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摘要：随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,建筑能耗在我国能源总消耗中所占的比例越来越大。为实现可持续发展战略并缓解能源危机带来的巨大压力,建筑节能减耗已成为我国政府的一项重要工作。在建筑能耗中,建筑采暖和空调能耗占建筑总能耗的50%—70%,提高空调系统的工作效率是减少建筑能耗的有效手段。多联式空调系统具有节能高效、使用灵活、维护简单等诸多优点,在国内许多工程中投入使用。因此，本文就变频多联空调系统组成及适用范围入手，对其多联式空调系统能耗测量与模拟程序实验进行了分析研究。
关键词：变频多联空调系统；能耗；测量；实验；分析研究
中图分类号：U463文献标识码： A
一、变频多联空调系统组成及适用范围
1、系统组成
1）室内机是末端部分，它是-个带蒸发器和循环风机的机组，与目前我们常见到的分体空调的室内机原理上是完全相同的。从形式上看，为了满足各种建筑的要求，它做成了多种形式，如立式明装、立式暗装卧式明装、卧式暗装、吸顶式、壁挂式、吊顶嵌入式等等。
2）外机是关键部分，从构造上来看，它主要是由风冷冷凝器和压缩机组成。当系统处于低负荷时，通过变频控制器控制压缩机转速，使系统内冷媒的循环流量得以改变，从而对制冷量进行自动控制以符合使用要求。对容量较小的机组，通常只设-台变速压缩机；而对于容量较大的机组，则-般采用-台变速压缩机与-台或多台定速压缩机联合工作的方式。
3）冷媒管采用铜管，分气管和液管，通过灵活的布置使室外机与室内机相连接。为了施工方便及保证系统的正常作用，管接头制成了各种形式。
4）控制系统：无线遥控器、有线遥控器、集中控制器、七日定时器、网络管理系统。
2、适用范围
目前多联机系统是应用于舒适性空调领域，特别适合于专业管理能力弱，如学校、医院；房间使用率低，如度假村、别墅、高档公寓；空调房间分散，分室分户收费，集中管理，如出租写字楼、办公楼、商住楼；更适合于中小型项目如几千平方米的企事业办公楼、酒店、夜总会、洗浴中心；负荷波动大，使用功能有区别，如大型商场、体育馆等的部分办公室；部分改造项目等。
二、多联式空调系统能耗测量与模拟程序实验
1、能耗模拟分析程序实验方法介绍
在对建筑空调系统的实际运行能耗进行模拟时,非常重要的一项工作就是对模拟结果进行实验,没有经过实验的计算机模型是无法对建筑能耗进行准确预测的。真正要实验模拟软件的正确性,首先要弄清可能出现问题的原因,根据各种可能出现问题的来源,设计检验的方法以及以后对模型进行修正。模拟软件产生错误的原因主要有三种:程序及计算方法的问题,物理细节参数设定问题以及某些假定的合理性问题。针对这些问题,经过近二十年的研究,基本上发展出-套建筑热环境模拟分析程序实验的系列方法:理论实验、程序间对比实验和实验实验。
理论实验是对同一对象利用不同的数学模型进行求解并比较计算结果,实验最基本的物理原理和简化模型有没有概念性错误,通过这种严格精确的解析解的对比实验,可以对建筑热环境模拟软件计算结果的正确性作出基本的评价。在理论实验中,尽管采用了不同的数学计算方法,但其中的物理细节是相同的,因此理论实验的通过不能说明这些细节的设定都是正确的,由此提出了程序间对比实验的方法。
程序间对比实验是在理论实验的基础上进行的更深入更细致的实验工作。当一个模拟程序通过理论实验这一基本要求后,应该与其他同类型的模拟程序进行比较,以检验其自身在物理细节上的设定,完善其物理模型。
2、模拟结果与实测值进行实验实验
1）多联式空调系统实际能耗的测定
