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1、1户式中央空调系统在节能住宅中的应用济南市房地产开发总公司设计院 王亚兰内容提要 通过工程设计与运行实例，总结分析了户式中央空调系统应用于高档节能住宅中的特点，以及设计中应注意的 问题。 结合实际工程具体分析了 该系统的优点与不足。同时对目前常用的几种空调系统进行了经济技术比较与分析。结果表明：户式中央空调作为家用小型空调系统，具有明显的 优势。关键词 户式中央空调 节能住宅 风冷式冷水机组1 工程概况户式中央空调系统是近几年来随着市场需求逐步发展起来的一个“ 小型化独立空调系统” 。该系统由主机、末端设备和管路循环系统组成。本工程采用此系统主要有以下几方面的因素：（1）没有位置放置大型冷却塔
2、和冷却水池；（2）不需设专用制冷机房，减少设备用房；（3）在保温性能好的住宅中使用可以确保空调效果；（4）采用该系统有利于设计、施工以及用户的运行管理。1.1 建筑概况本工程地处济南市四季花园节能示范住宅小区，其中有 2 栋小高层采用了户式中央空调系统。建筑面积约 2 万平方米，地上 11 层，层高 3 米。建筑围护结构主体墙采用导热系数较小的加气粉煤灰砌块,外围护砌体及梁柱部位均采用欧文斯外保温，建筑物的外门窗及外封阳台采用传热系数较小的单框中空玻璃铝合金窗，屋顶采用硬发泡聚氨脂保温，本建筑完全满足了建筑节能 50%要求。1.2 设计参数济南室外计算干球温度：冬季空气调节温度-10 0，夏季
3、空气调节温度 34.80；室外计算湿球温度 26.70；室内计算温度：夏季客厅、餐厅 250，主卧室、次卧室、北书房270；冬季各房间均为 200。夏季供回水温度 7/120（冷水机组提供） ；冬季供回水温度60/500（集中热源换热器提供） 。1.3 风冷式冷水机组的性能及特点本工程采用单相涡旋风冷式冷水机组。机组总功率为 3.6KW，制冷量 9.5KW。机组性能系数（名义工况下）COP=产冷量(KW)/制冷系统的轴功率(KW)=2.64。噪声 61 分贝。机组的外型尺寸：长 X 宽 X 高=850x500x1800(mm) 。其特点： 1）主机采用斜上排风，可以避免季节风的影响；2）体积小
4、，功能全，占用空间少，整机便于安装，提高了施工效率；3）室外一台主机能较好的与主体建筑和谐统一，建筑立面整齐、美观；4）控制系统先进，可以实现手动、自动、网络控制，主机与风机盘管联锁运行；5）制冷效能较高，降温速度快。22 户式中央空调系统分析及其设计要点2.1 户式中央空调系统分析2.1.1 系统优点户式中央空调系统虽然采用了冷热两套设备，但彻底解决了风冷热泵冬季受室外气温影响供暖能力不足的问题，确保了冬、夏两季供热与制冷的质量，末端设备也得到了充分利用。夏季是以家庭为单元的小型化空调系统，独立性、灵活性、自主性强，完全可以适应用户的个性化要求。减少了公用设备辅助用房，即制冷机房和附属设备（
5、冷却塔、软化水及定压设备） ，降低了土建投资。安装、维修较为方便。便于室内设备安装与高档装修有机的结合起来。节能效果显著。通过土建与空调设备的两方面节能，能耗仅为机组总功率的二分之一。2.1.2 存在的问题本系统由于采用自然补风，无法进行加湿、除湿处理，舒适性自然要受影响。冬季热风从上部吹出来，处在活动区的人不是处于最佳温度地带。系统的设计一般是按满负荷选配主机，而夏季大部分用户是在设计负荷 60%左右的状态下运行，无法进行有效的调节，不如变频空调运行经济，容易形成大马拉小车的情况，造成主机频繁启动影响使用寿命。此外该系统初投资较高（详见表 1） 。表 1 户 式 中 央 空 调 设 备 价
6、格2.2 设计要点本工程每户建筑面积 156 平方米，三室二厅双卫生间。采用风冷式冷水机组，自动补水阀定压，双管制水系统。房间末端设备配置见表 2。夏季由冷水机组提供户内制冷，冬季接集中供热采暖。在设计时重点考虑了以下几方面的问题：（1）协调解决设备与建筑的矛盾。注重了主机与建筑物立面有机的结合，将主机安装在北向次卫生间外专设的抬板上，并设有地漏集中排水，即不影响主立面的造型又不污染外装饰。在住宅中由于受层高的限制，不易实现送新风系统，故采用自然补风，这样处项 目名 称 选用设备 数 量（台） 单 价（元） 合 计（元）FP-03 1 1097 1097风机盘管FP-02 4 960 3840
