戶式中央空調的選擇和應用

孫 韜 陳俊明

21世紀,我國城鎮居民已進入小康生活。而在全面建設小康社會的進程中,對住房的要求也從滿足基本生存需要,實現向舒適性的轉變,基本做到“戶均一套房,人均一間房,功能配套,設備齊全”。人們對居住環境舒適性的要求,使得戶式空調迅速普及,尤其是在氣候炎熱和夏熱冬冷的區域,一戶擁有多臺空調的家庭已不在少數。而隨著大面積、多居室、別墅群等高檔住宅的大量建造,戶式中央空調以其卓越的性能成為業主和設計師的首選。

1 戶式中央空調的優勢

1)舒適及衛生可靠性。戶式中央空調可以對每個用戶設立循環風處理系統和新風處理系統,同時滿足用戶對溫度和新鮮度的要求。另外,戶式中央空調是每個用戶獨立使用的,與大型中央空調相比,不會產生用戶間空氣的相互流動,增加了處理氣體的衛生可靠性。2)便于分戶計量。戶式中央空調可以使用市網供電或采用燃氣以及地熱、太陽能等低位熱源,平均能耗雖然比大型冷水機組高,但比傳統的房間空調器節能,更重要的是便于分戶計量。尤其在冬季,使用熱泵技術的空調器對空調房間供熱可以減少安裝單獨供熱系統的投資,計費也比集中供熱系統靈活。3)美觀。戶式中央空調多種規格的室內機選擇可以與室內裝飾緊密結合,營造雅致宜人的室內環境效果;而室外機挑臺布置可與建筑設計同步考慮,融入建筑整體效果或盡量避免對建筑景觀的影響,從而免除傳統空調器制冷劑連接管路暴露并懸掛在室外半空而造成的不雅觀的問題。

2 戶式中央空調的選擇

2.1 可變冷媒直接蒸發式一拖多系統

變頻一拖多系統采用了壓縮機變頻與冷媒流量分配技術,突破了傳統家用空調一拖一、一拖二的限制,擴大了使用的范圍和靈活性,節能效果顯著。舒適性較好,安裝方便。

超級家用多聯VRV系統簡稱家用VRV系統,分單冷型和冷暖熱泵型兩種,分別由1臺室外機和2臺～7臺室內機組成。適用住宅規模從100 m2到200 m2,住宅形式從普通多居室到別墅、躍層式住宅,應用場合從一般居室到100 m2左右的大客廳。除普通的掛壁型室內機,家用VRV系統可采用部分商用空調室內機如天花板式嵌入型、天花板嵌入風管連接型,使住宅中可供選擇的室內機形式更多。一拖多系統氟利昂冷媒用量大,有泄漏可能,并且檢漏困難。另外,相比于其他形式的戶式中央空調系統,一拖多系統價格較高。

2.2 戶式中央空調全空氣系統

室外機為小型空氣—空氣熱泵,制備冷(熱)風,通過風管送到每個房間,全空氣型戶式中央空調系統具備了中央空調全空氣系統的優點,如:無漏水危險;可引入新風,過渡季節可采用新風供冷;送風口布置靈活,可上送或側送,氣流組織較好;一般來說噪聲較低;易于實現送風過濾、加濕等,空氣質量高。戶式中央空調全空氣系統有單冷、熱泵機組之分,根據機組結構有以下幾種形式:1)風冷整體機組(大多為熱泵型)。風冷整體機組與普通窗機的區別為:冷凝器風機為離心式,故可將室外側做成與外墻齊平,容易與建筑立面協調;室內蒸發器風機帶有較高余壓,可接送風管道。2)風冷分體式風管機。根據室內機形式,風冷分體式風管機又有水平吊裝式、立柜式、臥式暗裝式等。此類機組冷量范圍較大,室內機余壓較高,可配置輔助電加熱器、熱水或蒸汽加熱盤管,冷媒配管躍度可達60 m,安裝靈活性好。3)屋頂機組。屋頂機組用于住宅的整體機組,常設于屋面,冷熱量較大,適用于別墅等較大型空調場所。該種系統的缺點是風管加保溫后尺寸較大,房間層高應加大;分室溫度控制較難實現,普遍的應用情況是一開全開、一關全關,造成耗能較高,噪聲較大。有的雖采用電動風閥調節,但對主機并沒有聯動控制,效果較差。國內已開始在這種系統采用變風量技術,可達到分室控溫及節能的效果,并且造價適宜,如推廣使用,全空氣型戶式中央空調系統應是較為理想的住宅空調方式。