多联式空调系统的能耗表现为电耗,多联式空调系统电费计量和分摊系统是将安装在动力线基干部位的电表测得的耗电量,以室内机、室外机的各运转数据的累计值为基础,用电脑软件自动分摊到各台室内机进行收费的单位。分摊计费以室内机为单位进行,并且各台室内机的分摊结果,可以按以组为单位,以模块为单位集中计算。可以在任意时间内进行电费及累计数据的集中计算。
该空调系统电量计量和分配系统-般采用如下4种分配方式:按温控器打开时间分摊、按压缩机电流分摊、按运转时间分摊和按制冷剂流量比分摊。-般而言,按制冷剂流量比分摊方法比较常用,按制冷剂流量比例分摊是指先按各室外机压缩机累计电流值的比率把总耗电量向各室内机分摊,然后按照室内机累计制冷剂流量值得比率,把各室外机的耗电量向同制冷剂系统的室内机上分摊。本文实际建筑中分户计量系统即采用这种分配方式。
图一HARC40的技术规格
空调电费分户计量系统由CS-NET系统和自动抄表系统组成。其中CS-NET
系统的主要作用是监视和控制所有空调室内机的运行,其核心设备是HARC40,图一为电费实测系统中所使用HARC4O规格。
自动抄表系统由电能表、电表信号线、电表数据采集器组成。该系统主要用
于计量各室外机的用电量,并将其传输到控制电脑中去。图二为电费实测系统中电能表的规格。
图二电能表的技术规格
2）多联式空调系统能耗模拟与实测对比分析
为便于模拟计算和模拟能耗以及实测能耗的比较,现将实测数据和模拟数据进行对比并整理如下图三，图四所示。
图三 模拟地点为上海时多联式空调系统实测与模拟能耗曲线比较图
图四 模拟地点为上海时多联式空调系统实测与模拟能耗曲线比较图
由于在空调系统的运行过程中受到多种因素的影响,主要有建筑物的特性外界气象参数、实际的室内人员数量、房间内所用设备的散热量等,在众多影响因素中,最不可控制的就是室外气象参数这一因素。而模拟只是对实际情况的一个预测,所设定的条件不可能与实际运行时完全相符,故而实际能耗的曲线并不能与模拟的能耗曲线完全相吻合。以下图五为实测与模拟的月误差、年误差以及均方差变异系数。
图五 模拟与实测误差(%)
从图五我们可以看出,模拟和实测值误差较大,月误差、年误差都比较大,虽然能够大体模拟建筑能耗趋势,但为了得到更精细的模拟数据,就必须需要对模型进行校检。
3）模型校验
（1）校验后的模拟结果与实测对比
图六 多联式空调系统制冷工况模型校验后模拟值与实测能耗曲线比较图
图七 多联式空调系统制热工况模型校验后模拟值与实测能耗曲线比较图
图八 校验后的模拟能耗与实测能耗误差(%)
通过图八 我们可以看出,校验后的模拟结果与实测值较为吻合,月误差都在允许误差指标范围内,年误差11.1%说明该模型可以精确模拟建筑能耗趋势。但通過图六、图七可以看出,对模型进行校验后部分单日模拟与实测误差仍大于30%,这是由于模拟软件在对建筑能耗进行模拟时室内温度都按房间功能设为定值,虽然该建筑所有房间功能相同,但由于人们对室内舒适性要求不同,所以在空调实际运行过程中设定房间温度不同,这是造成对模型进行校验后的模拟计算结果与实测值不完全吻合的一个重要原因。虽然模型校验后模拟值与实测值不完全吻合,但大多数时间两者误差较小,这说明模拟方法是正确的。
（2）模拟误差原因分析
①由于个人生活习惯的不同,对房间内设定温度的要求也不同,这种情况在模型中无法得到真实反映。
②多联式空调系统模拟能耗采用插值法得出,插值所采用的数据库内的设备性能参数由厂家提供,与运行中的设备实际性能参数存在误差。
③由分户计量数据可知有些房间并不是常年使用,存在一定的随机性,在模型中无法真实反映这种随机性。
以上造成误差的原因基本上都是无法或很难避免的,并且校验模型的误差己在可接受的范围之内,因此将该模型作为基本模型。
结束语
总而言之，从变频多联空调系统的能耗分析和实验研究中可以看出，不同形式的模拟程序实验方法,从不同角度来检验建筑热环境模拟软件的准确性。通过与世界上其他同类模拟软件对相同建筑进行动态负荷模拟,检验了物理模型设定参数的准确性。然后通过实验对比实测结果和模拟结果,对其进行了误差分析,并对模型进行校验分析和调整，使模拟结果和实际能耗数据的误差控制在允许范围内。
