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大容量VRF室外机应用浅析

近十年来，多联机迅猛发展，不断侵蚀传统水机系统的市场，占

据中央空调市场近半壁江山。可能是为占领更多的市场，也可能为更

好的迎合习惯了传统中央空调系统设计师的设计习惯，多个多联机厂

家推出单台16HP以上的大容量多联机，组合机容量更是大的惊人，

能达96HP甚至以上，已达到小型水系统机组容量，从2016年4月

在北京举办的制冷展上各厂家展示的机器就可见一斑。

然后，行业中对于大容量VRF室外机在应用上的问题也颇有争论，

2005年10月，清华大学彦启森教授在大连举办的一次行业论坛上作了

主题为“漫谈多联机”的一次演讲，掀起了政府可能会出台限制多联

机在20000m2以上的大型建筑中使用的传闻，虽然最终证实只是传闻，

但还是在业内引起较大反响，之后的很多设计手册之类的设计指导用

书(如《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调》、《实用供热空调

设计手册-第二版》等)，以及业内多位知名人士均从实际应用方面提

出了多联机机组容量不宜过大的观点。

作为一名多联机厂家产品应用设计人员，从实际设计使用来看，

大容量多联机组在节约占地面积和降低造价这两个方面确实具有一

定的优势，但其应用弊端也是显而易见。

首先，大容量多联机机组一套系统拖带的室内机数量较多，特别

是连接单台容量较低的室内机时，需要安装的分歧管数量就相应会增

加很多，这样系统不仅管道阻力增大，而且也增加了管道内的水力不

平衡率，导致冷媒流量分配不均，室内机的电子膨胀阀也无法实现有

效的流量控制调节，各室内机实际输出能力均无法满足室内负荷的需

求。

第二，大容量多联机机组管辖面积大，在单台室内机容量较大时

也会出现室内机间距过大的情况，这时同样也会导致冷媒流量分配不

均，电子膨胀阀的流量特性也会随管道间距长度增加而发生很大的改

变，从而增加了对各室内机制冷剂流量控制的难度，降低了对室内温

[1]

度控制的精度，并造成各室内机之间制冷量的不平衡。特别是系统

第一分歧管距最远室内机间距越大时，管道内阻力越大，就会导致冷

媒提前进入蒸发状态，在进入室内机前已经部分变为气液两相，那么

[2]

此时电子膨胀阀的工作状态就很不稳定，无法实现冷媒的按需分配，

而且电子膨胀阀的寿命也会受到很大的影响。并且由于冷媒提前蒸发，

也会导致室内机制冷量大幅下降。相关实验数据表明，在相同情况下，

室内机间距大的系统其能效比明显小于间距小的系统，且室内机制冷

量的不平衡率也有明显升高，当间距大于40米时，室内机制冷量的

[3]

不平衡率大于12%。

第三，若系统内个别房间遇到加班等情况，则系统开启率低于其

经济运行范围，甚至有实际需求小于压缩机最低输出的可能，这时压

缩机就需要通过旁通卸载部分能量，不仅能效极低，而且长期低速运

行对系统的安全可靠性也会带来很大的影响，管道内制冷剂流量少，

流速低，回油困难，需要频繁启动回油运行模式，室内空调效果也无

法得以保证。

第四，系统效率会随容量的增加而降低，纵观目前市场上各多联

机厂家的产品系列，相关数据也表明随着机组容量的增大，机组COP

[4]

逐渐降低。大量的工程项目实际应用结果表明，风冷式(热泵)机组，

不管是大型水系统还是VRF多联机系统，随着系统制冷能力的增大，

制冷效率呈下降趋势。这也是为什么《多联式空调(热泵)机组能效限

定值及能源效率等级》中制冷量越大，其限定值越小的原因。

第五，大容量系统相对于较小的系统而言，最大单管长度相对会

长一些，而管道的长度直接决定着系统容量的衰减程度，当管道长度

过长时，设计计算得到的负荷量，不能直接用于多联机室内外机的选

[5]

型，必需严格根据厂家的技术手册进行衰减量核算修正后，才能选

择相应的机组，最终选型需要加大室内外机的容量，成本增加。而且

压缩机在可能实现的运转频率范围内，会通过输入更多的电能，通过

超过额定频率运转的高频运转模式实现能力的输出，弥补系统的衰减

量，系统节能性从主机开始就出现大大降低的情况。

根据大量实验数据发现，当管长及室内机间距增加到一定长度时，

由于管道