浅析变流量多联空调在夏热冬冷地区的应用

李 渭

摘  要：随着人们对环保和节能的重视，变流量多联空调的应用越来越广泛，本文在此基础上对变流量多联空调进行了原理上的阐述，同时以湖北武汉市作为夏热冬冷的典型例子。最后得出了一些建议性的结论
关键字：空调；变流量；多联；夏热冬冷地区；实例
The application of variable flow linkage air-conditioner in hot summer and cold winter zone
Abstract: As the continuous increasing of everyone’s conscientious to protect the environment and save energy, the variable flow linkage air conditioner is being used more widely than before. Thus, base on these, this paper had made a discussion on the theory of variable flow linkage air conditioner. And, at the same time we gave Wuhan as the  typical example of summer hot and winter cold zones. Finally we drew some constructive suggestions.
Key words: Air Conditioner; Variable Flow; Linkage; Hot Summer and Cold Winter Zone;
Example
引言
随着我国国民经济的快速、稳定发展，特别是城市化程度加快和人民生活质量提高，城市的建筑建设规模越来越大,功能越来越复杂,人们对室内环境的要求也越来越高。能源是人类生存和社会发展必须的物质基础，节约能源是人类共同的重大课题。自20世纪70年代世界上发生“能源危机”以来，能源问题的严重性已得到世界各国政府的普遍重视[1]。所以设计节能、环保的空调最为关键。从空调节能方面考虑，目前大型公共建筑的中央空调系统绝大多数采用变流量系统。变流量系统一般既存在静态水力失调,也存在动态水力失调,因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的全面平衡。同时，现在的空调很多就是多种联用的。
2． 变流量多联动空调系统
变流量空调原理
变流量控制的核心是变流量控制器。在控制器中建立了知识库、模糊控制模型和模糊运算规则，形成智能模糊控制。通过采集影响冷水机组运行的各种参数，经模糊运算，得出相应的控制参数，这些控制参数被送到冷水机组、冷冻(温)水控制子系统、冷却水控制子系统、冷却塔风机控制子系统。这些子系统根据控制参数的变化，利用现代变频控制技术，改变空调系统循环水的流量和温度，以保证整个系统在满负荷和部分负荷情况下，均处于最佳工作状态，从而最终达到综合节能的目的。当空调负荷引起变化时，通过一组参数值的模糊运算后及时调节冷水机组、各水泵和冷却塔风机的运行工作参数，继而改变冷水机组工作状态、冷冻(温)水和冷却水流量，改变冷却塔风机的风量，确保冷水机组始终工作在效率最佳状态，使供回水温度始终处于设定值，从而使主机始终处于高转换效率的最佳运行工况。
多联用空调
多联空调系统[2]，又称为变制冷剂流量直接蒸发式空调系统，简称为多联机。近几年来，多联机作为一种新型的空调系统，由于其系统简单、设计灵活、舒适节能、安装简便且可靠性高等特点，在我国得到了广泛的应用，已成为国内空调领域中一种极其重要的空调系统。主要有水冷多联动空调和风冷多联动空调。
水冷多联机和风冷多联机的制冷（热）循环原理完全相同，而最主要的区别就是室外机的换热介质的不同。水冷多联空调系统运行时，与室外机进行换热的介质是水，而不同于传统的风冷多联机其室外机的换热介质为空气。室外换热器的结构形式也有所不同，风冷多联机为强迫对流风冷换热器，而水冷多联机为套管式水冷换热器。
现在水冷多联动空调因为其自身的一些优点，适用的范围越来越广。水冷多联机为套管式水冷换热器，由于水冷换热器的换热系数远大于风冷换热器，交换相同的热量，水冷换热器换热面积大大减少。当水冷多联空调系统制冷时，室外的水冷换热器起冷凝器的作用，向水中释放热量；制热时，则起蒸发器的作用，从水中吸收热量。按照水冷多联机使用冷热源的不同，水冷多联系统又可以分为水环式水冷多联系统和水源（地源）式水冷多联系统。前者以冷却塔、锅炉组成的环路向空调系统提供冷热源，并且还可以回收建筑内的余热；后者则以地表水、地下水、土壤源等可再生能源作为空调冷热源。