参考文献
[1] 张志强.水源vRF变频空调系统能耗分析及其在我国应用的评价[D].哈尔滨工业大学.2006年
[2]周宴平,吴静怡,王如竹.变频空调 制热工况仿真模块的开发与实验研究[J].制冷与空调.2008年
关键词：变频多联空调系统；能耗；测量；实验；分析研究
中图分类号：U463文献标识码： A
一、变频多联空调系统组成及适用范围
1、系统组成
1）室内机是末端部分，它是-个带蒸发器和循环风机的机组，与目前我们常见到的分体空调的室内机原理上是完全相同的。从形式上看，为了满足各种建筑的要求，它做成了多种形式，如立式明装、立式暗装卧式明装、卧式暗装、吸顶式、壁挂式、吊顶嵌入式等等。
2）外机是关键部分，从构造上来看，它主要是由风冷冷凝器和压缩机组成。当系统处于低负荷时，通过变频控制器控制压缩机转速，使系统内冷媒的循环流量得以改变，从而对制冷量进行自动控制以符合使用要求。对容量较小的机组，通常只设-台变速压缩机；而对于容量较大的机组，则-般采用-台变速压缩机与-台或多台定速压缩机联合工作的方式。
3）冷媒管采用铜管，分气管和液管，通过灵活的布置使室外机与室内机相连接。为了施工方便及保证系统的正常作用，管接头制成了各种形式。
4）控制系统：无线遥控器、有线遥控器、集中控制器、七日定时器、网络管理系统。
2、适用范围
目前多联机系统是应用于舒适性空调领域，特别适合于专业管理能力弱，如学校、医院；房间使用率低，如度假村、别墅、高档公寓；空调房间分散，分室分户收费，集中管理，如出租写字楼、办公楼、商住楼；更适合于中小型项目如几千平方米的企事业办公楼、酒店、夜总会、洗浴中心；负荷波动大，使用功能有区别，如大型商场、体育馆等的部分办公室；部分改造项目等。
二、多联式空调系统能耗测量与模拟程序实验
1、能耗模拟分析程序实验方法介绍
在对建筑空调系统的实际运行能耗进行模拟时,非常重要的一项工作就是对模拟结果进行实验,没有经过实验的计算机模型是无法对建筑能耗进行准确预测的。真正要实验模拟软件的正确性,首先要弄清可能出现问题的原因,根据各种可能出现问题的来源,设计检验的方法以及以后对模型进行修正。模拟软件产生错误的原因主要有三种:程序及计算方法的问题,物理细节参数设定问题以及某些假定的合理性问题。针对这些问题,经过近二十年的研究,基本上发展出-套建筑热环境模拟分析程序实验的系列方法:理论实验、程序间对比实验和实验实验。
理论实验是对同一对象利用不同的数学模型进行求解并比较计算结果,实验最基本的物理原理和简化模型有没有概念性错误,通过这种严格精确的解析解的对比实验,可以对建筑热环境模拟软件计算结果的正确性作出基本的评价。在理论实验中,尽管采用了不同的数学计算方法,但其中的物理细节是相同的,因此理论实验的通过不能说明这些细节的设定都是正确的,由此提出了程序间对比实验的方法。
程序间对比实验是在理论实验的基础上进行的更深入更细致的实验工作。当一个模拟程序通过理论实验这一基本要求后,应该与其他同类型的模拟程序进行比较,以检验其自身在物理细节上的设定,完善其物理模型。
2、模拟结果与实测值进行实验实验
1）多联式空调系统实际能耗的测定
多联式空调系统的能耗表现为电耗,多联式空调系统电费计量和分摊系统是将安装在动力线基干部位的电表测得的耗电量,以室内机、室外机的各运转数据的累计值为基础,用电脑软件自动分摊到各台室内机进行收费的单位。分摊计费以室内机为单位进行,并且各台室内机的分摊结果,可以按以组为单位,以模块为单位集中计算。可以在任意时间内进行电费及累计数据的集中计算。
