某高層中央空調(diào)設(shè)計(jì)問題分析

宋良雨　逯軒武

摘 要：中央空調(diào)在辦公樓取暖制冷應(yīng)用方面已經(jīng)是非常廣泛，針對(duì)于我國(guó)西部地區(qū)特殊環(huán)境，中央空調(diào)選用要做到因地制宜，文章根據(jù)西安市一小高層辦公樓為例，講述了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問題。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)；措施；環(huán)節(jié)

空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)器（room air conditioner）的簡(jiǎn)稱，空調(diào)是對(duì)空氣的溫度、濕度、純凈度、氣流速度進(jìn)行處理并滿足人們生產(chǎn)、生活需要的設(shè)備。商用中央空調(diào)在世界上已有百年的發(fā)展歷史，在中國(guó)也有20多年的應(yīng)用時(shí)間。對(duì)于一個(gè)工程建設(shè)產(chǎn)品來說，設(shè)計(jì)方案質(zhì)量高低會(huì)直接關(guān)系到使用效果，好的設(shè)計(jì)可以使人們生活、工作方便，心情愉悅。隨著中央空調(diào)的使用越來越普及，設(shè)計(jì)人員越來越重視中央空調(diào)設(shè)計(jì)問題，已經(jīng)把其作為建筑整體設(shè)計(jì)中較為突出的問題對(duì)待。空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)需要考慮的因素較多，空調(diào)工程設(shè)計(jì)人員要利用經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方法，根據(jù)工程具體情況制定最好的空調(diào)設(shè)計(jì)方案。

下面根據(jù)一個(gè)具體的案例介紹中央空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問題。

1 工程概況簡(jiǎn)述

某工程位于陜西省西安市，此地屬于夏熱冬冷地區(qū)，冬天需要取暖（本工程使用中央空調(diào)），夏天需要供冷。此小高層辦公樓位于市中心繁華地帶，共9層，地上8層為辦公區(qū)域，地下一層為車庫，建筑面積總共12500m2，建筑總高度31.7m。

2 本工程中央空調(diào)設(shè)計(jì)方案介紹

在本中央空調(diào)設(shè)計(jì)方案中依據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）進(jìn)行方案設(shè)計(jì)以及具體標(biāo)準(zhǔn)審議，本建筑物體型系數(shù)設(shè)定為0.169，建筑外窗傳熱系數(shù)設(shè)定為2.6W/m2℃，建筑外墻傳熱系數(shù)設(shè)定為0.42W/m2℃，建筑屋頂傳熱系數(shù)設(shè)定為0.4132W/m2℃。

2.1 本工程中央空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)分析

由于此地屬于夏熱冬冷地區(qū)，冬天需要取暖，所以本工程所用到的重要空調(diào)設(shè)計(jì)方案考慮了夏季空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)以及動(dòng)態(tài)取暖設(shè)計(jì)參數(shù)。

（1）夏季空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)分析。在本工程中，在辦公室、資料室以及會(huì)議室場(chǎng)所，溫度假定為26℃至27℃，濕度值設(shè)定為不大于65%，新風(fēng)量設(shè)計(jì)為30m3/h。另外，在衛(wèi)生間、盥洗室、廚房、休息室、門廳等場(chǎng)所的溫度值設(shè)定為26℃至28℃。

（2）夏季空氣調(diào)節(jié)室外設(shè)計(jì)參數(shù)分析。在本工程中，干球溫度設(shè)定為32℃，濕球溫度為31.7℃，大氣壓力值設(shè)定為89.789kPa，另外，考慮到辦公場(chǎng)所需要空氣流通較快，所以本工程中的風(fēng)速設(shè)定值為1.6m/s。

綜上，根據(jù)計(jì)算分析，本工程夏季總冷負(fù)荷為467kW，冷負(fù)荷指標(biāo)為72W/m2。

2.2 空調(diào)系統(tǒng)選用多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)（Variable Refrigerant Volume）優(yōu)點(diǎn)較多，它可以不需要另設(shè)空調(diào)機(jī)房，室外機(jī)可以放置于屋頂，有效節(jié)省大量的空間，另外還不需要設(shè)置冷卻水塔、循環(huán)水泵等配套設(shè)備，這樣還會(huì)節(jié)省很多的成本支出；多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)可以采用集中控制或者有線控制，使用方便；考慮到西北地區(qū)，冬天溫度會(huì)比較低的原因，多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)是一種無水的中央空調(diào)系統(tǒng)，不會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰堵塞回路的情況，這樣減少了維修成本，還能夠節(jié)省冬季循環(huán)水泵的工作能耗；西部地區(qū)適合使用冷媒直接蒸發(fā)式對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻，這個(gè)方式不僅效率高，制冷效果也比較明顯，耗能也比較低。在制冷時(shí)間上相對(duì)于其他方式更短、迅速。

