寫字樓中央空調系統末端形式設計與設備選型體會

摘要：寫字樓的空調系統設計方案對整個寫字樓的產品定位、工程造價及后期整個系統的運行維護管理關系密切。本文就以寫字樓中央空調系統末端形式設計與設備選型體會進行分析。

關鍵詞：寫字樓 中央空調 設備

一、寫字樓常用中央空調系統

1、風機盤管加新風系統

這也是目前大多采用中央空調的寫字樓所主要采用的空調方式。這種空調形式利用風機盤管來處理室內大部分或全部的空調負荷，獨立的預處理過的室外新風滿足室內的空氣品質要求。

2、變風量（VAV）空調系統

所謂全空氣集中式空調系統，就是依靠單一的送回風管道，將集中處理過后的空氣通過風管送往各空調房間，而不在各房間使用各種末端空調設備的空調方式。比如寫字樓大堂、商場挑空中庭等部位常采用這種方式，目前也有少部分高要求的寫字樓采用這種方式。

普通的全空氣集中式空調系統為定風量空調系統，其在部分負荷條件下的運行成本較高，在此基礎上，利用空調負荷的變化，發展出了變風量（VAV）空調系統。

VAV系統是一種全風的空調控制系統，其根據室內負荷變化的情況下，采用改變送風量的方式來維持室內溫濕度平衡的方法。變風量空調系統是利用改變進入空調區域的送風量來適應區域內負荷變化的一種空調系統。其最大優點在于節能和提供良好的舒適性。當今變風量空調系統已經發展到可以通過計算機網絡對空調系統進行實時采樣、監測、分析和調控，實現全天候、全方位、全過程控制智能化，并成為現代化、智能化建筑的一部分。

這兩種中央空調方式是目前的中央空調方式的主要形式，其各自的系統有如下的特點：

（1）設備使用情況

風機盤管加新風系統末端的設備主要采用新風處理機組+風機盤管；

全空氣集中式空調系統的末端設備主要有空調機組+VAV末端（單風道節流型末端，串聯風機型末端，并聯風機型末端等）

（2）空間占用情況

前者的新風處理機組可設在每層專門的空調機房置，需要占用每層一定的空間。或者集中設置在避難層和屋頂，每層無需設置機房，且占用層高空間較少，走道和辦公室的空調新風管高度可控制在250mm～320mm。

全空氣集中式空調系統每層至少需要設置1個約20m2左右的空調機房；并且風管在走道和辦公室占用層高較多，空調風管的高度視空調面積的大小約有400mm～500mm不等。

（3）空氣舒適性

風機盤管加新風系統的空氣過濾僅靠回風口的濾網，過濾效果一般，空氣品質不易控制。空調區域的溫度控制可通過回水管上的電磁閥或盤管的風扇轉速來控制，控制的精度較差，靠近出風口處常有過冷或者過熱的感覺，舒適感一般。

全空氣空調系統可采用較高等級的空氣過濾，對空氣進行集中處理，空氣品質較好，區域溫度可控制。同時，在過渡季節，全空氣空調系統可調節新回風的比例，在提高系統的空氣品質的同時，實現空調系統的節能。

（4）空氣品質要求

由于VAV是單風道系統，整個吊頂是一個回風靜壓箱，因此送入各房間的循環風回風時存在交叉污染的可能性。風機盤管加新風系統是新風直接送入房間，正壓風通過排風系統排出室外，不存在交叉污染的可能性。

（5）管理維護要求

風機盤管加新風系統對整個系統的自控要求較低，容易管理，也方便后期的系統改造。當辦公區域內有出現更換租戶，辦公區域分隔變化時，空調系統的調整相對容易。但風機盤管在制冷工況下會產生冷凝水的排放問題，局部出現滴漏水等情況，造成吊頂浸水，帶來維護問題。同時，經過盤管處理的空氣溫度較低，會在風管內產生結露現象，粘結灰塵，時間一長，灰塵積聚在里面，滋生病菌，會產生“空調病”現象。

VAV空調系統的施工、調試、管理較復雜，尤其自控系統的調試及管理要求較高，有些項目因為自控系統調試不順而導致空調系統無法正常運行。出現更換租戶，辦公區域分隔變化時，整個系統需要重新調試，甚至無法使用。

