多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)在高層寫字樓項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

尹小紅

（青島海信日立空調(diào)營銷股份有限公司，山東 青島 266000）

0 引言

近年來，多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)因其節(jié)能、舒適、智能化管理、占用空間小、設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，備受廣大設(shè)計(jì)人員的青睞。多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)室外機(jī)容量的確定需要按照設(shè)計(jì)工況，對室外機(jī)的制冷（熱）能力進(jìn)行溫度、冷媒管長和高差、融霜等修正。根據(jù)建筑具體情況，應(yīng)合理選型和布置多聯(lián)式空調(diào)室內(nèi)外機(jī)，以滿足建筑空調(diào)區(qū)域或房間的舒適性要求?；诖耍疚囊陨钲谀侈k公樓為例，對其多聯(lián)機(jī)空調(diào)方案進(jìn)行優(yōu)化，并對設(shè)計(jì)過程的注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)說明，避免因設(shè)計(jì)問題影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展。

1 建筑概況及優(yōu)化設(shè)計(jì)背景

深圳某高檔辦公樓，總建筑面積80 000 m2，建筑高度149.8 m，為超高層建筑，主樓34層，裙房3層。根據(jù)甲方要求，1～19層采用蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，21～34層采用多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)，21～34層新風(fēng)負(fù)荷由蓄冰空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)。空調(diào)室外機(jī)集中布置在避難層和屋頂層。

以高區(qū)標(biāo)準(zhǔn)層為例，根據(jù)甲方提供的空調(diào)設(shè)計(jì)方案，新風(fēng)冷負(fù)荷由蓄冰空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)，空調(diào)冷負(fù)荷由多聯(lián)式空調(diào)承擔(dān)，每層兩個(gè)空調(diào)系統(tǒng)。設(shè)備選型參考海信多聯(lián)機(jī)空調(diào)設(shè)備參數(shù)，圖1為初始方案標(biāo)準(zhǔn)層空調(diào)室內(nèi)機(jī)平面圖，圖2為初始方案避難層空調(diào)室外機(jī)機(jī)房布置圖，表1為初始方案中標(biāo)準(zhǔn)層的空調(diào)配置表。

通過對該辦公樓多聯(lián)機(jī)空調(diào)方案進(jìn)行優(yōu)化分析，筆者發(fā)現(xiàn)該方案存在一定的問題，空調(diào)選型負(fù)荷偏小，導(dǎo)致所選空調(diào)室內(nèi)外機(jī)容量均偏小。按照所選容量預(yù)留的室外機(jī)機(jī)房面積偏小，通風(fēng)面積不夠，配電功率亦偏小。若按照該方案進(jìn)行施工，達(dá)不到預(yù)期的空調(diào)效果。

2 方案優(yōu)化

多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)步驟包括：負(fù)荷計(jì)算→室內(nèi)外機(jī)選型→設(shè)備管道布置→方案圖（施工圖設(shè)計(jì)）。

2.1 室內(nèi)外主要設(shè)計(jì)參數(shù)

深圳市室外氣象參數(shù)如表2所示，室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)如表3所示。

2.2 負(fù)荷計(jì)算

利用負(fù)荷計(jì)算軟件進(jìn)行冷、熱負(fù)荷計(jì)算，該過程要注意各項(xiàng)輸入?yún)?shù)的準(zhǔn)確性。變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)使用靈活，計(jì)算負(fù)荷時(shí)應(yīng)考慮間歇使用和戶間傳熱的影響。以標(biāo)準(zhǔn)層為例，每個(gè)房間冷負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表4所示。

2.3 室內(nèi)外機(jī)選型

在多聯(lián)機(jī)室內(nèi)外機(jī)選型時(shí)，其裝機(jī)容量應(yīng)適當(dāng)留有余量，這與室內(nèi)機(jī)工作溫度有直接關(guān)系。在選擇室內(nèi)外機(jī)容量時(shí)，須考慮系統(tǒng)冷媒管長、溫度工況、盤管積灰、空調(diào)間歇使用等因素的影響。如果冬季供熱，還應(yīng)考慮室外機(jī)除霜對選型的影響。下面筆者對選型計(jì)算及需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)說明。

2.3.1 室內(nèi)機(jī)修正系數(shù)確定

根據(jù)廠家提供的參考資料，室內(nèi)機(jī)名義制冷量的計(jì)算公式如下：

圖1 初始方案標(biāo)準(zhǔn)層空調(diào)室內(nèi)機(jī)平面圖

圖2 初始方案避難層空調(diào)室外機(jī)機(jī)房布置圖

表1 初始方案中標(biāo)準(zhǔn)層的空調(diào)配置表

表2 深圳市室外氣象參數(shù)

