寫字樓中央空調(diào)系統(tǒng)末端形式設(shè)計與設(shè)備選型體會

摘要：寫字樓的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案對整個寫字樓的產(chǎn)品定位、工程造價及后期整個系統(tǒng)的運行維護管理關(guān)系密切。本文就以寫字樓中央空調(diào)系統(tǒng)末端形式設(shè)計與設(shè)備選型體會進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：寫字樓 中央空調(diào) 設(shè)備

一、寫字樓常用中央空調(diào)系統(tǒng)

1、風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)

這也是目前大多采用中央空調(diào)的寫字樓所主要采用的空調(diào)方式。這種空調(diào)形式利用風(fēng)機盤管來處理室內(nèi)大部分或全部的空調(diào)負(fù)荷，獨立的預(yù)處理過的室外新風(fēng)滿足室內(nèi)的空氣品質(zhì)要求。

2、變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)

所謂全空氣集中式空調(diào)系統(tǒng)，就是依靠單一的送回風(fēng)管道，將集中處理過后的空氣通過風(fēng)管送往各空調(diào)房間，而不在各房間使用各種末端空調(diào)設(shè)備的空調(diào)方式。比如寫字樓大堂、商場挑空中庭等部位常采用這種方式，目前也有少部分高要求的寫字樓采用這種方式。

普通的全空氣集中式空調(diào)系統(tǒng)為定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，其在部分負(fù)荷條件下的運行成本較高，在此基礎(chǔ)上，利用空調(diào)負(fù)荷的變化，發(fā)展出了變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)。

VAV系統(tǒng)是一種全風(fēng)的空調(diào)控制系統(tǒng)，其根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷變化的情況下，采用改變送風(fēng)量的方式來維持室內(nèi)溫濕度平衡的方法。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是利用改變進(jìn)入空調(diào)區(qū)域的送風(fēng)量來適應(yīng)區(qū)域內(nèi)負(fù)荷變化的一種空調(diào)系統(tǒng)。其最大優(yōu)點在于節(jié)能和提供良好的舒適性。當(dāng)今變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行實時采樣、監(jiān)測、分析和調(diào)控，實現(xiàn)全天候、全方位、全過程控制智能化，并成為現(xiàn)代化、智能化建筑的一部分。

這兩種中央空調(diào)方式是目前的中央空調(diào)方式的主要形式，其各自的系統(tǒng)有如下的特點：

（1）設(shè)備使用情況

風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)末端的設(shè)備主要采用新風(fēng)處理機組+風(fēng)機盤管；

全空氣集中式空調(diào)系統(tǒng)的末端設(shè)備主要有空調(diào)機組+VAV末端（單風(fēng)道節(jié)流型末端，串聯(lián)風(fēng)機型末端，并聯(lián)風(fēng)機型末端等）

（2）空間占用情況

前者的新風(fēng)處理機組可設(shè)在每層專門的空調(diào)機房置，需要占用每層一定的空間。或者集中設(shè)置在避難層和屋頂，每層無需設(shè)置機房，且占用層高空間較少，走道和辦公室的空調(diào)新風(fēng)管高度可控制在250mm～320mm。

全空氣集中式空調(diào)系統(tǒng)每層至少需要設(shè)置1個約20m2左右的空調(diào)機房；并且風(fēng)管在走道和辦公室占用層高較多，空調(diào)風(fēng)管的高度視空調(diào)面積的大小約有400mm～500mm不等。

（3）空氣舒適性

風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的空氣過濾僅靠回風(fēng)口的濾網(wǎng)，過濾效果一般，空氣品質(zhì)不易控制?？照{(diào)區(qū)域的溫度控制可通過回水管上的電磁閥或盤管的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來控制，控制的精度較差，靠近出風(fēng)口處常有過冷或者過熱的感覺，舒適感一般。

