華亭嘉園蒸發(fā)式家用中央空調(diào)系統(tǒng)設計

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

摘要：介紹該建筑家用中央空調(diào)系統(tǒng)設計，說明了蒸發(fā)式家用中央空調(diào)系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢，并闡述了個人對家用中央空調(diào)系統(tǒng)設計上的一些觀點。

關(guān)鍵詞：家用中央空調(diào)系統(tǒng) 蒸發(fā)式空調(diào)機組

1 工程概況

華亭嘉園地處北京市健翔橋，是華遠房地產(chǎn)公司開發(fā)的集高檔公寓、寫字樓、會所為一體的綜合性建筑小區(qū)?？偨ㄖ娣e近30萬m2，其中共有公寓樓六座， 28層，層高2.8m,是北京地區(qū)最早大規(guī)模采用戶式中央空調(diào)的公寓類建筑。公寓總戶數(shù)約1200戶，單層的戶型面積以150-250平米為最多,部分復式戶型面積在300平米左右。建筑外立面不允許掛任何室外機。

建筑外墻內(nèi)保溫做法：260mm厚鋼筋混凝土墻+10mm空氣層+60mm聚苯板,外窗為中空玻璃鋁合金窗。

2 室內(nèi)空調(diào)設計溫濕度

3 蒸發(fā)式家用中央空調(diào)機組的主要特點

蒸發(fā)式機組是對風冷冷水機的風冷冷凝器進行改進，采用蒸發(fā)式冷凝器，主要是靠水蒸發(fā)帶走熱量，形式上介于風冷和水冷之間，能效比3.5~3.9，其外排風量僅為風冷機組的1/10，具有外排風口小、機組噪聲小、節(jié)能、可回收冷凝水、不破壞建筑外立面等特點。該機組可放置在室內(nèi)封閉空間內(nèi),也可室外放置。

4 空調(diào)系統(tǒng)設計

4.1 空調(diào)系統(tǒng)形式：

各戶室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)為風機盤管水系統(tǒng)，冬夏共用。夏季由各戶內(nèi)的蒸發(fā)式空調(diào)機組提供7/12℃冷水，冬季由小區(qū)鍋爐房提供空調(diào)熱水。

4.2 空調(diào)負荷計算

采用專業(yè)空調(diào)軟件進行負荷計算，外墻傳熱系數(shù)k=0.95(夏), k=1.1(冬), 外窗傳熱系數(shù)k=3.9,樓板傳熱系數(shù)k=2.72,隔戶墻傳熱系數(shù)k=2.32,計算戶的上下戶只考慮有一戶無人，即僅計算地面或頂棚一面的傳熱負荷, 空調(diào)冷負荷考慮了70%的同時使用系數(shù) 。下表為某座標準層空調(diào)負荷的計算結(jié)果：

根據(jù)計算結(jié)果統(tǒng)計，按套內(nèi)建筑面積，空調(diào)冷負荷指標為50~70W/m2, 熱負荷指標為60~100W/m2。

4.3 設備選型和布置

4.3.1 空調(diào)機組：

確定空調(diào)機組型號大小是戶式(家用中央)空調(diào)系統(tǒng)設計的最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，空調(diào)機組的價格占整個空調(diào)系統(tǒng)造價的50%左右，其配電容量對整個小區(qū)的變配電系統(tǒng)有著決定性的影響，對住戶的運行費用的多少也很有關(guān)系，應從使用效果和初投資、運行費用幾方面綜合考慮，首先是利用專業(yè)軟件計算各戶的空調(diào)冷負荷，再考慮一定的同時使用系數(shù)(0.7)，確定該戶型的設計冷負荷，根據(jù)此負荷確定機組型號，如套內(nèi)建筑面積152平米的戶型,選用了一臺型號為LSZ9.1(制冷量9.1kW)的機組,由于蒸發(fā)式機組性能穩(wěn)定，幾乎不受外界溫濕度影響，因此不考慮富裕量。

空調(diào)機組布置在起居室或廚房外的封閉陽臺上，在機組側(cè)面的外墻上開小百葉窗，百葉窗室內(nèi)側(cè)用鍍鋅板封住，在板上開兩個260x300的方洞作為空調(diào)機組的進、排風口，并設可關(guān)閉風閥(冬季用)，空調(diào)機組排風口到百葉窗排風口采用鍍鋅鐵皮和帆布連接。為了進一步降低空調(diào)機組噪聲可能對用戶的影響，一般是采用中空玻璃把機組空間和室內(nèi)其他空間隔開。

