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浅谈多联机空调系统改造与探讨刘辉

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：刘辉

[导读] 摘要：虽然当前在我国许多建筑工程中已经开始广泛运用多联机空调系统，并已经取得了一定的应用成效。

        大金空调技术（中国）有限公司
        摘要：虽然当前在我国许多建筑工程中已经开始广泛运用多联机空调系统，并已经取得了一定的应用成效。但对于较早安装使用多联机空调系统的建筑工程，因受到系统本身设备性能不完善、系统结构设计不合理等众多因素的影响，导致多联机空调系统在实际长时间运行时，比较容易出现各种故障问题且能耗相对较大。为了能够实现多联机空调系统运行性能的全面优化，本文通过参考相关研究资料，并结合真实工程案例，在对改造多联机空调系统的必要性进行简单说明下，着重围绕多联机空调系统优化改造设计进行探究。
        关键词：多联机空调系统；改造设计；节能降耗
        引言：现阶段国内外关于多联机空调系统的研究较多，但其研究角度大多集中在系统结构组成等理论性研究以及多联机空调系统的安装施工方面，有关多联机空调系统改造设计的研究相对较少。因此本研究可以在有效丰富该领域理论研究的同时，也为真正落实多联机空调系统优化改造提供相应实践依据。
        一、工程概况
        本文在探究多联机空调系统改造中，选择以某行政中心多联机空调系统改造工程项目为例。该行政中心主楼总占地面积约为12000㎡，建筑总面积在88000㎡左右，总高度超过99m。其主体建筑共有楼层32层，其中地上30层，地下2层。地上1层至4层为公共区域，其建筑总面积为20000㎡，地下2层用作地下车库，层高各为5.0m与3.5m。当前该行政中心主楼工设置25组中央空调，其中室内与室外机分别为200台与25台，全部机组采用多联机中央空调，其压缩机一律采用交流定频旋涡压缩机，使用冷媒R22作为其制冷剂，利用该多联机空调系统根据气温环境进行制冷与制热，以此有效满足行政中心主楼各使用房间的空调需求。
        二、改造多联机空调系统的必要性
        在本工程中，该多联机空调系统自投入使用至今已经超过10年。在长时间的运行过程中，空调机组中的许多零部件尤其是压缩机、过滤器等，均出现了较为严重的疲劳磨损、老化等情况，使得该多联机空调整体运行缺乏良好的稳定性，出现运行故障与异常情况的频率相对较高。另外，由于多联机空调系统所选用的压缩机为交流定频旋涡压缩机，而空调设备本身性能一般，随着使用时间的不断延长，多联机空调系统产生的能耗也随之增加。加之大楼本身房间结构采用玻璃幕墙，使得部分房间缺乏良好的保温性与密封性，导致空调长期需要超负荷运转，更是加剧其内部部件的磨损与老化程度。为此，有必要对该行政中心主楼多联机空调系统进行优化改造，在有效改善当前多联机空调系统运行效果，提升其运行稳定性并将系统运行期间内出现故障问题的可能性降至最低的同时，达到实现多联机空调系统节能降耗的目的，令系统的优势效用得以充分发挥。
        三、多联机空调系统的改造设计分析
        （一）制定改造方案
        在进行多联机空调系统改造之前，相关工作人员需要主动从工程实际出发，与现有的多联机空调系统结构进行充分结合，在对系统运行环境、运行要求等进行全面考虑下，严格依照相关规定要求制定出科学合理的系统改造方案。并在完成改造方案制定后，设计人员需要主动与技术人员、施工人员等进行沟通交流，对改造方案的可行性进行讨论验证，在保障多联机空调系统改造方案科学合理的基础上，为后续各项系统改造工作的顺利进行奠定坚实基础[1]。
        在本工程中，考虑到现有的多联机空调系统的室外机由众多模块单元共同构成，且各模块单元经由液管、气管和室内机相互连接。因多联机空调系统中的模块数量较多，使得经由室内换热器交换回的冷媒在进入各模块时容易出现进入量不均的情况，导致部分模块产生较大回气量，在低压储液罐内积存大量冷媒。部分模块回气量则过少，使得压缩机排气温度无法达到正常规定值，长此以往势必会对压缩机的正常运行产生不利影响，甚至导致多联机空调系统在运行过程中产生各种质量问题。因此本文在对该多联机空调系统进行优化改造时，经由设计人员与施工人员等进行多方讨论，通过参考其他相类似的多联机空调系统成功改造方案，在学习其先进改造经验并与工程实际进行充分结合下，提出可以使用压缩机、室外换热器以及气液分离器等设备共同构成室外机模块，同时在该模块中加装节流装置以此有效达到系统节能降耗的目的。在各室外机模块中，设计将离心油分离器假设在压缩机、四通阀中间位置处，且令离心油分离器和油平衡管相互连接。