7、室外冷水机 YMAC010CA 1 26700 26700控制器 液晶控制器 5 156 780总 价 3500（主材费）+4500（人工费）+32417（设备总费）= 40417每平方米造价 282 元/m 23理即可以节约能源，也不受层高的影响。室内末端设备（风机盘管及管道）与内装修统一协调考虑，在装风机盘管的地方，结构已事先作了处理，去掉了过梁，尽可能提高吊顶的高度，设备全部集中暗装在局部吊顶里，对室内的层高不产生影响。凝结水管就近接入卫生间排放，保证了管道的排放坡度，又有利于提高吊顶高度，设备完全不占用地面有效面积。表 2 标准户型主机与末端设备选型配置（建筑面积 156m2）项 目房
8、间名称设计温度（ 0）冷负荷（W）风机盘管（型号）客厅 25 3366 FP-03餐厅 25 1792 FP-02主卧室 27 1520 FP-02次卧室 27 1340 FP-02北书房 27 1263 FP-02（2）精心设计气流组织。设单侧上送风、上回风口，控制风速 2.5m/s。对于夏季制冷，冷空气向下流动，热空气向上流动，形成了冷热气流的合理流向，使活动区处在较佳的送风温度区域。（3）充分考虑建筑节能。由于在建筑设计时充分考虑了建筑节能，提高了外围护结构导热热阻，房间蓄冷能力较强，每平方米建筑制冷量仅为原来的 60%，主机和末端设备总功率明显可以减少 30%，再配合先进的控制系统，节
9、能效果非常可观。（4）做好系统水力平衡。由于冬季采暖是接集中管网，采用的是下供下回并联异程式系统。设计时尽可能减少立管阻力，沿程比摩阻控制在 30-60Pa，适当增大用户的系统阻力，每户不平衡率控制在 10%以内，明显提高了每层系统的调节能力。众所周知当垂直高度一定时，重力压头的大小主要是受供回水温度（密度）差影响，产生的重力压头为P=h*( 50- 60)= 1593Pa，远远小于用户的资用(作用)压头，故重力压头对本系统的垂直失调影响甚微。而水平静态平衡在设计时已控制在 15%以内，动态平衡靠每组立管下端的动态压差阀自动调节平衡。 （5）选用先进的控制设备。主机和风机盘管控制器均采用了电子
10、液晶控制器，用户可根据自己的需要设定房间温度，与主机联动，自动控制开、停机的时间。3 系统运行的能耗性价比分析工程竣工、验收合格后，业户已先后入住。通过对部分用户夏季运行情况的调查了解，该空调系统达到了设计使用要求。系统运行经济可靠。用户反馈的主要信息如下：（1）耗电情况：室外气象温度 360，室内各房间的温度：客厅、餐厅 250，主卧室、次卧室、北书房 270。每日开机时间 10h/d，耗电 15 度/d，日费用 15*0.52=7.80 元。按490 天运行时间计，90*7.80=702 元，702/143=4.9 元/m 2d。（2）制冷情况：制冷迅速，开机 10 分钟后既可达到设定温度
11、。（3）系统控制情况：主机、风机盘管参数设定、温度调节简单方便，自控能力强。（4）噪音情况：风机盘管高速运行时，可听到微弱的送风声；风机盘管低速运行时，基本听不到送风声，用户比较满意。以下通过对其它各种空调系统的性能对比，也可以清楚的了解到户式中央空调系统的优、劣。常用的几种空调系统性能价格比较见表 3。表 3 各种空调系统性价比较空调方式项目 大型中央空调 管道机 家用空调 户式中央空调空气处理能力 好 差 差 好室内空气品质 好 一般 一般 较好室内环境噪音 低 较高 较低 低初投资 多 较少 少 较多运行费用 大 较大 少 少系统寿命 15 年 7-10 年 5-7 年 15 年设备 复
12、杂 简单 简单 较简单系统维护量 大 少 少 较少4 结语综上所述，户式中央空调作为家用小型系统其优势是明显的。该系统具有小巧的主机体积，灵活的安装形式，先进的控制系统，与主体建筑更好的有机结合。在保温性能好的住宅中使用节能效果显著。但因其初投资较高，适合在高档节能住宅中应用，尤其是在黄金地段，当住宅小区中无法实施大型中央空调系统时，该系统是较为理想的优选空调方案之一。但该系统还处于不断探索和完善阶段，有诸多不足之处。如在设计时是否可以考虑适量补充新风问题，采用圆形风管以便提高吊顶的高度；配主机可否按 80%的设计负荷选用，以避免大马拉小车等问题，还有待进一步探讨。参考文献1 陆耀庆.供暖通风设计手册M.北京：中国建筑工业出版社，1987.2 电子工业部第十设计研究院.空调工程设计手册M.北京：中国建筑工业出版社，2000.