4.3.2 風機盤管：

風機盤管選擇某名牌廠家的超薄型臥式暗裝型，厚度僅228mm,風機盤管型號是參照廠家樣本上的性能參數(shù)表，取供水溫度8℃，回風24℃，中檔風量，水流量低檔時的制冷量進行設計選型。風機盤管安裝是采用貼頂?shù)跹b，直接用膨脹螺栓吊掛，吊點連接處加10mm橡膠墊。風機盤管盡量布置在廚房或衛(wèi)生間、走廊等次要房間的吊頂內(nèi)，盡可能保證主要房間的空間感較好，避免室內(nèi)出現(xiàn)復式吊頂，只是起居室一般是有較低的吊頂?shù)?。對于有些面積較小，室內(nèi)不便放置風機盤管的房間，將風機盤管放在門外走廊上，一種是采用側(cè)送、側(cè)回，用回風道把回風口與風機盤管直聯(lián);另一種是將送風口和回風口做到一起，稱之為復合式風口，采用吊頂回風，風機盤管回風吊頂空間與室內(nèi)其他的吊頂空調(diào)要隔開。廚房設風機盤管，風機盤管吊在廚房或附近吊頂內(nèi)，從廚房外回風；衛(wèi)生間不考慮夏季供冷。

4.4 室內(nèi)水系統(tǒng)設計

室內(nèi)采用異程兩管制水系統(tǒng)，供回水管采用熱鍍鋼管，冷凝水管采用PVC塑料管，水管保溫采用20mm厚聚乙烯套管，外包白色塑料膠帶。系統(tǒng)補水口在空調(diào)機組上，采用自來水補水，在補水管上設有過濾器和電動補水閥(受安裝在給水管路上的電接點壓力表控制)。空調(diào)回水管上設有橢圓型囊式膨脹罐，解決系統(tǒng)夏季膨脹問題。在空調(diào)機組回水立管上設有自動排氣閥，風機盤管是系統(tǒng)最高點，采用其自帶放氣風門排氣。空調(diào)冷凝水管引致就近衛(wèi)生間排水，豎向管道沿墻暗埋。冷凝水管是系統(tǒng)最低點，由它限制吊頂?shù)母叨?，走廊和起居室局部吊頂處吊頂高?.25m,廚房2.3m,臥室無吊頂。

4.5 冬季供熱系統(tǒng)設計

小區(qū)鍋爐房提供的熱水是90/75℃，進入各樓的地下室后分為兩路，一路直接供給帶外窗衛(wèi)生間的散熱器，另一路是和系統(tǒng)回水混合后，供給風機盤管水系統(tǒng)，通過電動旁通閥和二次提升泵控制供水溫度在60℃。

4.6 空調(diào)系統(tǒng)配電:

空調(diào)機組電源采用380V，單設三相電表計量空調(diào)機組用電，空調(diào)配電箱設在空調(diào)機組附近的陽臺內(nèi)墻上，配電箱內(nèi)有三相電表、空氣開關(guān)和聯(lián)動繼電器,風機盤管電源取自該配電箱。

4.7 空調(diào)系統(tǒng)控制：

4.7.1 空調(diào)機組啟停控制是采用兩種方式，一種是機組面板就地控制，另一種是采用室內(nèi)溫控開關(guān)聯(lián)動控制。聯(lián)動控制的功能：任一個溫控開關(guān)開（風機盤管開），空調(diào)機組啟動（主機啟動按鈕必須已按下），當所有溫控開關(guān)關(guān)閉，空調(diào)機組停機，即在夏季只需對空調(diào)機組的啟動按鈕操作一次，以后無需用戶對主機直接操作。

4.7.2 空調(diào)機組可根據(jù)回水溫度（一般設定在12℃）控制機組壓縮機啟停，目前市場上戶式冷水機組主要是采用壓縮機啟?？刂疲瑏磉_到節(jié)能控制的目的?？照{(diào)機組自帶低溫保護、缺水保護、高低壓保護等功能。

4.7.3 室內(nèi)溫度控制：原設計所有房間是通過溫控開關(guān)控制風機盤管回水管上的電動二通閥通斷，來控制室內(nèi)溫度在設定范圍。后在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，當只有一兩個風機盤管運行時，系統(tǒng)流量過小，空調(diào)機組容易低溫保護，因此在調(diào)試時把戶內(nèi)一半左右的電動二通閥去掉，采用無閥溫控開關(guān)自動控制風機盤管三速運行來控制室溫。

5 空調(diào)系統(tǒng)實際使用效果：

該項目A、B、C三棟樓采用了蒸發(fā)式空調(diào)機組，D、E、F三棟樓采用了風冷冷水機組，項目于1998年開工，2000年六月調(diào)試使用，已運行了四個空調(diào)周期，空調(diào)系統(tǒng)總體運行良好,建筑外立面很好的保持了建筑師的設計效果。