2.2.1 空調(diào)設(shè)備。在本工程中地上8層各個(gè)辦公室等場(chǎng)所均選用了多聯(lián)機(jī)室內(nèi)出風(fēng)嵌入式室內(nèi)機(jī)，共252臺(tái)，每層有兩臺(tái)新風(fēng)機(jī)組，共16臺(tái)。頂層的大會(huì)議室以及活動(dòng)中心裝了吸頂式換氣扇，共34臺(tái)；多聯(lián)機(jī)室外機(jī)置于屋面，共12臺(tái)，地上兩層均設(shè)置了貫流式空氣幕，共22臺(tái)。為減少新風(fēng)管道占用過多的空間，每個(gè)新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量應(yīng)該控制在合適范圍內(nèi)，通過走廊吊頂內(nèi)的新風(fēng)管道送到各個(gè)室內(nèi)，送風(fēng)采用了雙層百葉送風(fēng)口，風(fēng)口之間距離要適中，新風(fēng)機(jī)進(jìn)出口均勻設(shè)置了150mm的耐火軟管。辦公室內(nèi)多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)均勻布置，采用四面出風(fēng)嵌入式室內(nèi)機(jī)，送風(fēng)均勻，以滿足對(duì)空調(diào)熱舒適性的要求。小型辦公室采用了自然通風(fēng)的方式，較大的辦公室采用了吸頂式換氣扇通風(fēng)。

2.2.2 冷媒系統(tǒng)。多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)共分為8套系統(tǒng)，地上每一層均為獨(dú)立的系統(tǒng)。為了避免過多的能量損失，在冷媒管道出入口采用了保溫處理措施。為達(dá)到不同末端輸出的效果，需要調(diào)節(jié)室內(nèi)以及室外機(jī)的電子膨脹閥來改變輸入末端的冷媒流量。為了減少壓縮機(jī)由于多次開啟造成的能量損失，在空調(diào)啟動(dòng)時(shí)可以采用低頻方式進(jìn)行啟動(dòng)，這樣做不僅降低了能量損失，還能夠減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)其它用電設(shè)備以及電網(wǎng)的損傷。

2.2.3 多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的控制。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)采用了集散控制方法，主要是由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則，通過變頻調(diào)速以及設(shè)置電子膨脹閥等手段將壓縮機(jī)工作控制在最佳狀態(tài)，還可以控制室外空氣換熱器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)換熱器的能力，這樣就可以確保室內(nèi)空氣溫度不會(huì)急劇變化。

3 采暖設(shè)備設(shè)計(jì)分析

多聯(lián)機(jī)穩(wěn)定工作室外環(huán)境的要求：制冷室外溫度要求控制在-5至49℃，制熱室外溫度控制在-20至26℃，可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)范圍相對(duì)于別的地區(qū)是比較大的，這主要是由于本地冬季一般在-10℃左右，低溫將會(huì)使空調(diào)制熱效率大打折扣，所以在此暖通設(shè)計(jì)人員在冬季采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，沒有考慮選用多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)，而選用了普通散熱器采暖。

3.1 采暖系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)

冬季采暖室外溫度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按照-10℃，辦公室、會(huì)議室以及首層接待室溫度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按照18℃至20℃，衛(wèi)生間、樓梯間、門廳等房間溫度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按照14℃至16℃。

采暖系統(tǒng)熱負(fù)荷設(shè)計(jì)要根據(jù)房間得失熱量的平衡進(jìn)行考量，每個(gè)房間熱負(fù)荷等于房間耗熱量總與房間得熱量總和之差。經(jīng)過計(jì)算，可以知道本建筑熱負(fù)荷設(shè)計(jì)為214kW，熱負(fù)荷指標(biāo)設(shè)定為32W/m2。

3.2 采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

本建筑利用以熱水為熱媒進(jìn)行集中供暖，供水以及回水溫度分別為80℃和60℃，由戶外熱力管網(wǎng)引進(jìn)，供室內(nèi)散熱器使用。采用了雙管下供下回式系統(tǒng)，緩和了垂直失調(diào)現(xiàn)象，且室內(nèi)不需要假設(shè)無供水干管，不僅美化室內(nèi)空間，還能節(jié)省造價(jià)成本。業(yè)主對(duì)于散熱器材質(zhì)有特殊要求，故在此選用了耐腐蝕的銅鋁復(fù)合散熱器。

3.3 通風(fēng)設(shè)備的選用

本建筑地下一層為車庫，設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置了送風(fēng)系統(tǒng)以及排風(fēng)兼排煙系統(tǒng)。送風(fēng)系統(tǒng)把新鮮空氣輸送到室內(nèi)，可以稀釋空間內(nèi)空氣，使空氣成分滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。排風(fēng)兼顧排煙系統(tǒng)通過同一臺(tái)風(fēng)機(jī)和管道系統(tǒng)，不僅具有排風(fēng)也具有排煙功能。

我國(guó)西部地區(qū)的辦公樓要根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w的氣候環(huán)境、業(yè)主要求以及相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量做到因地制宜，避免不必要浪費(fèi)出現(xiàn)。夏季可以選用多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)，冬季可以選擇散熱器進(jìn)行供暖的方式，全面推進(jìn)綠色建筑的發(fā)展，推廣使用新能源技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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