热泵体系深化设计的不足探讨范文

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作者：刘毅单位：上海奇士建筑安装工程有限公司

室内机不能按水－水空调系统的末端风机盘管全热方式选型，应该校核显热负荷。空调室内负荷由显热和潜热组成，对舒适性空调而言主要应保证室内的温度（即显热），因此选择室内机时首先要满足室内显热负荷的要求。在夏季，制冷剂直接在室内机盘管中蒸发换热，其蒸发温度低于水－水空调系统中的供水温度，所以室内机的潜热负荷所占比例大于水系统盘管的比例，在相同的全热负荷下直接蒸发式室内机的显热所占比例要小些，如按全热选型，室内的干球温度会偏高，影响舒适性，甚至室内温度达不到要求。只有当室内人员较多、散湿量较大时才能按全热负荷对室内机选型。

必须掌握多联式空调（热泵）系统的小时最大负荷与所承担房间最大负荷累积之和的比例关系。若系统所承担的房间朝向相同或内区较大，此时空调系统的小时最大负荷出现的时间接近房间最大负荷的时间，整个系统小时最大负荷与每个室内最大负荷的累积之和相差不大。

最大负荷出现的时间是否是下班时间（此时不需要使用空调）。这与每个工程的空调负荷计算和作息制度有关，必须对不同的工程项目做具体分析。

室外环境温度对室外机的供热影响较大，在按制冷工况选好室外机时，同时要用制热工况复核室外机选型是否合适。经常出现多联式空调（热泵）系统夏季制冷没问题，冬季制热时室内温度总达不到设计要求的现象。这就是设计时没有复核冬季工况造成的。所以，很多设计师不加分析就把连接率设在1．3，也是多联式空调（热泵）系统使用效果不好的重要原因之一。根据多年的设计施工经验，当负荷复核有困难时，取连接率不大于1．1能够较好保证工程效果。

等效配管长度

设备供应厂商对各种室内机与室外机的制冷剂配管的管径都有一定的规定，在此配管规定下，按总等效长度接管，实验得出设备的主要技术数据。总等效长度＝主管的等效长度×修正系数＋分路后的配管等效长度。

由于多联式空调（热泵）系统在其标准测试工况下连接管长为10m，当实际管长超过10m时，整个系统的供冷能力会随着连接管长的增加而下降（衰减）。一般厂商提供的资料只提出总等效长度与主管的长度（室外机至第一分支处）和修正系数（与配管的管径）有关，并不提供分路后的配管管径参数（标准配管的管径）。但总等效长度应该包括分路后的配管等效长度。大多数厂商均提出管道等效长度可以达到150m，这只是整个机组系统的性能及技术上的可行性，并没有考虑其供冷能力的衰减变化情况。

工程设计实践中，应避免用局部阻力的方式考虑系统中的分支三通、弯头等部件，而应以等效于管道长度的方式在输送高压流体情况下计算，这样可以简化计算工作。等效长度不等同于接管长度，这是一个非常重要且明确的概念，而在安装施工公司深化设计中往往把这二者等同起来，没有考虑局部阻力的影响，出现总等效长度超长，系统供冷能力衰减过大，运行效果不佳。

修正系数

实际工程中接管的总等效长度远远大于试验时的长度，如此时仍按厂商给出的标准配管管径设计制冷剂管道的管径，机组实际可供制冷（热）量将远远低于出厂技术数据值。为了保证系统的可供制冷（热）量，需要把制冷剂配管的管径加大，减小总等效长度。各厂商对制冷剂配管的管径加大而引起总等效长度的减小引入一个修正系数（该系数可以向设备厂商索取）。这样有经验的设计师就可以注意，当等效长度较长时，必须加大主管的管径，并在设计说明中注明，以免总等效配管长度超长。从厂商提供的资料看，总等效长度超过一定数值后其制冷量的衰减非常大。上海市在沪建交（2008）828号文《上海市建设和交通委员会关于进一步加强本市民用建筑设备专业节能设计技术管理的通知》中指出：“变制冷剂流量多联分体式空气调节机组的配管长度宜控制在50m内，最长不应超过70m”。这是一个避免因制冷量衰减影响空调效果的行政举措。

