隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，住宅建設迅猛增長(cháng)，為了滿(mǎn)足人們對室內外空氣環(huán)境要求不斷提高的需要，近年來(lái)出現了所謂“住宅空調”，水——空氣系統、空氣系統（管道機）和多聯(lián)式空調機組分別適合不同需要，呈三足鼎立局面。但是，必須注意的是，住宅空調的特點(diǎn)是冷暖兩用、調控優(yōu)良、可靠性高、節約能源，具備上述四方面的空調設備才堪稱(chēng)“住宅空調”，才能在此領(lǐng)域立足壯大。而調控是水-空氣系統、空氣系統（管道機）當前的薄弱環(huán)節，應從速解決。至于多聯(lián)式空調機組雖然比較完美，但是仍存在標準與難以掌握兩大問(wèn)題，本文將對此進(jìn)行論述。

　　變制冷劑流量（VRF）空調系統根據室內機數量多少，可分為單元式和多元式兩種類(lèi)型，而多聯(lián)式空調機組就是多元式變制冷劑流量空調系統，因此，名為機組實(shí)際是一套整體系統，必須用整體的系統的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行分析研究與試驗，才能正確地掌握與評價(jià)。

　　1、兩相流體網(wǎng)絡(luò )模擬分析空調系統

　　多聯(lián)式空調機組由一臺或多臺室外機與多臺室內機組成，依靠制冷劑流動(dòng)進(jìn)行能量轉換與輸送，所以，它是由制冷劑管路將制冷壓縮機、室內外換熱器、節流裝置和其它輔助部件聯(lián)接而成的閉式管網(wǎng)系統，而室內外換熱器又可視為具有擴展表面的傳熱管，在管內進(jìn)行著(zhù)連續冷凝或蒸發(fā)過(guò)程；這樣，多聯(lián)式空調機組——嚴格說(shuō)即變制冷劑流量空調系統，實(shí)質(zhì)上是由制冷壓縮機、電子膨脹閥、其它閥件（附件）以及一系列管路構成的環(huán)狀管網(wǎng)系統。系統中的管路有以下3種類(lèi)型：

　�、� 外肋片直管：具有擴展表面的傳熱管段，承擔系統與室內外環(huán)境進(jìn)行熱量交換作用；

　�、� 光管直管：當其外覆保溫層時(shí)，則視為復合直管，由于布置不同，有上升立管、下降立管和水平管之分；

　�、� 光管彎管：具有一定彎曲角度的光管。

　　根據上述剖析與歸納，石文星博士[1]率先提出以變容量制冷壓縮機為核心的氣液兩相流體網(wǎng)絡(luò )模型，從網(wǎng)絡(luò )拓撲關(guān)系描述入手，通過(guò)增廣關(guān)聯(lián)矩陣，建立了變制冷劑流量空調系統的通用的分布參數模型，采用變步長(cháng)求解。并以此為手段分析了多聯(lián)式空調機組的運行特性，研究了系統的調節特性，從而為多元式變制冷劑流量空調系統難以進(jìn)行分析研究提供了解決方法。

　　以變容量制冷壓縮機為核心氣液兩相流體網(wǎng)絡(luò )模型，與具有恒壓點(diǎn)的單相不可壓縮流體網(wǎng)絡(luò )模型有明顯的不同特點(diǎn)：

　�、倬哂邢嘧冞^(guò)程。制冷劑沿管路流動(dòng)存在壓力損失，且與外界環(huán)境發(fā)生熱交換，會(huì )產(chǎn)生相變（冷凝或蒸發(fā)）；在穩定工況下，流入與流出節點(diǎn)的質(zhì)量流量相等，而體積流量不等。

　�、诠芏巫枇μ匦韵到yS并非常數。微元管段阻力系數取決于制冷劑狀態(tài)和流速變化，各管段的阻力特性系數并非管段結構的函數，即管段阻力特性系數不能作為常數處理。

　�、劬W(wǎng)絡(luò )系統無(wú)恒壓點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò )中各點(diǎn)的壓力取決于制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥的匹配和調節關(guān)系，取決于環(huán)境溫度和制冷劑流動(dòng)狀態(tài)；網(wǎng)絡(luò )系統通過(guò)制冷劑充注量或補充相應的方程封閉求解。

