走进设计院-变频中央空调应用

变频中央空调

设计应用节能新技术自我介绍姓名：职位：

目录

一变频多联机的节能性分析

二变频多联机系统设计一

变频多联机的节能性分析水泵水泵水冷冷水机组冷却塔风机盘管锅炉空调箱大型冷水机组空调系统（离心机、螺杆机、活塞机、溴化锂等）

水管+冷冻水室外机遥控器铜管、制冷剂室内机制冷或制热由一台室外机完成何谓多联式空调系统？规范GB50736-2012定义：一台（组）空气（水）源制冷或热泵机组配置多台室内机，通过改变制冷剂流量适应各房间负荷变化的直接膨胀式空调系统。

按照现行暖通空调设计规范的要求，室外空气计算温度如下：夏季室外计算干球温度：历年平均不保证50小时的干球温度冬季空调室外计算温度：历年平均不保证1天的日平均温度是按照最不利的情况进行计算，但实际上空调季节每天、每个小时的冷热负荷都是变化的。下面分析多联机系统的节能性以济南某办公建筑为例，经负荷计算，各种负荷的分布如下：

最不利的情况(100%负荷)出现几率仅2.8%

空调负荷分布的特点空调负荷的分布，在一年之内是极不平衡的，据美国制冷协会标准880-56的资料显示，设计负荷约占总运行时间的6～8%，详见下表所示：空调负荷的全年分布冷负荷率（%）75～10050～7525～50＜25占总运行时间的百分数10503010可以看出，空调系统80%的时间内工作在25～75%的负荷下。因此，看一个空调系统是否节能，不能仅仅看它的EER、COP值（100%负荷下的效率）的高低，而主要看它在部分负荷下的性能系数。变频多联机室外机在不同负荷下的能效值变频多联机在部分负荷下效率高的性能特点与建筑物的负荷特点相吻合，特别适用于具有室内温度不同、负荷经常变化、室内机启停控制自由、分户计量、空调系统分期投资等个性化要求的建筑物中，如办公楼、宾馆、酒店、会所、学校、医院、住宅、别墅等场所。

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系统：中央控制系统、远程信息监控系统用户界面一览电费分摊原则：按制冷剂流量比例分摊分户电力比例计费系统软件电子膨胀阀分户电力比例计量系统结构组成中央空调实行计量收费，会提高用户主动节能的意识，减少用户“恶性消费”现象的产生，是建筑节能的一项措施—行为节能。

据国外的调查资料表明：实行集中空调计量收费后，其节能率提高约8~15%。Hi-Dom

新世纪广场雄据南京CBD核心地带，总占地面积11250平方米，总建筑面积约13万平方米，其中A栋甲级写字楼建筑面积约5.5万平方米;新世纪广场为江苏第一高楼，A幢56层、B幢25层，1-6层为商业部分。A座塔楼为商务办公，空调系统采用日立变频多联机系统。南京新世纪广场总面积（m2）55000统计年份20070101-2007123120080101-2008123120090101～20091231耗电量（Kwh）1554759.721960256.381973502.17耗电指标（Kwh/m2）28.2735.6435.88南京新世纪广场空调室外机耗电量统计表南京新世纪广场空调室外机耗电量统计表总面积（m2）55000统计年份20100101-2010123120110101-20111231耗电量（Kwh）19407521645576耗电指标（Kwh/m2）35.2929.94