夏热冬冷地区特点
     所谓“过渡地区”，是指我国采暖地区与炎热地区之间的一条过渡地带，是一种习惯提法，在建筑热工设计分区中则定名为冬冷夏热地区。我国幅员辽阔，国家标准中将全国划分为五个热工气候分区，即严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。长江流域的主要城市包括上海、南京、杭州、合肥、南昌、武汉、长沙、重庆、成都等均属夏热冬冷地区。这一地区气候的共同特点是：夏季气温高，最热月平均气温25℃～30℃ ，最高气温达40℃以上；空气湿度大，相对湿度经常在70％～80％甚至更高，加剧了酷暑和严寒对人体健康的威胁，给人的感觉是夏季闷热和冬季阴冷，对生活和工作造成十分不利的影响(见表1)[3]。
表1 夏热冬冷地区气候特点
城市 夏季气温（℃） 冬季气温（℃） 湿度（%）
最热月平均温度 极端最高温度 最冷月平均温度 极端最低气温 最热月 最冷月
成都 27.8 37.0 5.4 -5.9 80 85
重庆 28.6 44.0 6.3 -2.7 83 73
武汉 28.8 42.5 3.2 -18.1 76 79
杭州 29.3 42.1 4.6 -12.7 80 77
南京 28.0 43.0 1.9 -14.0 73 81
上海 28.2 40.7 3.5 -12.1 75 83
实例（杭州）
2.3.1 工程简介
本工程为某办公服务楼，总建筑面积约为6000m2，地上有五层，建筑高度为19.4m。空调面积为3000m2本工程地点为湖北省武汉市，该地区属于夏热冬冷区域。 同时，根据建筑功能用途的不同，各房间对室内设计参数的要求也有所不同，本工程中不同的房间功能参数及室内空气计算参数如表2：
表2 室内空气计算参数
序号 房间类型 夏  季 冬  季
  干球温度
（℃） 相对湿度
（%） 平均风速
（m/s） 干球温度
（℃） 相对湿度
（%） 平均风速
（m/s）
1 营业厅 25～27 65～50 0.1～0.6 17～18 50～30 0.1～0.3
2 餐厅 23～26 65～55 ≤0.25 17～22 ≥40 ≤0.15
3 活动室 25～28 60～40 ≤0.4 16～20 ≥30 ≤0.2
4 阅览室 25～27 65～45 ≤0.4 16～18 —— ≤0.2
5 办公室 26～28 60～40 ≤0.4 17～20 —— ≤0.2
2.3.2空调系统设计
由于各层空调面积不是很大，并考虑到该建筑附近有一单独的锅炉房可以为该工程提供热源，且屋顶上有足够的空间放置空调设备，根据实际需求和各方案在技术及经济性等方面进行比较分析，本工程的中央空调采用水环式水冷多联变流量空调系统。
通过对建筑功能进行分析，该水冷多联空调系统分为5个子系统，各系统室内外机组清单如下：
表4 各系统室内外机组清单
系统 室内机
型号 室内机
类型 单台冷量
（kW） 数量
（台） 室外机
型号 单台冷量
（kW） 数量
（台） 总冷量
（kW）
1 MDB050T 高静压风管机 12.5 2 MDS-W120AR 33 1 33
MCC008T 暗装吊顶机 2.2 3   
MWM008T 壁挂机 2.2 1   
2 MDB050T 高静压风管机 12.5 11 MDS-W240AR 66 2 132
3 MDB050T 高静压风管机 12.5 5 MDS-W120AR 33 1 33
MCK030T 天花嵌入机 7.5 2 MDS-W240AR 66 1 66
4 MDB050T 高静压风管机 12.5 3 MDS-W240AR 66 1 66
MDB060T 高静压风管机 14.0 1   
MWM008T 壁挂机 2.2 10   
5 MDB050T 高静压风管机 12.5 2 MDS-W240AR 66 1 66
MCC008T 暗装吊顶机 2.2 11   
MWM008T 壁挂机 2.2 6   

3. 结论
   以武汉为例，我们可以很清楚地看到，变流量多联动空调在夏热冬冷地区的应用是一个可行的选择，以后很多地区都会重视对此类空调的选用。但是还有一些技术上的问题有待解决，例如怎么样才能够更好地控制流量，如何能够更好地节约能源。
   

参考文献
[1]刘学义，刘滔，蔡小兵.动态变流量空调节能控制系统的设计应用[J].后勤工程学院学报，2003,4.
[2]陆耀庆主编.实用供热空调设计手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2008,1694～1714.
[3]常立伟，周军，邢辉.关于冬冷夏热地区空调建筑节能的探讨[J].工程技术，2010,18：295-296.