　�、苤评鋭┑膭�(dòng)力特性和傳熱特性存在耦合關(guān)系。各管段制冷劑的溫度不僅取決于與外界環(huán)境的換熱狀況，還與該管段的壓力密切相關(guān)。

　　2、運行穩定性

　　多聯(lián)式空調機組以節約能源、智能化調節和精確的溫度控制著(zhù)稱(chēng)，但是，是否能真正具備上述三項優(yōu)越性呢？實(shí)際并不一定，而與其容量大小和系統運行穩定性相關(guān)。

　　2.1 關(guān)于多聯(lián)式空調機組容量

　　為了宣傳多聯(lián)式空調機組的優(yōu)越與萬(wàn)能，常用以下幾點(diǎn)表達，即：多室外制冷壓縮機的單一系統，可聯(lián)接64臺、128臺甚至256臺室內機，配管最長(cháng)可達125m，室外機、室內機之間的高差可為50m，室內機之間的高差可達30m.且不論為了實(shí)現這種大系統的可靠運行，特別是針對由于環(huán)境溫度過(guò)低與管路過(guò)長(cháng)帶來(lái)的液體回流、液態(tài)制冷劑再閃發(fā)和回油困難等問(wèn)題，需要增加一些輔助回路與附件，致使系統復雜，更重要的是將造成過(guò)多能量消耗，以及系統難以穩定運行。

　　為什么能耗增加？一方面由于機組容量增加，實(shí)現系統各部件的最優(yōu)化匹配有難度，致使能耗增加。例如，日本為了實(shí)現1997年12月京都會(huì )議決議，規定多聯(lián)式空調機組的制冷能效比（EER）為：制冷量小于等于4kW為4.12，小于等于7 kW為3.23，小于等于28 kW為3.07，可以說(shuō)明問(wèn)題。另一方面，由于管路過(guò)長(cháng)，阻力損失大大增加，也將造成制冷壓縮機能耗大為增加，各廠(chǎng)家對此均有說(shuō)明，故不多述�？傊�，多聯(lián)式空調機組容量不宜太大，額定制冷量以不大于56 kW為好，而且，室外機就說(shuō)可能分散布置。

　　2.2 關(guān)于系統運行穩定性

　　以制冷工況為例，蒸發(fā)溫度和冷凝溫度是表征系統運行狀態(tài)的參數。但是，對于室內機來(lái)說(shuō)卻不能作為調節參數，為了保證系統穩定運行，需要控制蒸發(fā)器制冷劑出口的過(guò)熱度，以防止回液，因此，室內機的被控參數是室溫和蒸發(fā)器制冷劑出口的過(guò)熱度，而調節參數只有室內機的風(fēng)量和電子膨脹閥的開(kāi)度。

　　對于室外機來(lái)說(shuō)，其中變頻制冷壓縮機是VRF氣液兩相流體網(wǎng)絡(luò )的動(dòng)力源，其吸氣壓力和排氣壓力的變化是系統穩定運行的關(guān)鍵；但是，盡管制冷壓縮機吸氣壓力和排氣壓力一定，室外環(huán)境溫度、壓縮機頻率和冷凝器風(fēng)量變化，都直接影響冷凝器制冷劑出口的再冷度，而此再冷度又是系統穩定可靠運行的一個(gè)重要參數，因此，制冷壓縮機吸氣壓力、排氣壓力以及冷凝器風(fēng)量是調節參數，而這些參數之間又存在充分的耦合關(guān)系。

　　根據上述分析，石文星博士[1]提出VRF空調系統的自治協(xié)調控制法，即：

　�、� 在保證室內機蒸發(fā)器制冷劑出口具有一定過(guò)熱度的條件下，應用電子膨脹閥控制室溫穩定；

　�、� 在保證室外機冷凝器制冷劑出口具有一定再冷度的條件下，調節壓縮機頻率和冷凝器風(fēng)量控制制冷壓縮機吸氣壓力和排氣壓力；

　�、� 在室外機處集中控制壓縮機吸氣過(guò)熱度。

　　盡管如此，在眾多室內機的運行臺數和調節模式組合多變條件下，可以保證系統穩定可靠運行，但是，壓縮機吸氣壓力、排氣壓力、吸氣過(guò)熱度與冷凝器再冷度會(huì )在一定范圍內變化，如果系統容量過(guò)大，不但各室內機電膨脹閥前的制冷劑供液壓力和蒸發(fā)器回氣壓力將有較大的變化，而且，吸氣過(guò)熱度與冷凝器再冷度可能超出期望范圍，致使系統不能穩定地運行。

