重慶市區辦公建筑多聯機空調系統設計與分析

羅睿

摘 要：多聯式空調（熱泵）機組是指一臺或數臺風冷室外機，連接數臺不同或相同型式、容量的直接蒸發式室內機構成單一制冷循環系統，它可以向一個或數個區域直接提供處理后的空氣。最早由日本大金公司于上世紀80年代推出，在上世紀90年代初被逐漸引入我國。近年來，隨著國內相關企業逐漸掌握了多聯機的核心技術，并擁有了大量自主知識產權技術，其發展速度更為迅猛。與此同時，多聯機空調系統在國內的應用對象從起初的一些中小型公共建筑，逐步擴展到一些大型公共建筑和部分高端品質住宅建筑中，在整個建筑行業得到了較為廣泛的應用。本文首先對多聯機空調系統設計及其在國內外的應用發展情況進行了較詳細的介紹，將多聯機空調系統與常規中央空調系統進行了對比分析。以重慶市區范圍內的一個已完成施工圖設計的公共建筑項目作為實例，利用DeST動態負荷計算軟件對建筑的冷熱負荷進行了詳細的模擬計算，分析討論了不同的窗墻比、不同的照明與設備功率對空調負荷的影響;分析討論了圍護結構、人員、設備、新風等因素形成的空調負荷在總負荷中的構成情況;分析討論了建筑的不同區域、不同功能房間的空調負荷及其隨時間變化的特征。

關鍵詞：辦公建筑;多聯機空調系統;負荷分析;設計;CFD模擬

一、課題背景

我國是當今世界上最大的發展中國家，發展經濟，擺脫貧困，是中國政府和中國人民在相當長一段時期內的主要任務。20世紀70年代末以來，中國作為世界上發展最快的發展中國家，經濟社會發展取得了舉世矚目的輝煌成就。隨著我國經濟的較快發展和工業化、城鎮化進程的加快，能源需求不斷增長，資源約束突出、能源效率偏低等問題日漸凸現。主要體現在中國優質能源資源相對不足，制約了供應能力的提高;能源資源總量雖有優勢，但作為人口第一大國，能源人均占有量偏低，能源資源分布不均，也增加了持續穩定供應的難度;經濟增長方式粗放、能源結構不合理、能源技術裝備水平低和管理水平相對落后，導致單位國內生產總值能耗和主要耗能產品能耗高于主要能源消費國家的平均水平，進一步加劇了能源供需矛盾。

然而我國城市化依然在繼續，人們多物質生活水平急需得到改善。為了深入貫徹落實我黨提出的科學發展觀，積極構建社會主義和諧社會，國家高度重視能源問題，并將能源問題作為發展戰略的核心，為了建設資源節約型、環境友好型社會并提高能源利用率，大力提倡節能減排、優先考慮使用可再生能源等政策和要求也隨之而出。

本文對多聯機空調系統的構成及其國內外現狀以及發展情況進行了詳細闡述，提出了多聯機系統設計的創新點、意義和目的以及研究的主要工作。然后，對多聯機空調系統與常規中央空調系統原理分別進行了詳細介紹，并對它們各自的特點進行對比分析，提出了兩種系統各自適用的工程類型。選取重慶市內一個辦公性質的公共建筑項目—重慶市環?？萍籍a業園的5號樓作為工程實例，

對工程進行了較深入的分析和設計，結論如下：

①首先采用DeST負荷計算軟件對本工程進行全年365天8760小時的逐時冷熱負荷計算，根據負荷計算的模擬結果進行冷熱負荷分析，提出了在重慶市區氣候特征條件下，部分空調季節負荷率過低的現象會對設計人員按照現行規范進行空調室外機選型帶來影響，隨后在空調室外機選型的設計過程中，將各個空調系統室外機采用兩臺小型模塊機組并聯，在部分負荷率較高的空調季可以開啟其中一個模塊使用，既降低了能耗，同時也提高了使用時的IPLV值。

②考慮到現階段的建筑方案設計對建筑物的采光要求比較高，為了滿足用戶的采光需求，將建筑的窗墻比設置得很高，本文對DeST負荷計算結果進行分析時，將整個5號樓建筑作為模擬對象，對其窗墻比進行0.1—0.5范圍內從低到高進行模擬，模擬結果顯示，隨著窗墻比的增加，冷熱負荷總量都會增加，并且西向和北向的窗墻比增加，對空調能耗的影響更大，南向和東向的窗墻比增加對空調能耗的影響相對較小。

③在平時的工程設計中，建筑室內各種不同類別房間的照明、設備散熱量均由電氣專業向暖通專業提資，暖通專業根據提資進行負荷計算?？紤]到如今的辦公建筑更加現代化、智能化的特點，我們在DeST負荷計算中增大了辦公用房的照明、設備功率，與原有電氣專業提資的照明、設備功率所生成的負荷計算結果進行了對比，負荷計算結果增大了20%左右。

④通過對多聯機室外機布置方案的CFD模擬分析及優化表明，室外機如果放置在室內空間或者密閉場所，則需要對該場所采用機械通風和自然通風相結合的方式，改善環境的通風換氣條件，以保證室外機能夠有效而穩定的運行。

⑤在空調系統、新風系統進行設計的過程中，需要嚴格按照現行國家規范和建筑整體的合理性進行設計，例如：室內外機的超配比驗算、新風口與回風口的氣流組織、風管與風口的風速要求、辦公環境的噪聲要求、外墻百葉開口對立面造型的影響等。

參考文獻

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