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家用中央空调的系统选择和设计
[2012-01-07]
一、家用中央空调系统的设计要点
家用中央空调系统设计内容主要包括：负荷计算、系统选择和设计、管路布置。
1.空调负荷的计算
空调负荷计算为合理选择空调末端处理设备和确定冷、热源设备容量提供依据。空调负荷计算包括夏季冷负荷计算和冬季热负荷计算。在方案设计阶段，可采用负荷估算指标进行负荷计算。在施工图设计阶段，根据规范要求，应对各空调房间进行逐项逐时的负荷计算。
确定空调负荷时，对于住宅等以围护结构负荷为主的房间，应考虑间歇负荷附加系数1.10—1.20。同时，还应考虑邻室无空调时温差传热所引起的负荷。
确定空调系统总负荷时，应充分考虑住宅使用的特殊性。住宅主要由卧室、客厅、餐厅、厨房和卫生间组成，厨房和卫生间一般不设空调，而卧室、客厅、餐厅同时开启空调的概率很小。因此同时使用系数较低，一般可按0.5~0.7选取。
负荷计算时还应考虑新风负荷，没有新风引入的空调系统不是完整的家用中央空调系统。
2．系统选择和设计
选用空调系统时，应充分考虑运用场合、使用特点和业主的要求等因素。
（1） 风管式空调系统
风管式空调系统负荷调节能力较差，机组只是根据回风参数控制压缩机的起停。机组送风量一般不能随房间空调负荷变化而变化，当一个房间需要送风时，其他不需要空调的房间同样有风送入。整体式机组应尽量靠近服务区域布置，以使送回风管尽量短直。由于空气处理设备置于整体式机组内，新风引入非常方便。对于层高较低的空调区域，如住宅，主风管尽量布置在走廊、客厅周边，以便于装饰处理，支管上均应设风量调节阀。送风口以侧送双层百叶风口为主，也可根据装潢需要，采用顶送散流器风口或条缝型风口等。
（2） 空气源冷热水机组
空气源冷热水机组的压缩机分为定速和变速两种。对于定速冷热水机组，室内负荷变化容易造成压缩机频繁起、停，由于水系统规模小，应考虑系统的热稳定性要求，以免造成部分负荷时压缩机频繁起动。因此系统中宜设蓄储水箱，或加大供、回水温差的设定值。
对于冬季间歇运行，并且室外气温较低而致使系统容易结冰的地区，可以将蒸发器及循环水泵与室外主机分开而组成室内辅机。室内辅机与室外主机用制冷剂管连接。在寒冷地区，冬季室外温度较低，根据夏季冷负荷选用的冷热水机组，冬季供热量常常不能满足冬季热负荷的要求，此时应考虑选用辅助电加热来增加供热量。
水量控制一般有三种方式：一是变流量方式，流量方式是由室内温控器控制机组出水管上的电动二通阀的开启或关闭，当风机盘管停止运行时，该阀关闭。空调水总管上装设压差旁通阀，以稳定进入机组的流量。二是定流量方式，定流量方式是由室内温控器控制机组出水管上的电动三通阀开启或关闭；三是置于定流量与变流量之间的混合方式，该种方式中，离主机近的部分机组采用电动二通阀，其他机组则采用三通阀，此时可省掉压差旁通阀，采用此种方式时应注意二通阀与三通阀的数量配备。三通阀数量过少，有可能导致主机因水流量过低而停机。
（3） VRV变制冷剂流量机组
VRV系统设计时应考虑制冷剂泄漏的影响。VRV系统中制冷剂管路较长，制冷剂量较多，施工不当会出现泄漏。
当计算结果大于危险浓度时，可以采取以下两种措施：1）房间开设与外界相通的通风窗，通风面积应大于或等于地板面积的15%；2）设置制冷剂泄漏报警装置和与之联锁控制的排风机。
3．管路设计
管路设计包括水管系统设计和风管系统设计。水管系统，对于干管，管内水流速宜低于1.2m/s，对于支管，管内水流速宜定为0.6m/s左右。应对水管路进行阻力计算，校核主机所配水泵扬程是否满足要求，为避免空气滞留于管内，水管的最高处应装设自动排气阀。对于冷凝水系统，水平管道一般应沿水流方向保持不小于5‰的坡度，冷凝水管可采用镀锌钢板或RPVC管，冷凝水管可采用镀锌钢管或UPVC管，冷凝水管可采用厚度为10mm的难燃型泡橡塑材料进行保温。
为了降低气流噪声，风管主管内风速宜低于6m/s，支管风速宜低于4m/s，送、回风口风速宜取2m/s。风管制作可采用镀锌钢板或不锈钢板，风管保温可采用不痒玻璃棉、难燃级PEF、酚酫泡沫及难燃级橡塑材料，具体可根据使用要求而定。
