有關,必須對不同的工程項目做具體分析。
室外環境溫度對室外機的供熱影響較大,在按制冷工況選好室外機時,同時要用制熱工況復核室外機選型是否合適。經常出現多聯式空調(熱泵)系統夏季制冷沒問題,冬季制熱時室內溫度總達不到設計要求的現象。這就是設計時沒有復核冬季工況造成的。所以,很多設計師不加分析就把連接率設在1.3,也是多聯式空調(熱泵)系統使用效果不好的重要原因之一。根據多年的設計施工經驗,當負荷復核有困難時,取連接率不大于1.1能夠較好保證工程效果。
等效配管長度
設備供應廠商對各種室內機與室外機的制冷劑配管的管徑都有一定的規定,在此配管規定下,按總等效長度接管,實驗得出設備的主要技術數據??偟刃чL度=主管的等效長度×修正系數+分路后的配管等效長度。
由于多聯式空調(熱泵)系統在其標準測試工況下連接管長為10m,當實際管長超過10m時,整個系統的供冷能力會隨著連接管長的增加而下降(衰減)。一般廠商提供的資料只提出總等效長度與主管的長度(室外機至第一分支處)和修正系數(與配管的管徑)有關,并不提供分路后的配管管徑參數(標準配管的管徑)。但總等效長度應該包括分路后的配管等效長度。大多數廠商均提出管道等效長度可以達到150m,這只是整個機組系統的性能及技術上的可行性,并沒有考慮其供冷能力的衰減變化情況。
工程設計實踐中,應避免用局部阻力的方式考慮系統中的分支三通、彎頭等部件,而應以等效于管道長度的方式在輸送高壓流體情況下計算,這樣可以簡化計算工作。等效長度不等同于接管長度,這是一個非常重要且明確的概念,而在安裝施工公司深化設計中往往把這二者等同起來,沒有考慮局部阻力的影響,出現總等效長度超長,系統供冷能力衰減過大,運行效果不佳。
修正系數
實際工程中接管的總等效長度遠遠大于試驗時的長度,如此時仍按廠商給出的標準配管管徑設計制冷劑管道的管徑,機組實際可供制冷(熱)量將遠遠低于出廠技術數據值。為了保證系統的可供制冷(熱)量,需要把制冷劑配管的管徑加大,減小總等效長度。各廠商對制冷劑配管的管徑加大而引起總等效長度的減小引入一個修正系數(該系數可以向設備廠商索取)。這樣有經驗的設計師就可以注意,當等效長度較長時,必須加大主管的管徑,并在設計說明中注明,以免總等效配管長度超長。從廠商提供的資料看,總等效長度超過一定數值后其制冷量的衰減非常大。上海市在滬建交(2008)828號文《上海市建設和交通委員會關于進一步加強本市民用建筑設備專業節能設計技術管理的通知》中指出:“變制冷劑流量多聯分體式空氣調節機組的配管長度宜控制在50m內,最長不應超過70m”。這是一個避免因制冷量衰減影響空調效果的行政舉措。
室外機融霜
多聯式空調(熱泵)系統的設計除了連接率、等效配管長度、修正系數對機組的可供制冷(熱)量有影響外,冬季室外機融霜也會影響機組的出力。由于多聯式空調(熱泵)系統為模塊式機組組合,一般企業提供的多為3模塊甚至4模塊,會存在多臺壓縮機排序輪流化霜的現象,造成化霜時間過長,當外界環境工況較差時嚴重影響制熱效果。為此,在設計方案時,一方面要考慮室外機的放置環境,保持良好的通風換熱;另一方面盡量避免選用3模塊甚至4模塊的室外機,減少室外機的化霜時間。優先考慮使用智能化霜產品,并與廠商溝通,根據實際環境溫度,完善機組化霜設置以提高惡劣環境下的運行效率。
配置復核
對機組配置的復核計算應按獨立系統進行,并按以下步驟復核:
1)根據室內、外計算溫度和室內、外機的配置率,從生產廠商提供的技術資料中查取室外機相應工況下的制冷量和制熱量。
2)計算系統中制冷劑管道的等效長度和室內、外機安裝的高度差,從生產廠商提供的技術資料中查取相應的制冷量和制熱量的綜合修正系數以及冬季融霜時制熱量修正系數。
3)室外機實際制冷量和制熱量按下式計算式中:QWC和QWR分別為室外機實際制冷量和制熱量(kW);Q1和Q2分別為與室內、外設計溫度和室內、外機配置率相對應的室外機制冷量和制熱量(kW);A為室外機與最遠端室內機之間的制冷劑管道等效長度和室內、室外機安裝高度差對室外機制冷量的綜合修正系數;B為室外機與最遠端室內機之間的制冷劑管道等效長度和室內、室外機安裝高度差對室外機制熱量的綜合修正系數;C為冬季融霜時對制熱量的修正系數。
4)室內機實際制冷量和制熱量按下式計算:
5)如果室內機實際制冷(熱)量小于房間的冷熱負荷,應重新選擇室內機,并按上述步驟進行計算,直至滿足要求為止。
另外,在復核系統時,還應注意以下幾點:
1)室外機連接室內機的數量不應超過產品的技術要求。
2)使用要求和使用功能相近的空間或房間宜納入同一系統。
3)圍護結構差異較大的房間不宜納入同一系統。
4)朝向不同的房間不宜納入同一系統。
5)定時使用的場所(如餐廳)和不經常使用的場所(如會議室)應單獨設置系統或納入合適的系統。
制冷劑管道空間布置
制冷劑管道敷設標高、具體空間位置(特別在走道內的詳細位置)一般在設計圖紙中都不標注要求,施工單位應根據現場實際情況確定。例如:在走道吊頂內敷設制冷劑管道之前,首先應該做吊頂內的各種管道(包括風管、冷凝水管、消防管、強弱電橋架等)的綜合空間布置圖,然后再確定制冷劑管道的詳細位置、具體標高,應盡量避免彎頭及爬高爬低,盡可能縮短制冷劑管道的行程。這樣,既保證了系統的合理性,也充分利用了空間位置,避免了空間的浪費,提升了標高。
其他
安裝過程中經常會在二次裝修中與裝飾相互配合,送、回風口的空間位置擺放直接影響裝飾的整體效果,所以往往會出現一些不可預料的情況。某些裝飾設計公司為刻意追求裝飾的豪華性,可能會在頂面圖中將風口放在很不合適的地方。遇到這種情況,就需要專業的深化設計工程師認真復核直接送風室內機位置或風管式室內機送、回風口位置是否合理,能否滿足氣流組織的要求,并且要保證每臺室內機必須有足夠的維修空間和檢修口。在保證使用功能的前提下,與裝飾設計師多協調、溝通,可以在風口的形式上作些處理,力求合理、美觀。
近幾年,部分制造廠商為了提高機組的能效,盡量降低以上所談的影響因素,推出了水源熱泵變制冷劑流量多聯式空調(熱泵)機組和多功能變制冷劑流量多聯式空調(熱泵)機組,為設計和使用提供了更好的設備選型,從而擴展多聯機的應用。但也應該注意其適用性,更應該考慮諸如冷熱源的合理選擇(包括冷卻塔、鍋爐或地下水的采用)、樓層機房的實用性等問題,結合各工程的特殊性,優化多聯式空調(熱泵)系統,使其節能性得到真正地充分發揮。