（6）節能性分析

風機盤管加新風系統的空調水采用空調機房集中輸送至每個風機盤管末端，室內空氣循環半徑較小，輸送能耗低。風機盤管配三檔風速開關，同時室內溫度與溫控器設定溫度比較，控制電動二通調節閥開度，調節盤管水量。但該系統由于自身的局限性，在過渡季節時，難以充分利用室外新風來消除室內空調負荷。

VAV空調系統在部分負荷時風機可實現變頻調速節能運行，可變新風比，過渡季節可利用低溫新風冷卻節能（增大新風量滿足系統節能的同時，需要增大新風管的面積，相應增大風井占地面積）。回風管加送風管較長，空氣循環半徑大，輸送能耗高，空氣過濾等級較高時，風機能耗也將增加）。

（7）經濟性分析

風機盤管加新風系統的初投資較低，通常風機盤管系統初投資在300～350元m2。

VAV空調系統的初投資較高，通常較風機盤管系統貴300～500元/m2。

二、VAR空調系統

針對傳統中央空調系統的大容量制冷，空調使用面積大，在部分空調負荷的工況下能耗過高的缺點，VRV空調系統在上世紀九十年代初起，短期內得到迅速發展。

VRV空調系統是分體空調的一種升級版，全稱是VariedRefri gerantVolume（變制冷劑流量）空調系統，簡稱VRV，一臺室外機通過管路向若干個房間的室內機輸送制冷劑液體。通過控制壓縮機的制冷劑循環量和進入室內機各換熱器的制冷劑流量，可以適時地滿足室內冷、熱負荷要求。

典型的，比如日本大金VRV111系統，室外機與室內機的距離最長可達1000米，單臺室外機最多可連接64臺室內機。

相對于傳統的中央空調系統，VRV的優點和缺點同樣突出。

優點：

VRV系統具有節能、舒適、運轉平穩；各房間溫度可獨立調節，能滿足不同房間不同空調負荷的需求；

VRV空調系統具有設計安裝方便、布置靈活多變、建筑空間小、使用方便、可靠性高、運行費用低、不需機房、無水系統等優點。

VRV空調系統具有明顯的的節能、舒適效果，該系統依據室內負荷，在不同轉速下連續運行，減少了因壓縮機頻繁啟停造成的能量損失；采用壓縮機低頻啟動，降低了啟動電流，電氣設備將大大節能，同時避免了對其它用電設備和電網的沖擊；具有能調節容量的特性，改善了室內的舒適性。

VRV系統不需要冷卻塔，水處理設備等附屬設施。

缺點：

1、系統控制復雜，對管材材質、制造工藝、現場焊接等方面要求高；管道一旦出現制冷劑滲漏時，檢查滲漏位置很困難，維修技術復雜，一般物業公司工程部不能夠完成，要請廠家專業技術人員；

2、VRV空調系統的變頻調節有級數，不是無級調節，當工作時需逐級增大或減小功率，從而使溫度響應減慢，并且在級與級之間的工作狀況下能耗增大。

3、變頻過程損耗大，使VRV空調的實際能耗大于樣本標稱能耗。

4、在頻率較低和較高的時候都會因為變頻發熱損耗比例增大而導致能耗增大，因此實際變頻的范圍遠遠小于樣本標稱，使VRV空調的性能進一步受到削弱。

VRV的制冷能力隨管路長度的增大而下降，最大可衰減至機組額定制冷量的85%，額定制熱量的90%。這是一個經常被忽視的問題，實際上往往引起使用舒適性的問題。

VRV的室外機多為熱泵型，冬季低溫環境下VRV機組制熱能力衰減較大，如在室外氣溫為-5℃時，制熱能力會衰減量至額定值的54%。

5、當低負荷時，室外機運行頻率會下降，導致制冷劑排量減小，管道中流速下降，壓縮機的潤滑油會大量積累在管道中，從而使壓縮機缺油，出現燒機的現象。因此VRV系統每隔一段時間要進行回油運轉，使潤滑油流回壓縮機。這不僅影響了運行效果，而且其回油困難的缺陷仍不能得到完全解決，實際運行中事故隱患大。

6、在低負荷時，由于室外機組蒸發壓力較高，導致室內機組除濕性能下降，室內舒適性下降。

7、無新風處理設備，只能另配全熱交換機。后者雖然可以節省新風能耗，但增加了排風管道的投資和占用的空間，而且在部分房間使用時，存在因排風溫度高而導致新風進入室內的溫度會偏高，并使室內溫度降不下來的隱患。