全空氣空調(diào)系統(tǒng)可采用較高等級的空氣過濾，對空氣進(jìn)行集中處理，空氣品質(zhì)較好，區(qū)域溫度可控制。同時，在過渡季節(jié)，全空氣空調(diào)系統(tǒng)可調(diào)節(jié)新回風(fēng)的比例，在提高系統(tǒng)的空氣品質(zhì)的同時，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。

（4）空氣品質(zhì)要求

由于VAV是單風(fēng)道系統(tǒng)，整個吊頂是一個回風(fēng)靜壓箱，因此送入各房間的循環(huán)風(fēng)回風(fēng)時存在交叉污染的可能性。風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)是新風(fēng)直接送入房間，正壓風(fēng)通過排風(fēng)系統(tǒng)排出室外，不存在交叉污染的可能性。

（5）管理維護要求

風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的自控要求較低，容易管理，也方便后期的系統(tǒng)改造。當(dāng)辦公區(qū)域內(nèi)有出現(xiàn)更換租戶，辦公區(qū)域分隔變化時，空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整相對容易。但風(fēng)機盤管在制冷工況下會產(chǎn)生冷凝水的排放問題，局部出現(xiàn)滴漏水等情況，造成吊頂浸水，帶來維護問題。同時，經(jīng)過盤管處理的空氣溫度較低，會在風(fēng)管內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，粘結(jié)灰塵，時間一長，灰塵積聚在里面，滋生病菌，會產(chǎn)生“空調(diào)病”現(xiàn)象。

VAV空調(diào)系統(tǒng)的施工、調(diào)試、管理較復(fù)雜，尤其自控系統(tǒng)的調(diào)試及管理要求較高，有些項目因為自控系統(tǒng)調(diào)試不順而導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)無法正常運行。出現(xiàn)更換租戶，辦公區(qū)域分隔變化時，整個系統(tǒng)需要重新調(diào)試，甚至無法使用。

（6）節(jié)能性分析

風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)水采用空調(diào)機房集中輸送至每個風(fēng)機盤管末端，室內(nèi)空氣循環(huán)半徑較小，輸送能耗低。風(fēng)機盤管配三檔風(fēng)速開關(guān)，同時室內(nèi)溫度與溫控器設(shè)定溫度比較，控制電動二通調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)節(jié)盤管水量。但該系統(tǒng)由于自身的局限性，在過渡季節(jié)時，難以充分利用室外新風(fēng)來消除室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷。

VAV空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷時風(fēng)機可實現(xiàn)變頻調(diào)速節(jié)能運行，可變新風(fēng)比，過渡季節(jié)可利用低溫新風(fēng)冷卻節(jié)能（增大新風(fēng)量滿足系統(tǒng)節(jié)能的同時，需要增大新風(fēng)管的面積，相應(yīng)增大風(fēng)井占地面積）?；仫L(fēng)管加送風(fēng)管較長，空氣循環(huán)半徑大，輸送能耗高，空氣過濾等級較高時，風(fēng)機能耗也將增加）。

（7）經(jīng)濟性分析

風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的初投資較低，通常風(fēng)機盤管系統(tǒng)初投資在300～350元m2。

VAV空調(diào)系統(tǒng)的初投資較高，通常較風(fēng)機盤管系統(tǒng)貴300～500元/m2。

二、VAR空調(diào)系統(tǒng)

針對傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的大容量制冷，空調(diào)使用面積大，在部分空調(diào)負(fù)荷的工況下能耗過高的缺點，VRV空調(diào)系統(tǒng)在上世紀(jì)九十年代初起，短期內(nèi)得到迅速發(fā)展。

VRV空調(diào)系統(tǒng)是分體空調(diào)的一種升級版，全稱是VariedRefri gerantVolume（變制冷劑流量）空調(diào)系統(tǒng)，簡稱VRV，一臺室外機通過管路向若干個房間的室內(nèi)機輸送制冷劑液體。通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)機各換熱器的制冷劑流量，可以適時地滿足室內(nèi)冷、熱負(fù)荷要求。