　　3、試驗評價(jià)

　　以上反復強調多聯(lián)式空調機組是多元變制冷劑流量空調系統，對于某給定多聯(lián)式空調機組來(lái)說(shuō)，在滿(mǎn)載運行條件下，系統內在參數（蒸發(fā)溫度、冷凝溫度等）以及系統制冷（制熱）特性，取決于外在參數，即室內外空氣溫濕度。因此，作為標準的評價(jià)試驗采用分別進(jìn)行室內機評價(jià)試驗和室外機評價(jià)試驗是不正確的，必須在相同要求條件下進(jìn)行整體系統的試驗，才能相對準確地評價(jià)與比較多聯(lián)式空調機組。

　　3.1 必須整體試驗

　　首先，分析室內機與電子膨脹閥聯(lián)合調節特性

　　由于對于給定室內機來(lái)說(shuō)，換熱器幾何參數是定值，因此，影響蒸發(fā)器效果的因素主要有：室內環(huán)境溫濕度、風(fēng)量、電子膨脹閥開(kāi)度以及蒸發(fā)溫度和冷凝溫度。但是，進(jìn)行機組標定試驗時(shí)，室內環(huán)境溫濕度、風(fēng)量和電子膨脹閥開(kāi)度可均勻定值，這樣，影響蒸發(fā)器效果的因素就只有蒸發(fā)溫度、冷凝溫度以及膨脹閥前制冷劑再冷度，而這些參數均為系統的內在參數，取決于多聯(lián)式空調機組組成與匹配，難以人為給定，所以，單獨進(jìn)行室內機評價(jià)試驗，實(shí)際是不可行的。

　　其次，分析室外機組聯(lián)合調節特性。

　　多聯(lián)式空調機組的室外機由變頻制冷壓縮機（組）和換熱器及其風(fēng)扇組成，其中換熱器幾何參數是定值，因此，影響室外機的制冷劑流量和制冷能力的因素主要有：室外環(huán)境溫濕度、風(fēng)量、制冷壓縮機頻率以及蒸發(fā)溫度和冷凝溫度。這樣，與室內機相同，進(jìn)行機組標定試驗時(shí)，室外環(huán)境溫濕度、風(fēng)量和制冷壓縮機頻率可均為定值，而影響定外機性能的因素就只有取決于多聯(lián)式空調機組組成與匹配、且難以人為給定的系統內在參數——蒸發(fā)溫度、冷凝溫度以及吸氣過(guò)熱度和冷凝器出口制冷劑再冷度。所以，單獨進(jìn)行室外機組的評價(jià)試驗，實(shí)際也是不可行的。

　　總之，企圖簡(jiǎn)化試驗手段，采取分別進(jìn)行室內機評價(jià)試驗和室外機評價(jià)試驗，以達到評價(jià)多聯(lián)式空調機組的方法是不可行的。

　　3.2 多聯(lián)式空調機組標定試驗的設想

　　由于評價(jià)試驗多聯(lián)式空調機組必須整體進(jìn)行，因此，提出如下設想。

　�、� 以標準額定制冷量計，當前被評價(jià)的多聯(lián)式空調機組最在制冷能力取28kW為宜。

　�、� 標定試驗在室外側和室內側分別為上下設置的房間熱平衡量熱計裝置內進(jìn)行。

　�、垡宰畲笾评淠芰�為28kW的機組為例，試驗機組系統的條件應為：室內機與室外機的高差不小于5m；配管最遠長(cháng)度不小于30m.

　�、� 按GB/T7725《房間空氣調節器》規定的試驗工況室內外參數進(jìn)行。

　�、� 試驗內容見(jiàn)表。

　　參考文獻

　　1 石文星，變制冷劑流量空調系統特性及其控制策略研究：[博士學(xué)位論文]，北京：清華大學(xué)，2000