2.3 戶式中央空調風機盤管系統

戶式中央空調風機盤管系統的室內空氣處理裝置采用風機盤管機組,輸送冷熱量的介質為水,制造冷熱媒水的為風冷熱泵型的冷熱水機組。風冷冷熱水機組的室外機與全空氣型的室外機的區別在于前者采用板式換熱器將制冷劑與冷熱媒水隔離開來。作為水系統循環動力的循環水泵、小型的閉式膨脹水箱、補水裝置等一般均內置于室外機組內,只要接上電源及供回水管,空調系統就可使用,系統的布置大大簡化。此種布置方式,對于冬季接駁其他低溫熱水作為輔助熱源的系統尤其合適。風冷機組的電源有220 V-I/50 Hz,380 V-3/50 Hz兩種,有的設備小型號者為單相電源,大型號者為三相電源。風機盤管系統造價適中,可分室調節,相比全空氣型系統(無變風量調節裝置)節能性好,是國內目前應用最多的戶式中央空調系統形式。存在的缺點有:水管入戶存在漏水危險、施工要求嚴格;風機盤管凝水盤易滋生細菌,引發空調病;難以引入新風,特別對高層住宅由于密封性強,所以空氣品質較差。

3 空調系統的設計及與裝修的配合

3.1 設計安裝戶式中央空調應考慮的因素

1)負荷計算。戶式中央空調的冷熱負荷以圍護結構的負荷為主,應根據設計規范仔細計算,還應考慮鄰室鄰層及戶內各室間的傳熱,以及機組啟動等附加因素。而風量的計算,應計算各房間的最大風量,首先應按某一房間出現最大負荷的時間計算主機的送風狀態點干球溫度,再按此溫度計算房間的風量。2)室內機和室外機容量的設計選擇。根據中國人的生活習慣,應適當放大空調室內機的容量,室內空調末端的總容量為需要容量的100%～120%,以保證空調效果,同時室內機應設調節裝置,室外機的選擇要考慮空調末端的同時使用系數,同時使用系數為0.63左右,適當降低主機容量,以降低初投資和運行費用。3)新風問題。戶式中央空調應能夠向室內補充足夠的戶外新鮮空氣,以改善室內的空氣品質,保證居民的身體健康。在設計中可考慮采取以下措施引入新風:a.采用衛生間排風,造成室內負壓,促進室外新鮮空氣的輸入。b.采用獨立的新風機組,該方法引入新風效果良好,但增加了系統的總造價。c.采用軸流風機引入新風,該方法必須注意對新風的過濾處理。4)主機安裝位置的選擇。室外機的位置要講究通風散熱良好,便于檢修維護,同時位置要盡量隱蔽,避免影響建筑外觀和噪聲影響室內。5)室內機安裝對室內裝修的影響。室內機的位置要和室內裝修布局配合,因此設計安裝工作必須在居室裝潢之前進行,室內機一般暗裝在吊頂內,也可以隱蔽在高柜的頂部。安裝時要注意回風良好,使室內空氣形成循環,以保證空調效果和空氣質量。6)安裝對建筑空間的影響。一般的戶式中央空調系統形式都需要吊頂布置,至少要降低層高0.2 m～0.4 m,這壓縮了房間的空間,給人以壓抑的感覺。所以在吊頂時,根據實際情況盡量采用局部吊頂的方式。7)管路的布置和安裝。空調水管的布置應盡量短,減少拐彎,必須進行水力計算確定管徑,管道安裝應有利于排氣,空調水管的保溫一般選用橡塑或聚乙烯保溫材料。

3.2 與裝修裝飾的配合

對于戶型有較大開間的場所,應充分利用階梯形的吊頂側面設置風口,當側面可用的風口面積不足時,才考慮采用下送風口,風口盡可能采用線形且布置在每個局部造型的邊角為宜;排煙或排風口,亦盡可能采用線形常開風口,造型配合風口所在位置的局部造型,或直或弧,風口上部接風箱,風箱前設置相應的排煙閥或防火閥。由于戶式的空調系統24 h運行的情況較少,且層高不會太高,舒適性空調的氣流組織要求也不高;在滿足各種規范的前提下,充分實現裝修設計師的設計意圖顯得更為重要。

4 前景

4.1 戶式空調的發展前景

戶式空調由于其節能、啟動電流小、設備壽命長、舒適性好、噪聲小、制熱效果好、除霜時間短、有特定低速除濕功能等優點,已越來越多地被用戶接受,近年來的發展十分迅速。隨著時代的發展,戶式空調必將走入千家萬戶。

4.2 戶式空調的技術發展前景

1)由于目前戶式中央空調的末端都是借用中央空調使用的風機盤管,對室內裝修要求高。需要開發出適合于家用的,不需要裝修或只進行少量裝修就能使用的室內末端;

2)在現有系統中加一個保溫水箱,就可以實現簡單的水蓄冷,也可以進一步考慮將中央空調的冰蓄冷技術用于戶式中央空調。但這一切都需要國家的能源產業政策(抑制高峰用電,獎勵低峰用電)支持才能發揮功效。

5 結語

前面對戶式中央空調的發展、分類、存在問題作了粗淺的分析,也提出了相應應用辦法,相信會引起人們的關注,從而得以有效解決。戶式中央空調在中國將有很好的發展前景。

[1] 壽煒微,姚國琦.戶式中央空調系統設計與工程實例[M].北京:機械工業出版社,2005.

[2] 王繼光,林 豹,解春梅.戶式中央空調設計安裝探討[J].制冷與空調,2004(8):15-16.

[3] 王文涌.中央空調系統調試淺談[J].山西建筑,2008,34(31):196-197.