龚广明，等：多联机空调系统电气设计常见问题探讨

多联机空调系统电气设计时，室外机组功率是选择配电回路保护开关及线缆的主要依据。平时工程设计中，暖通专业设计师给电气专业提资时，部分提供为室外机制冷或制热额定功率中的较大者，也有提供为室外机最大输入功率。电气设计中室外机组功率是选用额定输入功率还是最大输入功率呢？这是工程设计中电气和暖通专业常常争议的问题之一。

多联机空调系统具有制冷或制热功能。查看多联式空调机组产品样本，室外机组通常会标示出制冷工况下的额定输入功率及额定运行电流、制热工况下的额定输入功率及额定运行电流、室外最大输入功率、室外最大输入电流等电气参数。某品牌直流变频多联机室外机组的相关参数见表1。

分析表1中不同型号室外机的电气参数并结合GB / T 18837 - 2015（多联机空调产品设计、制造、试验等执行标准）中相关规定可知：

a. 额定输入功率是指机组在国家标准规定工况下的理论数值，如制冷工况下多联机室外机在室内干球温度为27 ℃、湿球温度为19 ℃ 且室外干球温度为35 ℃、湿球温度为24 ℃ 等规定前提下运行时机组消耗电功率的理论值。

b. 最大输入功率是指在非标工况恶劣环境下，机组高负荷运转每小时所消耗的功率。通常指机组在能承受的最高温或最低温环境下，机组以最高频率持续运转1 h所消耗的功率。特别是炎热夏季和严寒的冬季，室外机会出现短时的超频运行，此时运行功率即为最大输入功率。

c. 相同条件下，机组制冷和制热的额定输入功率及额定运转电流基本接近。

d. 机组室外最大输入功率为制冷额定输入功率的1.3 ~ 2.2倍。机组功率越大，倍数越接近1.3；机组功率越小，倍数越接近2.2；大多数机组的倍数约为1.5倍。

e. 制冷工况下，根据公式P = √3 UI cos φ，代入额定输入功率P及额定运转电流I数值，得到机组功率因数cos φ数值在0.9 ~ 0.94之间。该数值比平常负荷计算时采用的功率因数0.8高出不少。

通过以上分析，多联式空调室外机选择配电回路保护开关及线缆时，应以室外最大输入功率作为依据。这与GB / T 27941 - 2011《多联式空调（热泵）机组应用设计与安装要求》4.9.2条规定是一致的：多联机系统的电源配线规格应按多联式机组的最大运行电流配置。多联式机组最大运行电流时工况对应的电功率即为最大输入功率。

室外机配电时，由于部分电气设计师按额定功率作为依据选择开关及电缆，特别是在炎夏等恶劣环境时，导致部分室外机配电回路电缆截面积偏小发热严重，甚至开关频繁跳闸。电气专业接收到暖通专业提供的多联机室外机电功率资料后，必须跟暖通专业确认提供的用电参数是额定功率还是最大输入功率，并要求提供标注有电气参数的选型样本。由于部分产品样本仅标注了额定功率，电气设计时应适当乘以安全系数1.3 ~ 2.2后作为选择开关和电缆的依据。

>>>>  室外机断路器是否需要设置RCD

GB 51348 - 2019《民用建筑电气设计标准》7.5.5条第5款规定：室外工作场所用电设备的配电线路应设置额定剩余动作电流值不大于30 mA的剩余电流保护器。

针对上述条文，常有部分电气设计人员及图审人员要求按此规定给室外安装的多联机空调机组加装30 mA剩余电流保护装置（RCD）。目前多联机空调室外机主流产品均配置有直流变频器。如果配电断路器增设RCD，机组是否能正常运行呢？

