浅析多联机空调系统的设计及应用

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:滕天凤
[导读] 摘要:众所周知,多联机空调系统、空气源热泵空调系统是两种常见的空调系统,均有占地面积小、无需冷却塔、兼顾制冷制热等优点,在中小型公共建筑中应用广泛。
        珠海格力电器股份有限公司  珠海  519070
        摘要:众所周知,多联机空调系统、空气源热泵空调系统是两种常见的空调系统,均有占地面积小、无需冷却塔、兼顾制冷制热等优点,在中小型公共建筑中应用广泛。随着城市建设水平逐年提高,人们对于建筑环境,舒适性要求也随之提高,中央空调成为现代公共建筑中不可或缺的一部分,越来越多地出现在人们生活中。制定科学合理的设计和施工方案,对保证中央空调效果、提升建筑品质至关重要。
        关键词:多联机空调系统;设计;应用
        引言
        多联机空调系统、空气源热泵空调系统(以下简称热泵空调系统)是两种常见的空调系统,均有占地面积小、无需冷却塔、兼顾制冷制热等优点,在中小型公共建筑中应用广泛。据笔者了解,很多办公楼、医院等中小型公共建筑项目在选取空调系统类型时,经常在多联机空调系统与热泵空调系统之间犹豫不决。
        1空调系统设计和管理思路
        首先是合理选择多联机空调末端。结合房间精装修设计方案,合理规划气流组织,因地制宜选择适用室内机。办公室、会议室等房间配合局部吊顶选用风管式室内机侧面送风下部回风,且侧送风风口加长,接入新风风管,减少房间内风口数量,保持装饰面的完整性。侧送形式保证空调风在房间上部平缓出风,避免空调风直接吹在人员身上,增加舒适性。美术馆等展厅处装饰采用裸装喷灰,且顶面有展板支架划分空间,不利于风管布置,最终采用大功率四面出风天花板嵌入式出风口,可保证5m的送风。并且目前市场上的四面出风天花板嵌入式机型可方便对接遥控器,在展厅等对墙壁视觉效果要求较高的房间可用遥控器进行空调控制。行政办事大厅面积1500m2,层高5.7m,大面积采用彩色铝方通进行顶面装饰,且人员来往密集,声音嘈杂,对室内机效果及噪音要求较高。此处使用了大功率标准静压(薄型)风管式,连接风管做“下送下回”。经采暖季运行检验,用户反馈空调效果十分理想,且噪音控制较好。其次是优化能源计费以及集中控制系统划分。目前多联机空调系统大多需要提供配套的能源计费和集中控制系统,该部分一般由施工单位根据暖通图纸并结合产品技术要求进行深化设计。因此在暖通空调设计时,不仅要考虑前期的物理划分,还要保证后期控制系统的逻辑划分合理,方便物业控制监管。
        2多联机空调系统施工管理要点
        2.1设计选型
        水源多联机空调系统及集中送排风系统按功能划分为高低区两套系统,低区为3~10层,高区为11~23层。每套系统由水源多联机空调主机+夏季闭式冷却塔+板换+低噪型风冷螺杆式热泵机组+公共水环路组成。低噪型风冷螺杆式热泵机组提供新风冷热源及冬季采暖热源,空调冷冻水供/回水温度:7/12℃,采暖供/回水温度:40/45℃。水源多联机空调系统冷却系统(由于水冷系统造价比风冷系统高20~40%,且主机换热器对水质要求较高,为了更好地保护水源多联机空调主机的换热器)因此冷却水系统只有以下两种选择:①开式冷却塔+板换+循环泵———初投资低,但占地面积较大,系统维护复杂;②闭式冷却塔+循环泵———初投资略高,系统集成度高,维护简便,且能有效避免外来杂质对主机换热侧的堵塞,腐蚀管道和设备,造成能耗增加,换热效率下降。结合该项目的实际情况:空调设备安装空间有限,因此采用闭式冷却塔+循环泵。办公楼同时设置新排风系统:为了节约能源,办公新风、排风采用转轮热回收组合空调箱集中送、排风;高区转轮热回收组合空调箱设于屋面空调机房内,低区转轮热回收组合空调箱设于地下一层空调机房内。


        2.2多联机系统合理配比技术