下面為2002年8月22日對其中三戶 室內(nèi)溫度測試的結(jié)果（單位：℃）

冬季對用戶室內(nèi)溫度測定，其溫度都能夠保證在18~22℃之間。

空調(diào)系統(tǒng)運行費用統(tǒng)計結(jié)果，對于居住使用每年空調(diào)費用在8~14元/m2,對于辦公使用在14~18元/m2,而風冷機組運行費用在11~18元/m2和18~24元/m2，較風冷機組可節(jié)省30%~40%的運行費用。(注：由于公寓空調(diào)按居住設計，辦公使用其室內(nèi)空調(diào)效果略有不足)

6 結(jié)論:

戶式中央空調(diào)相對于常規(guī)大型中央空調(diào)設計而言，要相對簡單得多，但設計上的差異性，需要設計人員在實踐中去認真總結(jié)，我們的經(jīng)驗主要是：

6.1 室內(nèi)負荷計算同時使用系數(shù)的考慮：對于純住宅項目，同時使用系數(shù)考慮0.7~0.8是比較合適的，而對于商住類的項目，只能按100%考慮了。

6.2 室內(nèi)溫度控制：采用無閥溫控開關(guān)根據(jù)測量溫度與設定溫度差值，自動控制風機盤管風機的高中低三檔運行，即戶式中央空調(diào)多采用定流量系統(tǒng)。而大型中央空調(diào)常采用水泵臺數(shù)調(diào)節(jié)加壓差旁通控制的變流量系統(tǒng)，風機盤管一般都帶電動二通閥，溫控開關(guān)和電動閥主要使用霍尼韋爾、江森、西門子等國外名牌廠家的產(chǎn)品。戶式中央空調(diào)室內(nèi)溫度控制的特點，使得國內(nèi)溫控開關(guān)生產(chǎn)廠家出現(xiàn)了一線機會，個別國內(nèi)企業(yè)正抓住了這個機會，得到了一定的發(fā)展。

6.3空調(diào)機組形式及布置:對于高層建筑經(jīng)常有選擇風冷機組并設計在凹槽內(nèi)的，由于風冷機組排風量較大，在凹槽內(nèi)極易形成熱島效應，即越往高處，室外溫度越高，機組進風溫度高，這會造成高層用戶空調(diào)機組制冷量的顯著下降，甚至會影響到機組的正常運行，風冷機組一定要注意要通風良好，有利于排熱的擴散。蒸發(fā)式機組由于排風量較小，僅為風冷機組的1/10，可以在室內(nèi)安裝，其布置通風問題較次，主要是要考慮，如何把進風口和排風口在外立面上處理得更美觀的問題。戶式中央空調(diào)機組一定要考慮機組檢修和更換的方便，有些工程按分體空調(diào)的思路去設計，把戶式空調(diào)機組也放到室外平臺上，人只能通過窗戶上平臺，機組檢修成為很危險的事，而且機組的更換難度就更大了。建議要給戶式中央空調(diào)機組留有更換通道。

6.4 戶式中央空調(diào)的新內(nèi)容和新材料的應用：用結(jié)合新風除濕系統(tǒng)的冷熱輻射地板或頂板替代傳統(tǒng)的空調(diào)末端; 采用PP-R等新興塑料管材替代鍍鋅鋼管也正成為趨勢; SARS病毒促進了帶有新風過濾功能的熱回收新風機在住宅建筑中的大規(guī)模使用;另外通過加濕器廠家的努力，并使之與新風系統(tǒng)或風機盤管等空調(diào)末端設備結(jié)合，使得北方地區(qū)冬季加濕變得較易實現(xiàn)，且更為可靠; 自動補水閥(替代電接點壓力表和電動水閥)和只排氣不跑水的自動排氣閥的使用，也增加了系統(tǒng)的可靠性和維護的方便性。

6.5 帶外窗衛(wèi)生間冬季采暖問題：在設計上是較為頭疼的問題，常見的有三種做法：一是加散熱器，直接接入60℃空調(diào)熱水，能保證房間溫度不過低；另一種是采用風機盤管， 適合于面積較大的衛(wèi)生間；第三種是采用電加熱器。我們目前提供另外一種設計考慮，采用金屬輻射頂板，其優(yōu)點是可直接利用60℃空調(diào)熱水，室內(nèi)溫度效果很好，不怕衛(wèi)生間的潮氣，也無循環(huán)空氣，不占用室內(nèi)面積。

6.6 冷凝水管坡度問題：風機盤管系統(tǒng)限制吊頂高度的主要因數(shù)就是冷凝水管的坡度，在實際安裝中原國家規(guī)范要求的1%坡度很難保證，一般是保證風機盤管集水盤到水平管道有30~40mm的高差，冷凝水主管道按不小于0.3%的坡度安裝，在使用中可不出現(xiàn)任何問題。