根据《工业与民用供配电设计手册》（第四版）11.7.3节可知，额定剩余不动作电流I_Δn0的标准值是0.5IΔ_n(I_Δn为额定剩余动作电流)。

电气设备正常运行的情况下，存在一定的固有泄漏电流。固有泄漏电流一般是由相导体与地之间低绝缘水平或是相导体与地之间存有滤波器（或电容器）而引起的。固有泄漏电流可能是电源频率的泄漏电流，也可能是谐波的泄漏电流。剩余电流保护装置的I_Δn要充分考虑电气线路和设备的对地泄漏电流，必要时可通过实际测量取得被保护线路或设备的对地泄漏电流值。根据《工业与民用供配电设计手册》（第四版）11.7.7节可知，RCD的I_Δn应大于正常泄漏电流（I_L）的2倍。

当空调室外机选用30 mA的RCD时，可推导得出空调室外机回路的正常泄漏电流I_L需要满足I_L < 15 mA。

在使用变频器驱动电机的配电线路中（TN供电系统），由于三相逆变器的高频脉宽调制在连接电机电缆和电机绕组的对地分布电容产生高频充放电泄漏电流，其通过PE线回流至电源，从而可能使RCD误动作。根据变频器的运行状态、类型和功率大小，正常泄漏电流可以从几毫安到几十安培。一般来说，在正常工作的情况下，变频器的泄漏电流典型值大约在其额定电流的1 % ~ 3 %（按标准的EMC规范安装，典型值约为1 %）。另外，再加上供电电缆和电机的正常泄漏电流，大多数多联机空调室外机回路的正常泄漏电流I_L会大于15 mA。因此，多联机空调室外机供电回路不应设置30 mA的RCD。当需要设置时，建议根据具体情况设置100 mA及以上的B型RCD。这也是部分多联机空调产品在技术资料中建议室外机配电断路器采用100 mA及以上RCD产品的原因。

多联机空调室外机安装在户外后，属于固定式电气设备。当机组外壳发生接地故障时，人体触摸外壳而遭受电击，能很容易立即摆脱设备，脱离与带电压外壳的接触。这时电击效应立即停止，人体只感受一次电击的痛苦，但没有发生心室纤颤致死的危险，所以无论是否装用RCD，其结果都是一样的。因此IEC标准允许固定式设备可用过电流防护电器在不大于5 s的时间内切断电源，不要求必须为固定式电气设备安装RCD。同时为降低风险，应在机组处设置辅助等电位联结，降低人体接触电压，避免电击事故发生。有条件时，建议设置护栏及警示牌，避免无关人员靠近机组。

>>>>  室外机断路器降容

多联式空调机组室外机一般安装在户外场所。为保证配电箱深入负荷中心，设计时室外机配电箱常在其附近露天安装，采用IP54等级及以上的防水防尘箱体。夏季高温天气时，特别像武汉市这种炎热的城市，对于室外安装的箱体，太阳光照射会导致周围环境温度升高。由于配电箱外壳防护等级过高其内部散热较差，同时空调外机高负荷运行时元器件本身也会产生不少热量，箱体内的温度将会达到60 ℃ 甚至以上。此时的温度超出了断路器规定的正常环境温度，导致断路器容量降低，这就是夏天空调室外机因断路器选择不当导致开关跳闸的主要原因。表2是某品牌带有热磁脱扣单元的断路器在不同环境温度下的降容数值。

从表2可以看出，当环境温度超过40 ℃ 时，断路器过负荷保护特性会发生变化。因此，室外机配电箱安装在露天场所时，必须考虑环境温度对断路器的影响。设计选择室外安装的断路器时，应考虑相应的温度降容系数。根据《工业与民用供配电设计手册》（第四版）11.3.11节，断路器长延时过电流脱扣器整定值的降容系数见表3。

放置在户外的室外机配电箱，宜选择夏天阳光照射时间较短且通风的地方，有条件时尽量采取遮阳措施。

>>>>  室外机电缆敷设及载流量修正

多联机室外机组在屋顶平台集中安装时，由于设备集中且台数较多，电气专业常在屋面采用桥架敷设方式将电缆引至室外机附近。采用桥架敷设方式时，大多数设计师都对防雨水比较重视，在图纸中标注了“室外防水桥架”。由于桥架选型不明确，施工单位通常采购为封闭槽盒。