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而设计将油平衡管和气液分离器进行相互连接，在油平衡管的作用下多联机空调系统中各室外机模块之间实现并联。通过采用此种改造设计方案，可以在有效简化多联机空调系统结构的同时，令各个室外机模块能够实现均衡分油，进而有效降低多联机空调系统改造及其后期运行成本。
        （二）设备合理选型
        在对多联机空调系统进行优化改造的过程中，工作人员需要高度重视相关装置设备的选型。只有选择使用与改造方案及相关要求相符合的优质设备，才能确保改造后的多联机空调系统能够充分发挥自身优势效用，获得理想的运行效果。在本次改造多联机空调系统的过程中，考虑到当前正在使用的部分空调设备及相关关键部件存在较为严重的疲劳磨损与老化情况。因此工作人员首先需要对多联机空调系统进行全面、严格的检查，对于现阶段多联机空调系统中存在老化、磨损等问题的零部件及装置设备进行统一换新，以此有效控制系统运行时的故障发生率[2]。其次，在设备选型阶段，对于当前该行政中心大楼多联机空调系统中使用的定频式多联机中央空调与R22冷媒，工作人员在与工程实际进行充分结合下，选择使用性能更加优越的变频式多联机中央空调代替传统定频式空调。这主要是由于变频式多联机空调能够借助变频器对压缩机供电频率进行灵活调整，使得压缩机转速能够在10%至100%之间实现无级极能量调节，进而达到对建筑室内温度的有效控制。在放置室温出现明显大幅波动的同时，将多联机空调系统的耗能降至最小，确保人在室内可以获得良好的舒适性。本次改造工程中选用的变频式多联机空调使用的冷媒为R410A环保型冷媒，相较于传统冷媒其具有更强的负载能力，运转噪音相对较小，同时具备较高的吸热率与放热效率，且不会对大气环境造成污染。从容量角度出发，所选用的变频式多联机空调使用模块化设计理念，各机型可根据使用人员的实际需求进行灵活组合调整。室外机容量最大可扩至157kW，与此同时此类空调内部各模块均有相对应的独立系统，即便局部出现运行故障或异常问题，也并不会对整个多联机空调系统正常运行产生实质性影响。故而将其运用在此次多联机空调系统改造项目中，具有良好的应用价值。
        （三）具体改造方式
        按照上文提及的多联机空调系统改造方案，在此次系统改造项目中，需要采用两台压缩机，分别作为主用和备用，且两台压缩机之间保持并联状态。在实际进行改造过程中，需要工作人员认真依照改造方案要求及相关技术规程规定，合理选用相适宜的改造工艺技术，并对其各项关键要点进行全程严格控制，以此有效保障各项系统改造工作的有效落实[3]。如在该多联机空调系统改造过程中，工作人员先对选用的变频式多联机空调机组设备进行全面严格的质量检验，确保其数量、规格及各项性能指标等均与规定要求相符。而后工作人员通过提出将电磁阀增设在各油平衡管和气液分离器的中间位置处，借助PLC即可编程控制器对电磁阀的开关进行自动控制，以此有效精准控制均分冷媒。随后，针对设置在多联机空调系统各室外机模块中的节流装置，工作人员通过按照改造方案规范设置液管，以实现其与对应的室内机的相互连接。对于设置在系统各室外机模块中的四通阀，则通过工作人员在指定位置处设置气管，实现和相应的室内机进行相互连接。
        由于在此次多联机空调系统改造过程中，工作人员在系统内加设了离心油分离器，在进行高效分离下，被分离出的部分冷媒将直接进入压缩机内，其余被分离的冷媒则在油平衡管的作用下，在多联机空调系统各个室外机模块当中实现均匀分布。由此维持各个室外机模块间冷媒的均衡性，各室外机模块中各项压缩机运行参数均始终基本相同，进而有效实现多联机空调系统运行的安全、稳定。在选择采用节能性较好的变频式多联机空调机组，并增加设置节流装置下，改造后的多联机空调系统可以兼具分油与回油以及均油功能，特别是通过运用PLC技术可以自动、精准地控制系统供油量及冷媒，以此获得更加理想的空调系统运行效果。
        结束语：综上所述，在进行多联机空调系统改造时，相关工作人员需要始终结合工程实际，根据多联机空调系统的具体特点及运行要求，在认真依照相关设计规程下，制定出科学合理的改造方案，合理选用与之相适宜的设备材料与改造工艺技术，并对其中各项关键要点进行严格把控。从而有效落实多联机空调系统改造工作，确保系统运行成效能够真正得到切实提升。
        参考文献：
        [1]王文星.某高校空调改造项目应用分析[J].中国设备工程，2019（22）：60-61.
        [2]张贺.某大型公共建筑中央空调系统节能改造研究[D].华北电力大学，2019.
        [3]沈义，顾平道.上海某医院建筑空调系统节能改造与能耗分析[J].建筑热能通风空调，2019，38（04）：55-59.