西安利君大厦V时代项目总建筑面积：57278㎡。四至二十三层北塔楼办公建筑面积：16824㎡；

四至十七层LOFT公寓建筑面积：15726㎡。二十四至二十六层连体部分办公建筑面积7143㎡。

西安利君Ｖ时代西安利君大厦V时代2009年7月～2010年12月空调电量统计值项目名称西安利君时代北塔楼建筑面积（m2）16824统计年份20100101~20101231总耗电量（KWh）401113.59耗电指标（KWh/m2）23.84项目名称西安利君时代南塔楼建筑面积（m2）15726统计年份20100101~20101231总耗电量（KWh）458547.84耗电指标（KWh/m2）29.16西安利君大厦V时代2010年空调室外机电量统计值注：若考虑室内机及新风内机耗电，约增加8%～10%。对比：传统大型水机空调系统耗能状况2006年合肥全国暖通年会资料节选各种水泵的耗电几乎与主机相当对比：传统大型水机空调系统耗能状况变频多联机系统的技术特点：（1）优秀的部分负荷特性，显著的使用节能效果；（2）控制和使用上高度灵活，可实现分户计量。（3）维护保养工作量少。（4）安装简单快捷，占用空间少。（5）无漏水隐患，安全可靠，寿命长。高度人性化、智能化的中央空调艾肯空调制冷网2014年中国中央空调市场分析由下表可见，变频多联机市场份额不断上升，2014年全国中央空调市场占有率为36.4%，市场总量连续7年超越冷水机组，随着房地产、家装市场的进一步扩大，变频多联机将在未来继续超越冷水机组成为占有率最高的主流中央空调产品。

海信日立变频多联中央空调在全国的政府公开招标项目、大型地产配套中名列第一。海信变频中央空调凭借国际一流的产品质量和专业的技术服务，短短的两年时间已经做到国产品牌第四名。二

变频多联机系统设计（1）设计步骤（2）设备选型（3）设计要点（4）应用案例设计输入确定基本方案负荷计算方案（施工）图设计设备、管道布置室内机、室外机选型了解甲方的要求、想法（设计任务书）室外机的类型、室内机的类型、新风的要求；确定管道井、室外机的大体位置利用负荷计算软件详细计算冷、热负荷注意输入数据的准确性考虑管长修正、温度修正、除霜修正等考虑数量匹配、容量匹配布置室内机及风管新风系统布置室外机连接制冷剂管道、冷凝水管道计算、标注、定位、设备标号系统图、大样图、基础图、设计说明、设备表及时提供结构承重、配电、给排水条件、要求多联机式空调系统设计步骤了解建筑的类型、功能、围护结构的情况注意主分歧要求，各种管长要求

设计过程中暖通工程师和建筑师及其他专业人员的配合至关重要，详细的方案分析和论证，针对多联机的特点扬长避短，室外机的位置、管道井的位置、管长的要求、噪音等等。高层建筑中室外机布置常见的两种方案

（屋顶、避难层或每层的设备机房）（1）制冷剂管道井与室外机的位置要同时考虑，总的原则是最不利管长越短越好。（2）管道井的设置放在中间位置比放在一边要好，规模大的建筑物尽量多设几处管道井。

东西长98米制冷：

Qm＝β×Qj/(n1.

n2)

Qm——室内机、室外机名义制冷量（kw）

；Qj——由该室内机、室外机负担的计算冷负荷（kw）；β—--1.15～1.2，积灰对室内机传热影响的附加率；注意：考虑到多联机的使用灵活性特点，间歇使用及邻室传热，选择室内机时，应根据具体的工程情况选择合理的β值，居住建筑可以取稍大值。n1——最不利管长修正系数

；n2——室外机进风、室内机回风温度修正系数

。

确定室外机、管道井的大体位置，管路长度基本确定，管长修正可以确定。计算出空调区域由室内机、室外机负担的冷负荷与热负荷值后，按以下步骤进行修正计算，综合名义冷、热量选取设备。室内机、室外机选型制热：Qmr＝β×Qjr/(m1

·m2·

m3)

Qmr——室内机、室外机名义制热量（kw）;Qjr——由该室内机、室外机负担的计算热负荷（kw）；β——积灰对室内机传热影响的附加率，1.15～1.2;m1——最不利管长修正系数