封闭槽盒虽然解决了防水问题，但是严重影响了电缆散热。多回路电缆敷设在槽盒内时电缆载流量修正系数本来就低，夏天太阳光照射使盖板发热，导致槽盒内温度比户外环境温度还高，修正后严重降低了电缆的载流能力。当无遮阳措施时，应避免采用槽盒敷设。

因此，对于屋顶等露天环境安装的空调室外机供电，给出如下措施或建议：

a. 当采用桥架敷设电缆时，建议采用带人字盖板的托盘或梯架；选用托盘时底部及侧面应带孔，有利于电缆散热。

b. 桥架建议选用热镀锌、不锈钢等耐腐蚀的室外型桥架。

c. 对于夏天比较炎热的城市，由于室外环境较为恶劣，可以酌情考虑将室外机供电电缆截面积放大一级。

>>>>  室内机配电

GB / T 27941 - 2011 4.9.3条规定：同一多联机系统的所有室内机组应采用同一配电回路供电。规范为何作出这样的规定，未见相关条文解释说明。因此，条文并未引起部分电气设计师的重视。

笔者曾参与某超高层办公楼电气设计，办公楼标准层划分为多间小办公室租售使用，空调系统采用多联式空调机组。原设计采用如下配电方式：考虑到办公室使用性质为租售，为便于后期计量管理，每间办公室设置分配电箱，其内部空调室内机电源取自分配电箱的空调室内机专用回路，如图1所示（办公楼标准层局部平面）。

图1所示的配电方式较为常见，似乎并无不妥。空调设备安装完毕调试期间，业主反映任意一间办公室内分配电箱总电源开关关闭后，与该间办公室室内机共用室外机的其它室内机均无法正常工作，系统出现故障提示码，提示有室内机电源丢失。咨询产品技术工程师后得知：该品牌空调系统室外机所带的所有室内机中如有一台断电，室外机巡检后会提示故障，并停止运行；如有一台发生非断电故障，系统会提示报警，室外机和其余室内机可继续运转。根据厂家意见调整室内机配电，将同一室外机所带的所有室内机电源改接自楼层空调专用配电箱回路，系统运转正常，如图2所示。这种配电方式同时也便于后期管理和维护。当某一台室外机及其所有室内机出现故障检修需要断电隔离时，不会影响其他室外机及其室内机系统的正常运转。

通过查阅多家多联机空调品牌的技术资料及咨询相关技术工程师，仅部分产品其中一台室内机断电或故障会影响整个系统的运行；部分品牌某台室内机断电或故障时，可单独将其断电隔离，不会影响整个系统的运行。因此，为保证设计图纸的通用性，避免因某些空调品牌功能的特殊性引起不必要的图纸修改，建议同一多联机系统的所有室内机组应采用同一配电回路供电，不同室外机所带的室内机不宜共用配电回路。

>>>>  室内机控制

多联机空调室内机具有多种控制方式，可实现机组的制冷、制热、除湿、送风等多种空调管理功能，用户可以根据使用习惯和需求灵活选择。常见的控制方式主要有线控器、遥控器、集中控制器（无网关）、集中控制管理系统（网关）等。

对于一些大空间场所（如大厅、营业厅、会议室等）室内机的控制，由于部分电气设计人员对空调产品缺乏了解，仍然采用一对一线控器的控制方式显然是不合理的。这些场所室内机通常都是同时全部开启或部分开启，采用一对一线控器，多个控制面板集中安装（笔者曾见过十多个面板集中安装的大厅），不仅影响整体装饰美观，而且管理维护极其不便。类似大空间场所，推荐采用集中控制器（无网关）方式。根据不同品牌室内机控制要求，同一个集中控制器可以同时控制多达16台、32台、64台甚至更多的室内机。集中控制器常见的有面板式、触摸屏式。集中控制器可以对室内机进行群组划分，实现集中统一控制等功能，给管理维护带来极大便利。

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