多聯(lián)機系統(tǒng)的作用域包括系統(tǒng)配管長度、室外機與室內(nèi)機之間的高度差以及室內(nèi)機之間的高度差等因素。一般來說,室外機容量越大,系統(tǒng)作用域越大,管路配置越長。但由于直接蒸發(fā)式制冷系統(tǒng)本身的特性,系統(tǒng)的作用域不宜過大。

2.1 系統(tǒng)配管長度的影響

流體在管路中流動時總會產(chǎn)生壓降,對于直接膨脹式空調(diào)系統(tǒng),制冷劑回路中沒有增壓泵來補償吸氣管路和排氣管路中的壓力損失,吸氣管路中的壓力損失會造成壓縮機吸氣壓力下降,壓縮比增大,容積效率下降;同時,吸氣比體積增大,導(dǎo)致制冷劑質(zhì)量流量減小,制冷量減小。所以,如果制冷劑管路過長,則多聯(lián)機的制冷能力下降得非常明顯;同時,較長的管路也會降低多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)的COP ,并消耗更多的電力。

在設(shè)計制冷系統(tǒng)時,一般均對吸氣管和排氣管的壓力損失許可值有限制,對于吸氣管來說相當于蒸發(fā)溫度降低了1 ℃,對于排氣管來說相當于冷凝溫度升高了1～2 ℃[2] 。

制冷劑管路中的壓力損失Δp 可由式(1) 計算:         （1）

式中，f為摩擦阻力因數(shù)；Gr為制冷劑的質(zhì)量流量kg/ s ；Vr為制冷劑比體積m3 / kg ；di為管道內(nèi)徑m ；L 為管道長度m 。

由式(1) 可以看出,對于長度為L 和制冷劑比體積一定的管路,要減小壓力損失只能增大管道內(nèi)徑或減小制冷劑的質(zhì)量流量。但由于回油要求的限制,管道內(nèi)徑只能適當增大,因此唯一可行的方法是減小制冷劑的質(zhì)量流量。但是設(shè)計要求制冷系統(tǒng)的制冷量不能減小,故為了滿足長配管的要求,只能增大冷凝器后制冷劑的過冷度,從而增加制冷循環(huán)的單位質(zhì)量制冷量。

所以，在進行多聯(lián)機系統(tǒng)的設(shè)計選型計算時，要充分考慮到系統(tǒng)配管長度對系統(tǒng)運轉(zhuǎn)性能的影響

2.2 室內(nèi)機和室外機高差的影響

2.2.1 室外機高于室內(nèi)機

    制冷運行時,室內(nèi)機的電子膨脹閥起節(jié)流作用, 由于重力的作用,電子膨脹閥前的過冷液體的壓力要高于冷凝壓力,高出的數(shù)值取決于室內(nèi)外機高度差產(chǎn)生的附加壓力。因此,室內(nèi)外機的高度差H應(yīng)有一定的限制,即滿足              （2）

式中，pk為冷凝壓力,MPa ； p0為蒸發(fā)壓力,MPa ；ρ為液體密度,kg/ m3 ； g 為自由落體加速度,m/ s2 ；H 為室內(nèi)外機高度差m ； pmax為電子膨脹閥最高動作壓差MPa 。

制熱運行時,室外機電子膨脹閥起節(jié)流作用,室內(nèi)機電子膨脹閥主要起室內(nèi)機之間的流量平衡作用。制冷劑在上升管內(nèi)流動時,必須考慮重力產(chǎn)生的附加壓降可能會帶來液體閃蒸的問題,保證室外機電子膨脹閥前有一定的過冷度,否則在液體管段內(nèi)產(chǎn)生氣泡,會形成電子膨脹閥前的節(jié)流“氣阻”,導(dǎo)致膨脹閥可能工作不穩(wěn)定。另外,制熱運行時為保證一定的出風溫度,必須對冷凝壓力有一定的限制,再加上重力產(chǎn)生的附加壓降使得壓縮機排氣壓力必須要提高。也就是說,壓縮機對排氣壓力的限制決定了室內(nèi)外機高度差不能超過一定范圍。

2.2.2 室外機低于室內(nèi)機

制冷運行時,室內(nèi)機的電子膨脹閥起節(jié)流作用。制冷劑在冷凝器中冷凝后,過冷液體在液管中上升,然后進入電子膨脹閥,由于重力的作用,過冷液體在高壓液管中需克服上升造成的重力損失。為防止液體壓力降低帶來的液體閃蒸,室內(nèi)外機的高度差有一定限制,這與2. 1 節(jié)的分析情況類似。

制熱運行時,室外機電子膨脹閥起節(jié)流作用,制冷劑蒸氣在豎直管中上升至室內(nèi)冷凝器,冷凝后的過冷液體在液管中下降,然后進入室外機電子膨脹閥,節(jié)流后進入室外蒸發(fā)器。如果室內(nèi)外機高度差過大,高溫制冷劑蒸氣可能在管路中冷凝,從而減少室內(nèi)機的制熱量。

綜合前面的分析,為防止液體制冷劑在豎直上升過程中由重力帶來的壓降引起的閃蒸,保證室內(nèi)外機電子膨脹閥的正常工作,防止吸氣過熱、排氣溫度過高,保證吸氣管順利回油,室內(nèi)外機的高度差要盡量減小,最好不要超過40m。

2.3 室內(nèi)機之間的高度差的影響

制冷運行時,室內(nèi)機電子膨脹閥起節(jié)流作用,并且室內(nèi)機之間的流量分配也是由電子膨脹閥來完成的。為了使電子膨脹閥能夠穩(wěn)定工作,具有良好的調(diào)節(jié)作用,電子膨脹閥前制冷劑液體應(yīng)有一定的過冷度。

多聯(lián)機一般都可以長配管、大落差,雖然室外機冷凝器具有較大的過冷度,但是為了克服豎直上升的壓降已經(jīng)損失了絕大部分的過冷度。電子膨脹閥安裝在最低位時,由于重力作用前后壓差最大;安裝在最高位時,前后壓差最小。如果室內(nèi)機之間的高度差較大,安裝在最高位的電子膨脹閥前過冷度最小,容量最小,全開時容量可能不足,而安裝在最低位的電子膨脹閥容量過大,在調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。

2.4 綜述

綜上所述，在進行多聯(lián)機系統(tǒng)的設(shè)計選型計算時，應(yīng)優(yōu)化室外機與室內(nèi)機間的配管布置，減少配管長度，配管等效長度不宜超過70米；或通過產(chǎn)品技術(shù)資料核定，配管實際長度制冷工況下滿負荷的性能系數(shù)不應(yīng)低于2.80[3]。

雖然某些空調(diào)公司的多聯(lián)機系統(tǒng)宣傳其最大管長可達165米，等效管長190米，但是隨著管長的增加，系統(tǒng)的制冷或制熱也會產(chǎn)生衰減，所以在設(shè)計時要考慮管長長度帶來的影響。

依據(jù)多聯(lián)機廠家提供的管長修正系數(shù)以及容量系數(shù)修正圖，可根據(jù)室內(nèi)外機的最長等效管長以及室內(nèi)外機的最大高低差來計算得到系統(tǒng)的實際制冷/制熱能力。

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