；m2——室外机进风、室内机回风温度修正系数

；m3

——冬季除霜修正系数

。综合名义制冷量、制热量，选取均满足要求的设备。

室内机、室外机选型通过以上选型过程可以看出，多联机设备的选型不同于大型的水系统的设备选型，一般会大于水系统设备。

主要是因为多联机的选型中包含了水系统的水泵、冷却塔、水处理等大量的辅助设备的耗电。大型水系统：末端和大型主机+水泵、冷却塔等辅助设备120-140w/m2+60-70w/m2

从空调设备耗电角度看

多联机系统：180-210w/m2相当于设计要点一：多联机应用的范围1管长、高差要求（以海信G系列模块机为例）设计时不是去追求最长、最大，而是在具体的工程中追求最优、最短，充分发挥空调系统的最佳效果。设计要点一：多联机应用的范围2温度要求3使用场所要求：

多联机系统现阶段主要作舒适性空调使用，常规的产品不适合用于有净化要求的场合、特殊气流组织（特别高大空间）的场所、低温环境、强腐蚀性气体环境等场所。状态最高最低制冷室内25WB21DB/15WB室外50DB-5DB制热室内27DB15DB室外15.5WB-23WBDB:干球温度WB:湿球温度每一台室外机就是一个空调系统，系统的划分原则如下：（3）不同朝向的房间宜划分为一个系统，负荷不是同时达到最大，同样更省电，更经济。（2）室内机数量少量化原则：一个系统内，室内机的台数不要太多。大容量室内机与小容量室内机尽量不划分在同一系统，容量相近的室内机宜划分为同一系统，以利于各室内机流量分配的平衡。（1）系统中、小型化原则：系统容量不宜过大，最长管路不宜过长，否则能效降低、不经济。单个冷媒系统20-30匹及以下为最好，大型工程，不宜超过48匹。设计要点二：系统划分（4）使用时间有差异的房间宜划分为一个系统，降低室内机的同时使用率，系统的能效更高，效果更好。（5）系统不宜跨越多层划分系统，最好同层布置系统。

设计要点二：系统划分（7）发热量大的房间（如设备用房）、建筑物内区有可能长时间制冷，应单独设置系统。（6）使用不频繁的大空间房间宜单独设置系统，如大会议室、多功能厅等。（8）不允许空调停止运行的、非常重要的房间应考虑设置备用空调系统，或者分成2个系统，每个系统单独运行时满足基本要求。在选择室外机时还应充分考虑容量匹配和数量匹配海信G系列模块机配比率的要求为50-130%设计要点三：配比率（拖带率）思考题很多产品的配比率（室内机的制冷量之和除以室外机的制冷量）要求在50%-130%之间。设计要点三：配比率（拖带率）

请问室内机容量总和可以达到室外机容量的130％，是不是说明整个系统的出力可以达到室外机样本标称值的130％？对多联机可配到50％～130％要有正确的理解：空调系统的制冷量取决于室外机的制冷量、室内机的制冷量之和的较小者，多联机可以配到130％，并不是说整个系统可以达到130％的制冷量，整个系统基本上还是按照100％或多一点在出力。

因此，在同时使用率很高的条件下，配比率不要过大，90％－110％为宜，100％最好。

同时使用率最大容量配比系数≤70%125%～130%＞70%，≤80%110%～125%＞80%，≤90%100%～110%＞90%100%设计要点三：配比率（拖带率）风管机在运行时，会产生一定的噪音，噪音的大小除设备本身原因外，实际工程中的安装方式和安装质量对其影响显著。风管机在安装工程中，当使用右图方法（即设备直接下回风）时，因为电机、风扇的声音可以直接传到室内，故有一定的噪音，不建议使用，风管机一定要后回风。空调系统要想取得一个较好的静音效果，首先（也是最重要的）要选用低噪音、小型号的设备。下面探讨几种风管机的噪音处理方法：设计要点四：噪音处理在风管机前后接风管、有条件的前提下设置风管弯头是降低噪音的一个方法，噪音通过弯头时折射、吸收，会有一定的衰减。风管机前后接风管、设置风管弯头1设计要点四：噪音处理

