多联机系统的作用域包括系统配管长度、室外机与室内机之间的高度差以及室内机之间的高度差等因素。一般来说,室外机容量越大,系统作用域越大,管路配置越长。但由于直接蒸发式制冷系统本身的特性,系统的作用域不宜过大。

2.1 系统配管长度的影响

流体在管路中流动时总会产生压降,对于直接膨胀式空调系统,制冷剂回路中没有增压泵来补偿吸气管路和排气管路中的压力损失,吸气管路中的压力损失会造成压缩机吸气压力下降,压缩比增大,容积效率下降;同时,吸气比体积增大,导致制冷剂质量流量减小,制冷量减小。所以,如果制冷剂管路过长,则多联机的制冷能力下降得非常明显;同时,较长的管路也会降低多联机空调系统的COP ,并消耗更多的电力。

在设计制冷系统时,一般均对吸气管和排气管的压力损失许可值有限制,对于吸气管来说相当于蒸发温度降低了1 ℃,对于排气管来说相当于冷凝温度升高了1～2 ℃[2] 。

制冷剂管路中的压力损失Δp 可由式(1) 计算:         （1）

式中，f为摩擦阻力因数；Gr为制冷剂的质量流量kg/ s ；Vr为制冷剂比体积m3 / kg ；di为管道内径m ；L 为管道长度m 。

由式(1) 可以看出,对于长度为L 和制冷剂比体积一定的管路,要减小压力损失只能增大管道内径或减小制冷剂的质量流量。但由于回油要求的限制,管道内径只能适当增大,因此唯一可行的方法是减小制冷剂的质量流量。但是设计要求制冷系统的制冷量不能减小,故为了满足长配管的要求,只能增大冷凝器后制冷剂的过冷度,从而增加制冷循环的单位质量制冷量。

所以，在进行多联机系统的设计选型计算时，要充分考虑到系统配管长度对系统运转性能的影响

2.2 室内机和室外机高差的影响

2.2.1 室外机高于室内机

    制冷运行时,室内机的电子膨胀阀起节流作用, 由于重力的作用,电子膨胀阀前的过冷液体的压力要高于冷凝压力,高出的数值取决于室内外机高度差产生的附加压力。因此,室内外机的高度差H应有一定的限制,即满足              （2）

式中，pk为冷凝压力,MPa ； p0为蒸发压力,MPa ；ρ为液体密度,kg/ m3 ； g 为自由落体加速度,m/ s2 ；H 为室内外机高度差m ； pmax为电子膨胀阀最高动作压差MPa 。

制热运行时,室外机电子膨胀阀起节流作用,室内机电子膨胀阀主要起室内机之间的流量平衡作用。制冷剂在上升管内流动时,必须考虑重力产生的附加压降可能会带来液体闪蒸的问题,保证室外机电子膨胀阀前有一定的过冷度,否则在液体管段内产生气泡,会形成电子膨胀阀前的节流“气阻”,导致膨胀阀可能工作不稳定。另外,制热运行时为保证一定的出风温度,必须对冷凝压力有一定的限制,再加上重力产生的附加压降使得压缩机排气压力必须要提高。也就是说,压缩机对排气压力的限制决定了室内外机高度差不能超过一定范围。

2.2.2 室外机低于室内机

制冷运行时,室内机的电子膨胀阀起节流作用。制冷剂在冷凝器中冷凝后,过冷液体在液管中上升,然后进入电子膨胀阀,由于重力的作用,过冷液体在高压液管中需克服上升造成的重力损失。为防止液体压力降低带来的液体闪蒸,室内外机的高度差有一定限制,这与2. 1 节的分析情况类似。

制热运行时,室外机电子膨胀阀起节流作用,制冷剂蒸气在竖直管中上升至室内冷凝器,冷凝后的过冷液体在液管中下降,然后进入室外机电子膨胀阀,节流后进入室外蒸发器。如果室内外机高度差过大,高温制冷剂蒸气可能在管路中冷凝,从而减少室内机的制热量。

综合前面的分析,为防止液体制冷剂在竖直上升过程中由重力带来的压降引起的闪蒸,保证室内外机电子膨胀阀的正常工作,防止吸气过热、排气温度过高,保证吸气管顺利回油,室内外机的高度差要尽量减小,最好不要超过40m。

2.3 室内机之间的高度差的影响

制冷运行时,室内机电子膨胀阀起节流作用,并且室内机之间的流量分配也是由电子膨胀阀来完成的。为了使电子膨胀阀能够稳定工作,具有良好的调节作用,电子膨胀阀前制冷剂液体应有一定的过冷度。

多联机一般都可以长配管、大落差,虽然室外机冷凝器具有较大的过冷度,但是为了克服竖直上升的压降已经损失了绝大部分的过冷度。电子膨胀阀安装在最低位时,由于重力作用前后压差最大;安装在最高位时,前后压差最小。如果室内机之间的高度差较大,安装在最高位的电子膨胀阀前过冷度最小,容量最小,全开时容量可能不足,而安装在最低位的电子膨胀阀容量过大,在调节过程中可能会出现振荡现象。

2.4 综述

综上所述，在进行多联机系统的设计选型计算时，应优化室外机与室内机间的配管布置，减少配管长度，配管等效长度不宜超过70米；或通过产品技术资料核定，配管实际长度制冷工况下满负荷的性能系数不应低于2.80[3]。

虽然某些空调公司的多联机系统宣传其最大管长可达165米，等效管长190米，但是随着管长的增加，系统的制冷或制热也会产生衰减，所以在设计时要考虑管长长度带来的影响。

依据多联机厂家提供的管长修正系数以及容量系数修正图，可根据室内外机的最长等效管长以及室内外机的最大高低差来计算得到系统的实际制冷/制热能力。

 

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