表3 室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

時(shí)間房間號房間1 房間2 房間3 房間7 房間8 男廁 女廁 房間4 房間5 房間6 房間9 房間10設(shè)備用房 電梯廳08：00 29 187 6 488 6 488 7 436 7 436 1 700 1 700 6 488 6 488 42 875 7 436 7 436 3 000 3 300 09：00 31 311 6 849 6 849 7 660 7 660 1 700 1 700 6 849 6 849 45 281 7 660 7 660 3 000 3 300 10：00 32 947 7 115 7 115 7 890 7 890 1 700 1 700 7 115 7 115 43 615 7 890 7 890 3 000 3 300 11：00 34 202 7 337 7 337 8 028 8 028 1 700 1 700 7 337 7 337 39 453 8 028 8 028 3 000 3 300 12：00 35 153 7 490 7 490 8 233 8 233 1 700 1 700 7 490 7 490 34 190 8 233 8 233 3 000 3 300 13：00 38 908 7 569 7 569 8 375 8 375 1 700 1 700 7 569 7 569 34 411 8 375 8 375 3 000 3 300 14：00 44 815 7 540 7 540 8 487 8 487 1 700 1 700 7 540 7 540 34 249 8 487 8 487 3 000 3 300 15：00 49 471 7 440 7 440 8 497 8 497 1 700 1 700 7 440 7 440 33 660 8 497 8 497 3 000 3 300 16：00 50 282 7 199 7 199 8 505 8 505 1 700 1 700 7 199 7 199 32 391 8 505 8 505 3 000 3 300 17：00 47 848 6 913 6 913 8 525 8 525 1 700 1 700 6 913 6 913 30 939 8 525 8 525 3 000 3 300 18：00 38 745 6 482 6 482 7 951 7 951 1 700 1 700 6 482 6 482 27 939 7 951 7 951 3 000 3 300 19：00 27 238 6 152 6 152 6 770 6 770 1 700 1 700 6 152 6 152 24 636 6 770 6 770 3 000 3 300 20：00 25 944 6 029 6 029 6 538 6 538 1 700 1 700 6 029 6 029 23 704 6 538 6 538 3 000 3 300

式中：Qm為室內(nèi)機(jī)名義制冷量（kW）；Qj為該室內(nèi)機(jī)負(fù)擔(dān)的計(jì)算冷負(fù)荷（kW）；β為室內(nèi)機(jī)修正系數(shù)；β1為盤管積灰對室內(nèi)機(jī)傳熱影響的附加率，取1.1；β2為空調(diào)間歇使用對室內(nèi)機(jī)傳熱影響的附加率，取1.18；n2為不同溫度工況對系統(tǒng)能力影響的修正系數(shù)，參考海信多聯(lián)機(jī)M系列產(chǎn)品進(jìn)行溫度修正，取1。

根據(jù)以上附加系數(shù)取值，室內(nèi)機(jī)修正系數(shù)β=β1×β2/n2=1.1×1.18/1=1.298，取值 1.3。

2.3.2 室外機(jī)修正系數(shù)確定

根據(jù)廠家提供的參考資料，室外機(jī)名義制冷量的計(jì)算公式如下：

式中：Qm為室外機(jī)名義制冷量（kW）；Qj為由該室外機(jī)負(fù)擔(dān)的計(jì)算冷負(fù)荷（kW）；β為室外機(jī)修正系數(shù)；β1為積灰對室內(nèi)機(jī)傳熱影響的附加率，取1.1；β2為空調(diào)間歇使用對室內(nèi)機(jī)傳熱影響的附加率，取1.18；n1為冷媒系統(tǒng)最不利管長修正系數(shù)，按照加大主管管徑確定，參考海信多聯(lián)機(jī)M系列產(chǎn)品進(jìn)行溫度修正，取0.87；n2為不同溫度工況對系統(tǒng)能力影響的修正系數(shù)，取1。

根據(jù)以上附加系數(shù)取值，室外機(jī)選型修正系數(shù)β=β1×β2/（n1×n2）=1.1×1.18/0.87 ≈ 1.492，取值 1.49。

2.3.3 室內(nèi)外機(jī)選型計(jì)算

室內(nèi)機(jī)選型應(yīng)按照每個(gè)房間計(jì)算負(fù)荷的瞬時(shí)最大值進(jìn)行修正選型（參考表4），室外機(jī)選型應(yīng)根據(jù)劃分系統(tǒng)內(nèi)的所有室內(nèi)機(jī)選型容量確定。室內(nèi)外機(jī)選型計(jì)算如表5所示。室外機(jī)選型需要用系統(tǒng)瞬時(shí)最大值進(jìn)行校核，校核結(jié)果如表6所示。

從表5、表6數(shù)據(jù)可知，室內(nèi)外機(jī)選型滿足系統(tǒng)瞬時(shí)最大值使用要求。

3 方案對比分析

初始方案和優(yōu)化方案均以標(biāo)準(zhǔn)層為例，從室內(nèi)外機(jī)容量、配電功率方面進(jìn)行分析。

初始方案：室內(nèi)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘?82.6 kW，室外機(jī)裝機(jī)總?cè)萘?57 kW，配電功率50.1 kW。