为了取得更好的消音效果，风管内壁可以贴吸音材料（须满足防火、卫生要求），或采用内壁为玻璃丝布敷面的具有吸音功能的离心玻璃棉复合风管或玻纤板风管（如欧文斯科宁的得宝直接风管），消音效果很好，如右图：设计要点四：噪音处理

当局部吊顶的空间较小、无法布置风管时，为了降低风管机回风的噪声，在一定的条件下，可以采用吊顶回风，即把风管机所在的整个局部吊顶空间当作回风箱，风管机不采用下回风，而采用后回风，吊顶处的回风口仍开在电机的正下方，以方便检修电机，平面图及剖面图如下：吊顶回风2设计要点四：噪音处理接消声静压箱T型回风方式L型回风方式消声静压箱设计要点四：噪音处理7.1kw以下风管机（办公室）由于风机的位置，风管机的回风比进风的噪音大，一定要注意回风口的噪音，不建议直接下回风。当普通办公室采用7.1kw以下机型时，可以接一段回风管（如右图）。普通办公室采用8kW及以上机型时，建议参照下图处理。噪音处理举例设计要点四：噪音处理离心玻璃棉复合风管或玻纤板风管（如欧文斯科宁的得宝直接风管）地点：某大学综合办公楼时间：上午11：00测试一：条件：七楼办公室局部吊顶内为112型风管机，出风管上加1.2米长的消声器，回风管上加1.5米长的消声器（含回风口），如图：办公室内有人员、电脑开启，安静，测点为房间中心离地面1.2米处，室内机关闭时，背景噪音41.5--42.5dB(A)，室内机开启高速后，噪音42--43dB(A)，几乎感觉不到变化。站在室内机正下方，开启室内机或者改变室内机的风量，几乎感觉不到噪音的变化，消声效果很好。当地消声器的造价一般为180元/平米，本工程消声器做的好，造价为240元/平米。风管机消声工程实测设计要点四：噪音处理测试二：条件：七楼办公室局部吊顶内为90型风管机，直接出风，回风口设于两侧角落处，没做吸音挡板，如图：

办公室内有人员，安静，测点为房间中心离地面1.2米处，室内机关闭时，背景噪音39dB(A)，室内机开启高速后，噪音47dB(A)，可以感觉到出风口发出较明显的“呼呼”声，回风口噪音不明显。风管机消声工程实测设计要点四：噪音处理设计要点四：噪音处理

空气的温度越高，密度越小，浮力越大，越是积聚在房间的上方。冬季空调的出风温度一般在35-40℃以上，热空气容易积聚在房间的顶部区域，造成房间顶部温度高、工作区温度低的结果，温度差别非常大，很多夏季制冷良好的工程冬季制热不良，因此必须充分重视冬季的制热问题，选择合理的气流组织，一定要保证热风能送下来，到达工作区。

（1）空间较大的公共建筑和室温允许波动范围大于或等于正负1.0℃的高大厂房，宜采用喷口或鼓形风口侧送、旋流风口顶送、地板式送风（或落地暗藏室内机）。（2）侧送风时，层高较低、水平送风距离为6-8米以内时，可采用双层活动百叶风口侧送，距离越大，可选用稍高的风速；当水平送风距离为10-12米以上时，建议采用喷口或鼓形风口。室内机一般设置在底层的局部吊顶内。