        根据整个空调系统室内机的同时使用系数和同时开启系数,对整个空调系统的室内外机配比进行合理配置,既能保证室内温度的同时又能更好的减少能源的消耗。即每个单独项目都是单独的项目个体,每个单独的空调系统都是专为每个项目的针对性方案和设计。
        2.3空调室内机冷凝水系统的利用
        空调在制冷过程中会产生大量的冷凝水,冷凝水中含有较大冷负荷。一般情况下冷凝水会作为废水排至雨水管或者排水管,造成冷负荷的流失。如果在安装过程中,将冷凝水集中汇至室外机翅片上,冷凝水中的冷负荷会直接给室外机降温,将冷凝水的冷负荷传递给室外机,进而间接传递给房间室内,增大了室外机的输出能力,节约了电能,通过改变室外机工况增加了室外机的制冷载荷。
        2.4顶板辐射+置换通风双冷源空调模型
        以某别墅为例进行分析。某别墅为两层,建筑总面积为264m2,其中一层层高3.5m,二层3.2m,空调面积为154m2。主要包括卧室、客厅、娱乐室、餐厅、厨房等房间,围护结构的基本信息如下:外墙构造:75mm聚氨酯挤塑板(外侧)+150mm钢筋混凝土。内墙构造:200mm加气混凝土砌块。楼板构造:200mm钢筋混凝土。屋顶构造:100mm聚氨酯挤塑板(外侧)+200mm钢筋混凝土。地板构造:30mm聚氨酯挤塑板(外侧)+150mm钢筋混凝土。外窗构造:6mmLow-e玻璃(外侧)+12mm空气层+6mm普通玻璃。本文的双冷源辐射空调系统,是新一代节能空调系统技术。通过在空调末端中采用温湿分控技术,同时在冷源中最大限度地使用高温冷水机组或各种自然冷源,可以使空调系统的夏季综合能效得到显著提高,室内空气品质和环境舒适度得到显著改善。一般与别墅配套的空调系统,不但要求能够提供高舒适的居住空气品质,还要满足在档次、个性、静音、节能等方面的要求。本模型系统采用两台地源热泵组成双冷源系统,一台热泵机组出水温度18℃,承担室内显热负荷及新风负荷。另一台热泵机组出水温度7℃,供新风机组深度除湿,承担室内湿负荷。气流组织的形式采用置换通风。毛细管辐射空调系统是一种可代替常规中央空调的新型节能舒适空调。系统以水作为冷媒载体,通过均匀紧密的毛细管席辐射传热。由于该系统所需的夏季冷冻源供水温度只需16℃-19℃供回水温度,冬季只需32℃-30℃供回水温度,热泵COP较高,大大低于常规水空调夏季7℃-12℃和冬季45℃-40℃供回水所需的能耗,因而系统更的节能。本系统模型使用EnergyPlus中的WaterHeater:HeatPump模块及ZoneHVAC:LowTemperatureRadiant:VariableFlow模块。
        结语
        总而言之,在现代公共建筑中,变制冷剂流量多联机空调系统作为中央空调的重要构成,发挥的作用不容小觑。在空调设计施工中,需要严格遵守中央空调的设计标准,将设计过程中的关键点良好掌握,使中央空调设计、施工更加科学规范,保证公共建筑品质。
        参考文献:
        [1]民用建筑供暖通风与空调调节设计规范:GB50736-2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
        [2]公共建筑节能设计标准:GB50189-2015[S].北京:中国建筑工业出版社,2015.
        [3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社,2007.
        [4]龚伟申,成恒生.风冷热泵与多联机在学校办公楼的应用比较[J].制冷空调与电力机械,2009(2):71-73.
        [5]徐昆仑.低湿对人体舒适感影响的实验研究(硕士学位论文)[D].重庆:重庆大学,2016:80-94.
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