表5 室內(nèi)外機(jī)選型計(jì)算表

表6 校核后室外機(jī)選型 單位：W

優(yōu)化方案：室內(nèi)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘?32.4 kW，室外機(jī)裝機(jī)總?cè)萘?48 kW，配電功率87.9 kW。

初始方案室內(nèi)外機(jī)容量、配電功率均偏小，無法滿足正?？照{(diào)需求，給甲方的工期帶來了很大的影響。

4 多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

除了上述需要注意的事項(xiàng)外，在設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)考慮室外機(jī)的布置及對周邊環(huán)境的要求、多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)劃分原則、多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)容量配比系數(shù)3個(gè)方面。

4.1 室外機(jī)的布置及對周邊環(huán)境的要求

室外機(jī)的通風(fēng)是否順暢是一個(gè)非常重要的問題，對于整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行至關(guān)重要，直接影響到室內(nèi)的空調(diào)效果。因此，在建筑設(shè)計(jì)階段必須預(yù)留室外機(jī)的安裝位置，且預(yù)留的空間大小需要滿足安裝、檢修、通風(fēng)、噪聲的要求。

通風(fēng)的要求：（1）熱風(fēng)能夠直接排到室外（有必要的排風(fēng)面積）；（2）室外溫度的風(fēng)能夠吸進(jìn)來（有足夠的進(jìn)風(fēng)面積）；（3）排風(fēng)不短路（即不回流）。

室外機(jī)盡量放在屋頂、地面等通風(fēng)良好的室外空間，當(dāng)放置在陽臺、設(shè)備間、避難層、凹槽、天井內(nèi)時(shí)，一定要精心計(jì)算、設(shè)計(jì)，通風(fēng)百葉、防水等相關(guān)事宜要提前與業(yè)主溝通，確保通風(fēng)順暢、檢修方便。

對于高層建筑，經(jīng)常遇到的是室外機(jī)分層布置時(shí)的熱壓問題。在高層建筑中，由于沒有足夠的屋頂面積等原因，不同樓層的室外機(jī)經(jīng)常放置在平面的相同位置上。在炎熱的夏天，這些設(shè)備通常都會同時(shí)運(yùn)行，由這些設(shè)備釋放的熱能將使周圍環(huán)境的空氣溫度上升，從而引起熱和空氣的自然向上流動，造成上部樓層的外部環(huán)境空氣溫度升高。有的建筑為了進(jìn)一步提高外立面的美觀度，會在空調(diào)室外機(jī)擺放處采用百葉遮擋，或要求室外機(jī)布置于建筑凹槽內(nèi)，這就導(dǎo)致空調(diào)室外機(jī)的通風(fēng)環(huán)境進(jìn)一步惡化。如需要有百葉遮擋時(shí)，建議采用下面的百葉做法，如圖3所示。

4.2 多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)劃分原則

每一臺室外機(jī)就是一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，不同朝向的房間宜劃分為一個(gè)系統(tǒng)，負(fù)荷不是同時(shí)達(dá)到最大，同樣更省電，更經(jīng)濟(jì)；使用時(shí)間有差異的房間宜劃分為一個(gè)系統(tǒng)，降低室內(nèi)機(jī)的同時(shí)使用率，系統(tǒng)的能效更高，效果更好；使用不頻繁的大空間房間宜單獨(dú)設(shè)置系統(tǒng)，如大會議室、多功能廳等。

圖3 百葉的做法

4.3 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)容量配比系數(shù)

大多數(shù)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)容量配比系數(shù)為50%～130%，即室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)相連時(shí)，室內(nèi)機(jī)總?cè)萘靠蔀槭彝鈾C(jī)額定容量的50%～130%。但設(shè)計(jì)過程中并不是容量配比系數(shù)越大越經(jīng)濟(jì)合理。空調(diào)系統(tǒng)的出力取決于室外機(jī)能力、系統(tǒng)內(nèi)所有室內(nèi)機(jī)能力兩項(xiàng)中較小者，配比系數(shù)可以達(dá)到130%，但并不是說整個(gè)系統(tǒng)的出力可以達(dá)到130%，系統(tǒng)基本上還是按照100%來出力的。因此，在同時(shí)使用率很高的條件下，配比率不宜過大，90%～110%為宜，100%最好。

《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施2009暖通空調(diào)·動力》中明確提出多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)配比率需參考同時(shí)使用率進(jìn)行容量配比，具體取值如表7所示。

表7 最大容量配比系數(shù)具體取值

5 結(jié)語

變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)技術(shù)含量較高，盡管不同廠家產(chǎn)品的技術(shù)要求不同，但設(shè)計(jì)依據(jù)和要點(diǎn)差別不大，均需考慮文中所述的注意事項(xiàng)，以給甲方提供合理的空調(diào)方案，保證多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。