该空调系统电量计量和分配系统-般采用如下4种分配方式:按温控器打开时间分摊、按压缩机电流分摊、按运转时间分摊和按制冷剂流量比分摊。-般而言,按制冷剂流量比分摊方法比较常用,按制冷剂流量比例分摊是指先按各室外机压缩机累计电流值的比率把总耗电量向各室内机分摊,然后按照室内机累计制冷剂流量值得比率,把各室外机的耗电量向同制冷剂系统的室内机上分摊。本文实际建筑中分户计量系统即采用这种分配方式。
图一HARC40的技术规格
空调电费分户计量系统由CS-NET系统和自动抄表系统组成。其中CS-NET
系统的主要作用是监视和控制所有空调室内机的运行,其核心设备是HARC40,图一为电费实测系统中所使用HARC4O规格。
自动抄表系统由电能表、电表信号线、电表数据采集器组成。该系统主要用
于计量各室外机的用电量,并将其传输到控制电脑中去。图二为电费实测系统中电能表的规格。
图二电能表的技术规格
2）多联式空调系统能耗模拟与实测对比分析
为便于模拟计算和模拟能耗以及实测能耗的比较,现将实测数据和模拟数据进行对比并整理如下图三，图四所示。
图三 模拟地点为上海时多联式空调系统实测与模拟能耗曲线比较图
图四 模拟地点为上海时多联式空调系统实测与模拟能耗曲线比较图
由于在空调系统的运行过程中受到多种因素的影响,主要有建筑物的特性外界气象参数、实际的室内人员数量、房间内所用设备的散热量等,在众多影响因素中,最不可控制的就是室外气象参数这一因素。而模拟只是对实际情况的一个预测,所设定的条件不可能与实际运行时完全相符,故而实际能耗的曲线并不能与模拟的能耗曲线完全相吻合。以下图五为实测与模拟的月误差、年误差以及均方差变异系数。
图五 模拟与实测误差(%)
从图五我们可以看出,模拟和实测值误差较大,月误差、年误差都比较大,虽然能够大体模拟建筑能耗趋势,但为了得到更精细的模拟数据,就必须需要对模型进行校检。
3）模型校验
（1）校验后的模拟结果与实测对比
图六 多联式空调系统制冷工况模型校验后模拟值与实测能耗曲线比较图
图七 多联式空调系统制热工况模型校验后模拟值与实测能耗曲线比较图
图八 校验后的模拟能耗与实测能耗误差(%)
通过图八 我们可以看出,校验后的模拟结果与实测值较为吻合,月误差都在允许误差指标范围内,年误差11.1%说明该模型可以精确模拟建筑能耗趋势。但通過图六、图七可以看出,对模型进行校验后部分单日模拟与实测误差仍大于30%,这是由于模拟软件在对建筑能耗进行模拟时室内温度都按房间功能设为定值,虽然该建筑所有房间功能相同,但由于人们对室内舒适性要求不同,所以在空调实际运行过程中设定房间温度不同,这是造成对模型进行校验后的模拟计算结果与实测值不完全吻合的一个重要原因。虽然模型校验后模拟值与实测值不完全吻合,但大多数时间两者误差较小,这说明模拟方法是正确的。
（2）模拟误差原因分析
①由于个人生活习惯的不同,对房间内设定温度的要求也不同,这种情况在模型中无法得到真实反映。
②多联式空调系统模拟能耗采用插值法得出,插值所采用的数据库内的设备性能参数由厂家提供,与运行中的设备实际性能参数存在误差。
③由分户计量数据可知有些房间并不是常年使用,存在一定的随机性,在模型中无法真实反映这种随机性。
以上造成误差的原因基本上都是无法或很难避免的,并且校验模型的误差己在可接受的范围之内,因此将该模型作为基本模型。
结束语
总而言之，从变频多联空调系统的能耗分析和实验研究中可以看出，不同形式的模拟程序实验方法,从不同角度来检验建筑热环境模拟软件的准确性。通过与世界上其他同类模拟软件对相同建筑进行动态负荷模拟,检验了物理模型设定参数的准确性。然后通过实验对比实测结果和模拟结果,对其进行了误差分析,并对模型进行校验分析和调整，使模拟结果和实际能耗数据的误差控制在允许范围内。
参考文献
[1] 张志强.水源vRF变频空调系统能耗分析及其在我国应用的评价[D].哈尔滨工业大学.2006年
[2]周宴平,吴静怡,王如竹.变频空调 制热工况仿真模块的开发与实验研究[J].制冷与空调.2008年