典型的，比如日本大金VRV111系統(tǒng)，室外機與室內(nèi)機的距離最長可達(dá)1000米，單臺室外機最多可連接64臺室內(nèi)機。

相對于傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)，VRV的優(yōu)點和缺點同樣突出。

優(yōu)點：

VRV系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；各房間溫度可獨立調(diào)節(jié)，能滿足不同房間不同空調(diào)負(fù)荷的需求；

VRV空調(diào)系統(tǒng)具有設(shè)計安裝方便、布置靈活多變、建筑空間小、使用方便、可靠性高、運行費用低、不需機房、無水系統(tǒng)等優(yōu)點。

VRV空調(diào)系統(tǒng)具有明顯的的節(jié)能、舒適效果，該系統(tǒng)依據(jù)室內(nèi)負(fù)荷，在不同轉(zhuǎn)速下連續(xù)運行，減少了因壓縮機頻繁啟停造成的能量損失；采用壓縮機低頻啟動，降低了啟動電流，電氣設(shè)備將大大節(jié)能，同時避免了對其它用電設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊；具有能調(diào)節(jié)容量的特性，改善了室內(nèi)的舒適性。

VRV系統(tǒng)不需要冷卻塔，水處理設(shè)備等附屬設(shè)施。

缺點：

1、系統(tǒng)控制復(fù)雜，對管材材質(zhì)、制造工藝、現(xiàn)場焊接等方面要求高；管道一旦出現(xiàn)制冷劑滲漏時，檢查滲漏位置很困難，維修技術(shù)復(fù)雜，一般物業(yè)公司工程部不能夠完成，要請廠家專業(yè)技術(shù)人員；

2、VRV空調(diào)系統(tǒng)的變頻調(diào)節(jié)有級數(shù)，不是無級調(diào)節(jié)，當(dāng)工作時需逐級增大或減小功率，從而使溫度響應(yīng)減慢，并且在級與級之間的工作狀況下能耗增大。

3、變頻過程損耗大，使VRV空調(diào)的實際能耗大于樣本標(biāo)稱能耗。

4、在頻率較低和較高的時候都會因為變頻發(fā)熱損耗比例增大而導(dǎo)致能耗增大，因此實際變頻的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于樣本標(biāo)稱，使VRV空調(diào)的性能進(jìn)一步受到削弱。

VRV的制冷能力隨管路長度的增大而下降，最大可衰減至機組額定制冷量的85%，額定制熱量的90%。這是一個經(jīng)常被忽視的問題，實際上往往引起使用舒適性的問題。

VRV的室外機多為熱泵型，冬季低溫環(huán)境下VRV機組制熱能力衰減較大，如在室外氣溫為-5℃時，制熱能力會衰減量至額定值的54%。

5、當(dāng)?shù)拓?fù)荷時，室外機運行頻率會下降，導(dǎo)致制冷劑排量減小，管道中流速下降，壓縮機的潤滑油會大量積累在管道中，從而使壓縮機缺油，出現(xiàn)燒機的現(xiàn)象。因此VRV系統(tǒng)每隔一段時間要進(jìn)行回油運轉(zhuǎn)，使?jié)櫥土骰貕嚎s機。這不僅影響了運行效果，而且其回油困難的缺陷仍不能得到完全解決，實際運行中事故隱患大。

6、在低負(fù)荷時，由于室外機組蒸發(fā)壓力較高，導(dǎo)致室內(nèi)機組除濕性能下降，室內(nèi)舒適性下降。

7、無新風(fēng)處理設(shè)備，只能另配全熱交換機。后者雖然可以節(jié)省新風(fēng)能耗，但增加了排風(fēng)管道的投資和占用的空間，而且在部分房間使用時，存在因排風(fēng)溫度高而導(dǎo)致新風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)的溫度會偏高，并使室內(nèi)溫度降不下來的隱患。