室外机融霜

多联式空调（热泵）系统的设计除了连接率、等效配管长度、修正系数对机组的可供制冷（热）量有影响外，冬季室外机融霜也会影响机组的出力。由于多联式空调（热泵）系统为模块式机组组合，一般企业提供的多为3模块甚至4模块，会存在多台压缩机排序轮流化霜的现象，造成化霜时间过长，当外界环境工况较差时严重影响制热效果。为此，在设计方案时，一方面要考虑室外机的放置环境，保持良好的通风换热；另一方面尽量避免选用3模块甚至4模块的室外机，减少室外机的化霜时间。优先考虑使用智能化霜产品，并与厂商沟通，根据实际环境温度，完善机组化霜设置以提高恶劣环境下的运行效率。

配置复核

对机组配置的复核计算应按独立系统进行，并按以下步骤复核：

1）根据室内、外计算温度和室内、外机的配置率，从生产厂商提供的技术资料中查取室外机相应工况下的制冷量和制热量。

2）计算系统中制冷剂管道的等效长度和室内、外机安装的高度差，从生产厂商提供的技术资料中查取相应的制冷量和制热量的综合修正系数以及冬季融霜时制热量修正系数。

3）室外机实际制冷量和制热量按下式计算式中：QWC和QWR分别为室外机实际制冷量和制热量（kW）；Q1和Q2分别为与室内、外设计温度和室内、外机配置率相对应的室外机制冷量和制热量（kW）；A为室外机与最远端室内机之间的制冷剂管道等效长度和室内、室外机安装高度差对室外机制冷量的综合修正系数；B为室外机与最远端室内机之间的制冷剂管道等效长度和室内、室外机安装高度差对室外机制热量的综合修正系数；C为冬季融霜时对制热量的修正系数。

4）室内机实际制冷量和制热量按下式计算：

5）如果室内机实际制冷（热）量小于房间的冷热负荷，应重新选择室内机，并按上述步骤进行计算，直至满足要求为止。

另外，在复核系统时，还应注意以下几点：

1）室外机连接室内机的数量不应超过产品的技术要求。

2）使用要求和使用功能相近的空间或房间宜纳入同一系统。

3）围护结构差异较大的房间不宜纳入同一系统。

4）朝向不同的房间不宜纳入同一系统。

5）定时使用的场所（如餐厅）和不经常使用的场所（如会议室）应单独设置系统或纳入合适的系统。

制冷剂管道空间布置

制冷剂管道敷设标高、具体空间位置（特别在走道内的详细位置）一般在设计图纸中都不标注要求，施工单位应根据现场实际情况确定。例如：在走道吊顶内敷设制冷剂管道之前，首先应该做吊顶内的各种管道（包括风管、冷凝水管、消防管、强弱电桥架等）的综合空间布置图，然后再确定制冷剂管道的详细位置、具体标高，应尽量避免弯头及爬高爬低，尽可能缩短制冷剂管道的行程。这样，既保证了系统的合理性，也充分利用了空间位置，避免了空间的浪费，提升了标高。

其他

安装过程中经常会在二次装修中与装饰相互配合，送、回风口的空间位置摆放直接影响装饰的整体效果，所以往往会出现一些不可预料的情况。某些装饰设计公司为刻意追求装饰的豪华性，可能会在顶面图中将风口放在很不合适的地方。遇到这种情况，就需要专业的深化设计工程师认真复核直接送风室内机位置或风管式室内机送、回风口位置是否合理，能否满足气流组织的要求，并且要保证每台室内机必须有足够的维修空间和检修口。在保证使用功能的前提下，与装饰设计师多协调、沟通，可以在风口的形式上作些处理，力求合理、美观。

近几年，部分制造厂商为了提高机组的能效，尽量降低以上所谈的影响因素，推出了水源热泵变制冷剂流量多联式空调（热泵）机组和多功能变制冷剂流量多联式空调（热泵）机组，为设计和使用提供了更好的设备选型，从而扩展多联机的应用。但也应该注意其适用性，更应该考虑诸如冷热源的合理选择（包括冷却塔、锅炉或地下水的采用）、楼层机房的实用性等问题，结合各工程的特殊性，优化多联式空调（热泵）系统，使其节能性得到真正地充分发挥。