空调设计论文：空调结构的工程策划原理解析范文

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作者：李卫华单位：中国纺织工业设计院

系统分区

多联机空调系统设计中最重要的一步便是系统划分，系统划分的合理与否将会影响到多联机空调系统的能耗水平、运行稳定性和管理方便性。

就本工程而言，可以有2种不同的系统划分方案：方案一将每层划分为一个系统；方案二将东向和西向的房间分别设置系统。2个方案的比较结果列于表2。表2中制冷剂管等效长度指最远端室内机至室外机间的气体配管长度与分歧管等效长度（Y型分歧管按0．5m计算）之和（忽略弯头的等效长度）。方案一的制冷剂管等效长度、内外机间高差、室内机间高差等参数明显优于方案二。

《规程》3．4．2条款指出，当室内机组运行工况一致，且负荷变化较为均匀时，多联机空调系统在40％～80％负荷率（部分负荷）范围内，具有较高的制冷性能系数。即多联机空调系统设计时应进行合理的分区，尽可能保证同一空调分区内各室内负荷变化的均匀一致性，以提高多联机系统的运行性能。尽管从表1可以看出东向房间与西向房间的负荷变化规律有一定差异，理论上方案二更有利于提高多联机系统的运行性能，但是从客房的使用角度考虑，各台室内机开关时间的随机性及参数设定的差异性导致室内机组运行工况并不一致，因此就客房的运行特点而言，方案二比方案一负荷变化均匀的优势并不太明显。综合考虑客房经营管理的方便性，本工程按方案一进行系统分区。

设备选型

多联机空调系统的设备选型需要经过试算与校核过程，其具体步骤如下：1）根据各房间室内计算负荷初步确定满足要求的室内机额定制冷量；2）根据同一系统内同时运行的室内机制冷量总和选择相应的室外机额定制冷量（室内机确定不同时使用时，系统内所有室内机与室外机的容量比不宜超过130％）；3）按照设计工况对室外机的制冷能力进行温度、配管长度和高度差、融霜（制热工况时）等修正；4）利用室外机修正结果对室内机实际制冷能力采用公式（1）进行校核计算：5）如果由式（1）计算的结果小于房间的计算负荷，则重复上述2）～4）步重新选择室外机容量。

若冬季采用多联机热泵系统进行制热，还需要对其制热工况进行校核计算（步骤同上）。以某多联机品牌的设计选型手册为依据，将选型计算结果列于表3。屋顶冷负荷的存在使顶层的计算负荷加大，因此室内机310～316的选型规格也相应加大。查设计选型手册，系统1～系统3的温度修正系数为1．05（室外空调计算干球温度33．2℃，室内湿球温度20℃工况时），配管修正系数（考虑制冷剂管等效长度和室内外机间高度差综合因素）分别为0．92，0．915和0．90。从计算结果可以看出，虽然是同样规格的室外机，但是随着配管不利因素影响的加剧，修正后室外机制冷量及制冷性能系数也明显减小。实际工程中，设计人员往往忽视了这点，不考虑配管因素的影响而将多套系统的室外机简化选为同样规格的设备，导致系统运行时出现了制冷（热）不足的现象。

值得一提的是，上述步骤中第2）、4）和5）点与传统空调的设计存在较大的差异：传统设计是按整个建筑（空调系统服务区域）逐时负荷的最大值确定冷水主机容量，且不需要对风机盘管进行类似的校核。但是，这一点并没有引起相关人员的足够重视，笔者曾在送审过程中遇到审图人员要求按系统分区的逐时负荷的最大值选择室外机的经历，理由是按照《公共建筑节能设计标准》5．1．1条款：必须进行逐时冷负荷计算以避免由于总负荷偏大导致装机容量偏大的现象。

《中国建筑节能年度发展研究报告2008》也提出室外机容量应根据所服务区域逐时负荷的最大值进行选择。显然，这些观点都是受传统空调设计模式的影响而产生的。事实上，基于制冷剂在压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器四大部件内的耦合作用的前提下，多联机空调系统通过协同控制电子膨胀阀与压缩机使进入室内机的制冷剂流量不仅要适时地满足室内负荷的需求而且要与循环总流量相平衡。与传统中央空调相比，多联机空调系统的集中控制技术要困难得多，目前的技术水平还达不到在制冷循环稳态运行的情况下精准地按需分配制冷剂的程度，因此多联机空调系统的设备选型需遵循其自身的独特设计方法。

施工图深化设计

《规程》3．1．6条款指出：多联机空调系统的施工图设计可分2个阶段，且应符合《建筑工程设计文件编制深度规定》（以下简称《规定》）的要求。

然而，《规定》并未针对多联机空调系统的设计特点做特殊的规定。因此，设计、审查人员在具体操作中仍然“无法可依”。建议第一阶段的施工图设计应按系统分区注明制冷剂管等效长度、室内外机高度差、修正后室外机容量（性能系数）等关键参数，并将这些参数作为审查单位进行节能审查的重点考量对象。这样就可以避免第一阶段设计时系统分区过大、设备选型不合理等现象的发生，从而保证第二阶段设备供应方深化设计的正确性。

结束语

相比传统空调系统的设计，在做多联机空调系统设计时，尽管不需配管、不需考虑水系统的水力计算和水力平衡，但是需要更多地结合建筑功能优化系统分区，需要按系统分区分别反复试算进行设备选型，需要判断各系统满负荷时的性能系数是否满足《规程》规定的不低于2．80的要求。因此，多联机空调系统的设计有其鲜明的特点，不能照搬传统空调的设计方法。