有制热要求、采用百叶风口侧送风，当送风口距离地面较高时（如超过3.5-4.0米），建议改为顶送风（从上向下送风）。

设计要点五：制热问题问题：大会议室冬季制热效果不好。原因分析：大会议室的10台风管机均为侧送风口、水平出风，回风口的高度为5.1米，送风口的高度为5.5米，整个吊顶的最高处为6米以上，水平吹出的热风均积聚在大空间顶部区域，顶部温度很高，而人员的工作区温度很低。现场实测，室外0度，空调开启一小时后，室内机的送风温度为38-42℃，回风温度为24-28℃，也就是5.1米高度处的空气温度为24-28℃，而放置在桌子（高度为0.8米）上的温度计显示工作区温度只有14℃，由此可以看出在侧出风、热风下不来的情况下，大空间底部（工作区）与大空间顶部的温度的差距这么大，4米的高度温度差为10-14℃。空调设备的制热效果是没有问题的，关键是热风下不来。制热问题工程实例解决方案建议：一定要把热空气送下来，因此要把送风口改为水平安装，从上向下送风，可以采用双层活动百叶风口或圆环散流器，并且要保持一定的风速3.0-4.0米/秒甚至更高，以保证热风从很高的送风口能达到人员的工作区。制热问题工程实例设计要点五：制热问题基本原则：在满足空调效果的前提下，尽可能满足装潢的要求。举例：灯槽——制热不良的肇事者由于空气的物理性质，冬季热气流始终保持上升状态，因此送风时应注意保持足够的出风速度并能调整百叶角度，以确保热空气到达人员活动区。一旦设置了灯槽，气流方向无法向下，热空气始终在房间上部徘徊，因此产生了制热不良的现象。因此，有制热要求时，不能做内凹的灯槽或者不要把风口嵌在吊顶的内部。对策：在装潢设计阶段消除隐患。

当装潢严重影响到空调效果时，需要修改装潢的形式。设计要点五：制热问题---与装潢的配合

侧送风口的安装要求：当空调仅制冷时，安装位置应满足水平送风不受吊顶造型的阻挡；有制热要求时，不要把送风口设置在吊顶的凹槽内，侧送风口要与局部吊顶的外边缘平齐。如果无法做到平齐，送风口的底部与局部吊顶外边缘的最高点相比，其高度方向的距离是水平方向距离的1.3倍，来保证送风口斜向下送风时不受遮挡。设计要点五：制热问题---与装潢的配合设计要点六：室外机的布置及气流分析室外机的通风是否顺畅是一个非常重要的问题，对于整个空调系统的运行至关重要，直接影响到室内的空调效果，因此，在（前期）建筑设计阶段就必须预留室外机的安装位置，并且预留的空间大小需要满足安装、检修、通风、噪音的要求。

通风的要求：

1热风能够直接排到室外（有必要的排风面积）；

2室外温度的风能够吸进来（有足够的进风面积）

3排风不短路（即不回流）；

4保证排风量和进风量。

室外机尽量放在屋顶、地面等通风良好的室外空间，当放置在阳台、设备间、避难层、凹槽、天井内时，一定要精心计算、设计，通风百叶、防水等相关事宜要提前与业主沟通，确保通风顺畅、检修方便。设计要点六：室外机的布置及气流分析什么是气流短路？对空调系统的影响由室外机排放的热风被进风口吸入制冷能力下降进风口温度47-50摄氏度（空调机连续运转的上限温度）以上情况最严重时机组会停机设计要点六：室外机的布置及气流分析防止策略：加导风弯头１．使排出热风不被进风口吸进

=尽快将热风排向自由空间2．使新风容易进入设计要点六：室外机的布置及气流分析下图，室外机摆满了设备阳台，无进风面积，制冷效果很差，工程失败。×下图，室外机布置在天井里，热风不能全部有效地排除，需要做CFD模拟来分析。设计要点六：室外机的布置及气流分析？

方案概述：高档综合楼，共54层，室外机分别设置于裙房屋顶、54层屋顶上及21、37

层避难层内，下图为37层避难层室外机的原布置方案。左图方案室外机集中布置于避难层内，热风直接排到避难层内，排不到室外，送排风严重短路。×设计要点六：室外机的布置及气流分析

