空调室外机布置方式及空调方案的确定

某超高层住宅空调室外机布置方式及空调方案的确定摘要：分别介绍了某超高层住宅空调室外机的几种布置方式及住宅空调设计的两种方案：1）变频多联机系 统；2 ）风冷模块式冷水机组。对室外机布置形式及空调方案进行分析比较最终结论：每层设置一台空调 室外主机，错开分别放置于南北凹槽内，南北凹槽楼板每隔一层进行封堵的方式及变频多联机系统更加适 合本工程。1引言近年来，随着国民经济的大力发展，国内新建的住宅建筑，尤其在土地供应紧张的大中型城市，超高 层住宅已经成为一种趋势；考虑建筑立面造型、建筑美观等因素，如何合理布置空调室外机及选择合理的 空调方案有着重要的意义。本文结合某超咼层住宅建筑，谈谈超咼层住宅建筑空调室外机布置方式及空调 方案确定中的过程体会。2工程概况本工程超高层住宅位于珠海市前山桥西的南屏镇，由一栋58层商住楼和一栋58层纯住宅楼组成；1号 楼、2号楼的建筑总高度都为180.3m； 1号楼、2号楼标准层为每层十户，标准层建筑层高为3.0米，标 准层平面图如下图1：图1：标准层平面图3空调室外机布置方式及其分析3.1室外机布置方式本工程前期方案由德国某设计事务所设计，根据场地情况以及建设方理念，标准层设计形式为每层十 户的小户型，考虑立面造型、建筑美观等因素，建筑立面不能设置任何室外机，空调室外主机仅能设置于 各层平面的南北凹槽（凹槽外设置单层百叶）内。根据以上情况，现提供两种空调主机布置方式进行分析： 每层设置一台空调室外主机，错开分别放置于南北凹槽内，南北凹槽楼板每隔一层进行封堵；每层设 置两台空调室外主机，分别放置于南北凹槽内，南北凹槽楼板每层进行封堵；3.2分析风扇驱动冷却空气经过冷凝器翅片，带走由制冷剂释放的冷凝热。冷却空气的温度对空调机组的性能 有着显著的影响，室外机组的冷凝温度每升高一度，就会使空调系统的COP下降3%。如果冷凝温度长时间在45度左右，就会造成空调由于冷凝压力过高而停机。热泵式空调室外机组分层布置时影响机器工作环境的因素有两方面，夏季工况下机组排出的热气流 由于热压作用上升，被上层机组吸入部分热量，导致机组工作环境恶化；当存在多台室外机时，每层室 外机组之间同样会产生影响，机组容量越大，散热量越大。尤其当室外机组布置在比较狭小的空间时，随 着室外机组的运行，热量慢慢聚集，最终导致机组整体环境温度上升。机组的输出能力下降，严重时甚至 导致机组无法正常运行，因此，室外机组必须设置在气流畅通的空间，确保室外机排出的热量能够及时散 出，根据以上分析，我们排除了凹槽内不设置隔板而仅考虑设置支撑梁来放置室外主机的形式，如仅考虑 支撑梁，将从58层凹槽形成一个烟囱效应，上部室外机将长期处于较高环境温度下，会造成设备经常停机 无法使用。空调室外机布置方式一相比方式二而言，虽然系统走管较长，对系统选型须进行修正，但方式一隔层 封板，形成了一个高6米的室外主机空间，避免了机组周围的空气温度升高过多，而造成的效率降低，甚 至因过高的冷凝温度而导致的机组运行中断，有利于保证空调设备在高效下运行,减少了能源的消耗。因此，对于本工程室外机布置方式采用每层设置一台空调室外主机，错开分别放置于南北凹槽内，南 北凹槽楼板每隔一层进行封堵更为合适。4空调方案根据工程实际情况及上述分析，本工程每层设置一台空调室外主机，错开放置于南北凹槽（凹槽外设置 单层百叶）内，现提供两种空调方案进行比较（以一层标准层为分析对象）：4.1方案一：变频多联机系统（以下简称多联机系统）标准层每层选择一台20HP的多联机系统室外机作为空调冷热源，每个房间设置一个多联机系统室内 机侧送风,共设置20台室内机，新风系统由独立的法国爱迪士新风系统承担。夏季空调总耗电量为：16.3kW, 冬季空调总耗电量为：8.45kW。