學(xué)院辦公樓VRV空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

曾國安

（廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 廈門 361000）

0 引言

VRV系統(tǒng)（Varied Refrigerant Volume簡稱VRV）即變制冷劑流量系統(tǒng)。由室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)和冷媒配管三部分組成。一臺室外機(jī)通過冷媒配管連接到多臺室內(nèi)機(jī)，根據(jù)室內(nèi)機(jī)電腦板反饋的信號，控制其向內(nèi)機(jī)輸送的制冷劑流量和狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)不同空間的冷熱輸出要求。

VRV空調(diào)系統(tǒng)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中，通過控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時地滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。其工作原理是：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，通過變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)輸氣量，并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性，并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。VRV系統(tǒng)對管材材質(zhì)、制造工藝、現(xiàn)場焊接等方面要求非常高，且其初投資比較高。其控制系統(tǒng)由廠家進(jìn)行集成，因此無需進(jìn)行后期開發(fā)，多數(shù)廠家更在其產(chǎn)品基礎(chǔ)上推出了多種功能齊全的智能控制系統(tǒng)，用于大型樓宇的集中管理，相對傳統(tǒng)中央空調(diào)，其集控的設(shè)計(jì)、施工、使用更加便利，功能也更人性化。

VRV雖然名為“變冷媒流量”，但其運(yùn)行原理不僅止于對冷媒流量的控制?，F(xiàn)今的VRV系統(tǒng)對輸出容量的調(diào)節(jié)主要依賴于兩方面：一是改變壓縮機(jī)工作狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)制冷劑的溫度和壓力，以此為依據(jù)又可分為變頻系統(tǒng)和數(shù)碼渦旋系統(tǒng)二種；二是通過室內(nèi)、外機(jī)處的電子膨脹閥調(diào)節(jié)，改變送入末端（室內(nèi)機(jī)）的冷媒流量和狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)不同的末端輸出。

1 工程概況

本工程為廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院辦公樓的空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該大樓主要作為辦公、會議，工作時間比較固定，同時滿足加班、會議等不同的需求。因此該工程采取VRV空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，具有節(jié)能、舒適、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且各房間可獨(dú)立調(diào)節(jié)，能滿足不同房間不同空調(diào)負(fù)荷的需求。本方案空調(diào)系統(tǒng)是按層進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，每層空調(diào)系統(tǒng)是相互獨(dú)立的系統(tǒng)。本文以一層為例，本層的房間有辦公室、大廳、駕駛員休息室、會議室等，空調(diào)面積約500m2。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

空調(diào)室外計(jì)算干球溫度：夏季：t=33.6℃，冬季：t=4.9℃

夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度：tw=27.6℃

空調(diào)室外計(jì)算相對濕度：夏季：φ=81%，冬季：φ=73%

大氣壓力：B=100.081KP

室內(nèi)空調(diào)房間設(shè)計(jì)參數(shù)：夏季室內(nèi)干球溫度：t=24~28℃，濕度：φ=55%~65%，冬季室內(nèi)干球溫度：t=18~22℃，濕度：φ=40%~60%。

3 負(fù)荷計(jì)算

本辦公樓設(shè)計(jì)采用舒適性的空調(diào)，負(fù)荷的計(jì)算采用的是概算指標(biāo)法，先確定出每個功能房間的面積，再根據(jù)每個房間的使用要求確定出單位面積冷負(fù)荷指標(biāo)，最后計(jì)算出每個房間的冷負(fù)荷。

表1 辦公樓一樓每個房間的冷負(fù)荷情況Tab.1 Cold load in every room on the first floor of the office building

4 VRV空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

4.1 室內(nèi)機(jī)的選型

VRV空調(diào)設(shè)計(jì)的重要一步就是，根據(jù)建筑功能和空調(diào)房間冷負(fù)荷的要求選擇室內(nèi)空調(diào)機(jī) （室內(nèi)機(jī)）。一般來說，VRV空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)負(fù)荷范圍從0.8HP～10HP（2.0kW～28kW），室內(nèi)機(jī)類型主要有：①天花式；②管道式；③壁掛式；④落地式。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)房間的大小，裝潢布置及氣流分布要求選擇一定數(shù)量的室內(nèi)機(jī)和適合要求的室內(nèi)機(jī)類型。對于本辦公大樓主要為辦公室，房間內(nèi)統(tǒng)一采用石膏板吊頂，因此室內(nèi)機(jī)統(tǒng)一選用天花嵌入式，四面送風(fēng)，中間回風(fēng)的方式。

本層共有室內(nèi)機(jī)10臺，均暗裝在各房間的吊頂內(nèi)，各房間的室內(nèi)機(jī)選型如表2所示。

4.2 室外機(jī)選型

室外機(jī)選型的原則是：①根據(jù)建筑的空調(diào)面積和房間功能進(jìn)行空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算；②統(tǒng)計(jì)建筑空調(diào)總冷負(fù)荷；③大部分建筑需要考慮房間的同時使用率，一般建筑的同時使用率為70%～80%左右，特殊情況需根據(jù)建筑功能和使用情況確定；④室外機(jī)的冷負(fù)荷為建筑空調(diào)設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷與同時使用率的乘積。根據(jù)計(jì)算的制冷負(fù)荷即可選擇制冷主機(jī)。

表2 辦公樓一層各房間室內(nèi)機(jī)情況Tab.2 The indoor condition of each room on the first floor of the office building

該設(shè)計(jì)方案是按每層分區(qū)，統(tǒng)計(jì)一層總冷負(fù)荷，并根據(jù)實(shí)際情況，選擇同時使用率為0.8，兩者相乘，計(jì)算出該層總冷負(fù)荷為：60kW。

4.3 VRV空調(diào)系統(tǒng)布置圖

學(xué)院辦公樓一樓空調(diào)系統(tǒng)布置情況如圖1所示。

圖1 學(xué)院辦公樓一樓空調(diào)系統(tǒng)布置圖Fig.1 The layout of the air conditioning system on the first floor of the college office building

5 結(jié)束語

本大樓空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從節(jié)能、運(yùn)行管理方面考慮，采用VRV空調(diào)系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)的冷水機(jī)組，該系統(tǒng)自成體系，基本無需后期的復(fù)雜設(shè)計(jì)，運(yùn)行管理也極為便利，可算是空調(diào)中的"傻瓜機(jī)"。該系統(tǒng)在應(yīng)對大樓的加班運(yùn)行時，靈活節(jié)能的特點(diǎn)尤其突出，因此在辦公建筑中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。