1.将室外机沿外墙（百叶）分散布置2.设排风弯头。改善方案设计要点六：室外机的布置及气流分析×

建筑物内部的天井通风情况很差，尽量避免将室外机布置在天井内，特别是室外机多层设置时，总风量较大，一定不要放在天井里。走廊天井天井天井×设计要点六：室外机的布置及气流分析在高层建筑中，由于没有足够的屋顶面积等原因，不同楼层的室外机经常放置在平面的相同位置上。在夏季供冷时，下面机组排出的热气流在热压作用下上升，一部分易被位于上面的机组吸入，使其工作环境温度升高，同时热气流与上层机组排出的热空气混合，逐层向上，层层影响，如果机组层数较多，将形成较大的温度梯度，使上层温度高于下层温度，在热压作用下最终导致上层机组的工作环境温度过高，制冷量降低，严重时甚至会导致机组保护停机。室外风速越小，热压效应越明显。高层建筑中室外机分层布置时的热压问题CFD（计算机气流仿真模拟）方法是国际上研究建筑内外气流运动规律的最佳手段，具有速度快、耗费少等优点，且能够提供详细直观的结果。与传统的理论经验公式和模型实验等研究方法相比具有突出的优越性，其正确性和可靠性也已得到严格的检验和足够的认可。设计要点六：室外机的布置及气流分析

通风百叶的要求：较好的百叶

通风百叶一定要采用通风顺畅、阻力小的直百叶，方向水平，百叶间距不小于80mm，整个百叶风口沿水平方向的净面积不小于80%（扣除百叶的厚度、边框及支撑筋等），如下图：设计要点六：室外机的布置及气流分析较好的百叶设计要点六：室外机的布置及气流分析防雨百叶遮挡严重，阻力很大，不能作为排风百叶。

通风百叶的设置是室外机布置方案中非常重要的一个因素，因此需要提前书面给土建施工方提出百叶的具体要求，严禁采用普通的防雨百叶。×防雨百叶示意图×开孔的百叶通透率不足，阻力很大，不能作为排风百叶。室外机布置案例分析：南京某高档住宅楼共33层，层高3.0米；

6匹室外机布置在设备阳台上，拖带5台室内机。我觉得问题不大室外机布置在内凹的阳台上，能否满足要求？设计要点六：室外机的布置及气流分析

样板房精装修，制冷运行，室外温度为36°，室外机进风面的外置温度计为47°，设备运行频率60Hz左右，室内房间温度为25-26°，满足要求。

为什么会产生11°的温升？

请看CFD热压模拟：

1层机组出风口中心水平截面温度场室外机组进风温度曲线设计要点六：室外机的布置及气流分析

当多层运行且室外风速较小时，沿外墙面会产生热压效应，层数越高的的室外机吸入的空气温度越高，很快就不能使用，因此，本方案不能满足高层的使用要求，必须改正。方案一：

将室外机直接移到外墙处，热风直接排出去。调整方案：设计要点六：室外机的布置及气流分析方案二：加导风管，排风口伸到外墙处(请看热压模拟)。设计要点六：室外机的布置及气流分析1层机组出风口中心水平截面温度场室外机组进风温度随楼层变化曲线方案二设计要点六：室外机的布置及气流分析侧出风室外机加导风管是一个很好的办法，有利于热风的排出。室外机组进风温度随楼层变化曲线30层室外机出风口水平截面温度场×设计空调室外机位置空调位置距离窗都很远，

工人无法安装、检修。从室内无法将空调外机送出去的，必须使用吊篮或蜘蛛人进行安装。安装位置太小室外机没有检修空间此处室外机存在热风短路问题请大家充分重视室外机位置问题工程中室外机设计安装经常遇到的问题多联机应用案例：（1）青岛软件园青岛市软件园位于青岛市东部新区，总建筑面积30多万平方米，2002年被国家科技部认定为“国家火炬计划软件产业基地”，2004年被列为“国家欧美软件出口示范基地”。园区内各栋楼均采用变频多联机空调系统，夏季制冷，冬季采用地板辐射供暖。多联机应用案例：（2）温州财富中心高档写字楼，共21层，室外机均布置在各层西南角的设备机房内。设备机房有2个外墙面可以设置百叶，可以有效避免回风短路，对室外机的通风有利。