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

2.1 系統配管長度的影響

流體在管路中流動時總會產生壓降,對于直接膨脹式空調系統,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,導致制冷劑質量流量減小,制冷量減小。所以,如果制冷劑管路過長,則多聯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機空調系統的COP ,并消耗更多的電力。

在設計制冷系統時,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；Gr為制冷劑的質量流量kg/ s ；Vr為制冷劑比體積m3 / kg ；di為管道內徑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徑或減小制冷劑的質量流量。但由于回油要求的限制,管道內徑只能適當增大,因此唯一可行的方法是減小制冷劑的質量流量。但是設計要求制冷系統的制冷量不能減小,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,從而增加制冷循環的單位質量制冷量。

所以，在進行多聯機系統的設計選型計算時，要充分考慮到系統配管長度對系統運轉性能的影響

2.2 室內機和室外機高差的影響

2.2.1 室外機高于室內機

    制冷運行時,室內機的電子膨脹閥起節流作用, 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,高出的數值取決于室內外機高度差產生的附加壓力。因此,室內外機的高度差H應有一定的限制,即滿足              （2）

式中，pk為冷凝壓力,MPa ； p0為蒸發壓力,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流作用,室內機電子膨脹閥主要起室內機之間的流量平衡作用。制冷劑在上升管內流動時,必須考慮重力產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,否則在液體管段內產生氣泡,會形成電子膨脹閥前的節流“氣阻”,導致膨脹閥可能工作不穩定。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外機高度差不能超過一定范圍。

2.2.2 室外機低于室內機

制冷運行時,室內機的電子膨脹閥起節流作用。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,室內外機的高度差有一定限制,這與2. 1 節的分析情況類似。

制熱運行時,室外機電子膨脹閥起節流作用,制冷劑蒸氣在豎直管中上升至室內冷凝器,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,節流后進入室外蒸發器。如果室內外機高度差過大,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,室內外機的高度差要盡量減小,最好不要超過40m。

2.3 室內機之間的高度差的影響

制冷運行時,室內機電子膨脹閥起節流作用,并且室內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定工作,具有良好的調節作用,電子膨脹閥前制冷劑液體應有一定的過冷度。

多聯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,在調節過程中可能會出現振蕩現象。

2.4 綜述

綜上所述，在進行多聯機系統的設計選型計算時，應優化室外機與室內機間的配管布置，減少配管長度，配管等效長度不宜超過70米；或通過產品技術資料核定，配管實際長度制冷工況下滿負荷的性能系數不應低于2.80[3]。

雖然某些空調公司的多聯機系統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，系統的制冷或制熱也會產生衰減，所以在設計時要考慮管長長度帶來的影響。

依據多聯機廠家提供的管長修正系數以及容量系數修正圖，可根據室內外機的最長等效管長以及室內外機的最大高低差來計算得到系統的實際制冷/制熱能力。

 

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