4.2方案二：风冷模块式冷水机组系统每层选择一台制冷量为：58kW，制热量为：60kW的风冷模块式冷水机组作为空调冷热源，冷水泵2台 （1用1备），每个房间设置一个风机盘管侧送风，共设置20台风机盘管，新风系统由独立的法国爱迪士 新风系统承担。夏季空调总耗电量为：21.9kW,冬季空调总耗电量为：13.6kW。5两种空调方案经济性比较分析5.1初投资比较（参考同一厂家报价）5.1.1方案一：室外机+室内机总造价大约为13万元。5.1.2方案二：室外机+室内机总造价大约为9万元。5.2运行费用比较根据珠海地区气候特性，夏季空调使用天数按照260d计算，冬季空调使用天数按照15d计算，电价按 照0.63元/kW.h计算，负荷同时使用系数按照0.71进行考虑。5.2.1方案一：多联机系统夏季运行费用：16.3x260x12x0.63x0.7=2.2万元；冬季运行费用：8.45x15x12x0.63x0.7=0.07万元；年运行费用合计：2.2+0.07=2.27万元。5.2.2方案二：风冷模块式冷水机组系统夏季运行费用：21.9x260x12x0.63x0.7=3.0万元；冬季运行费用：13.6x15x12x0.63x0.7=0.11 万元；年运行费用合计：3.0+0.11=3.11万元。5.3经济性比较综合上述分析，两种方案的初投资及年运行费用统计见表1：表1：两种方案经济性比较空调冷热源方案主要设备初投资（万元）年运行费用（万元）多联机系统122.27风冷模块式冷水机组系统93.116两种空调方案技术分析6.1多联机系统6.1.1主要优点（1）运行费用低。（2）管路尺寸小，设备体积小，占用较少的空间。（3）运转灵活、控制自由，系统可方便地与机电设备监控系统等相连，实现统一监控2。（4）室外机外型美观，运转噪声低，夜间部分负荷运行时噪声更低。（5）故障率低，室外机组无需专职运行维护人员，可节省运营成本。（6）无需膨胀水箱、水泵等设备，占地面积较小。（7）部分负荷情况下能效比较高，针对住宅部分负荷情况较多，可充分利用多联机此特性，让室 外主机常在高效下运行，节约能源，某型号的多联机负荷特性曲线如下图2：图2：多联机的负荷特性曲线6.1.2主要缺点（1）虽然多联机系统的故障率极低，但因管道内系统压力大，冷媒管线长、焊接点多、铜管质量 不稳定，施工人员素质参差不齐,仍存在冷剂泄露的可能性，一旦发生则较难处理。（2）冷媒管道较长时应对室内机进行修正。6.2风冷模块式冷水机组系统6.2.1主要优点（1）初投资较低。（2）室内管道内流动的是水，而且系统属于低压系统，不容易产生泄漏，即使万一产生泄漏, 也易维护2。6.2.2主要缺点（1）管道尺寸大，占用较多空间。（2）须设置水泵、膨胀水箱等设备，占地面积大且增加后期维护难度。（3）部份负荷情况下，主机频繁启动，对压缩机寿命造成较大影响。（4）对高档精装住宅，如发生水管泄漏对装修有较大影响，经济损失较大。7结语根据以上经济、技术分析，多联机系统在初投资方面较风冷模块式冷水机组系统高，但运行费用较低。 本工程为住宅建筑，结合考虑入住率、同时使用率等因素，多联机系统相比风冷模块式冷水机组系统的投 资回收期约为34年，且建设方想把本工程打造珠海市顶级精品住宅楼的做法，尽量减少客观影响因数（如 噪声、环境等），因此多联机系统更适合于本工程。在室外主机布置方面，室外机布置形式采用每层设置 一台空调室外主机，错开分别放置于南北凹槽内，南北凹槽楼板每隔一层进行封堵的方式更合适本工程。 参考文献：1 张蓓红，蔡龙俊住宅建筑空调负荷计算中同时使用系统的确定J.建筑热能通风空 调，1999,12（1）:14-172 陆耀庆实用供热空调设计手册（第二版）M.北京：中国建筑工业出版社，2008。