二、户式中央空调的用途及范围
目前我国别墅、复式住宅以及小型商贸和服务型企业发展迅速，此类民用住宅一般建筑面积在100——150平方米内，小型商贸和服务型企业租用的写字楼面积也与此相当，与此配套的小型中央空调——户用中央空调也应运而生，销量也随之增大。户用中央空调填补了“中央空调”和“家用空调”之间的空白，让消费者能以较低的经济代价享受到中央空调带来的舒适。
户用中央空调能满足100——500平方米范围的制冷（热），机组的制冷量范围确定在50KW以下，以下列出户用中央空调机组运行时应达到的技术参数：
风冷式机组制冷量低于8KW时，制冷系数应达到2.30，噪声在65db(A)以下；制冷量为8——16KW时，制冷系数应达到2.35，噪声在67db(A)以下；制冷量为16——31.5KW时，制冷系数应达到2.40，噪声在69db(A)以下；制冷量为31.5——50KW时，制冷系数应达到2.45，噪声在71db(A)以下。
水冷式机组制冷量16——31.5KW时，制冷系数应达到3.30，噪声在66db(A)以下；制冷量为31.5——50KW时，制冷系数应达到3.40，噪声在68db(A)以下。
蒸发冷却式机组制冷量低于8KW时，制冷系数应达到2.60，噪声在65db(A)以下；制冷量为8——16KW时，制冷系数应达到2.70，噪声在67db(A)以下；制冷量为16——31.5KW时，制冷系数应达到2.80，噪声在69db(A)以下；制冷量为31.5——50KW时，制冷系数应达到2.90，噪声在71db(A)以下。
家用中央空调系统设计内容主要包括：负荷计算、系统选择和设计、管路布置。
1.空调负荷的计算
空调负荷计算为合理选择空调末端处理设备和确定冷、热源设备容量提供依据。空调负荷计算包括夏季冷负荷计算和冬季热负荷计算。在方案设计阶段，可采用负荷估算指标进行负荷计算。在施工图设计阶段，根据规范要求，应对各空调房间进行逐项逐时的负荷计算。
确定空调负荷时，对于住宅等以围护结构负荷为主的房间，应考虑间歇负荷附加系数1.10—1.20。同时，还应考虑邻室无空调时温差传热所引起的负荷。
确定空调系统总负荷时，应充分考虑住宅使用的特殊性。住宅主要由卧室、客厅、餐厅、厨房和卫生间组成，厨房和卫生间一般不设空调，而卧室、客厅、餐厅同时开启空调的概率很小。因此同时使用系数较低，一般可按0.5~0.7选取。
负荷计算时还应考虑新风负荷，没有新风引入的空调系统不是完整的家用中央空调系统。
2．系统选择和设计
选用空调系统时，应充分考虑运用场合、使用特点和业主的要求等因素。
（1） 风管式空调系统
风管式空调系统负荷调节能力较差，机组只是根据回风参数控制压缩机的起停。机组送风量一般不能随房间空调负荷变化而变化，当一个房间需要送风时，其他不需要空调的房间同样有风送入。整体式机组应尽量靠近服务区域布置，以使送回风管尽量短直。由于空气处理设备置于整体式机组内，新风引入非常方便。对于层高较低的空调区域，如住宅，主风管尽量布置在走廊、客厅周边，以便于装饰处理，支管上均应设风量调节阀。送风口以侧送双层百叶风口为主，也可根据装潢需要，采用顶送散流器风口或条缝型风口等。
（2） 空气源冷热水机组
空气源冷热水机组的压缩机分为定速和变速两种。对于定速冷热水机组，室内负荷变化容易造成压缩机频繁起、停，由于水系统规模小，应考虑系统的热稳定性要求，以免造成部分负荷时压缩机频繁起动。因此系统中宜设蓄储水箱，或加大供、回水温差的设定值。
对于冬季间歇运行，并且室外气温较低而致使系统容易结冰的地区，可以将蒸发器及循环水泵与室外主机分开而组成室内辅机。室内辅机与室外主机用制冷剂管连接。在寒冷地区，冬季室外温度较低，根据夏季冷负荷选用的冷热水机组，冬季供热量常常不能满足冬季热负荷的要求，此时应考虑选用辅助电加热来增加供热量。
水量控制一般有三种方式：一是变流量方式，流量方式是由室内温控器控制机组出水管上的电动二通阀的开启或关闭，当风机盘管停止运行时，该阀关闭。空调水总管上装设压差旁通阀，以稳定进入机组的流量。二是定流量方式，定流量方式是由室内温控器控制机组出水管上的电动三通阀开启或关闭；三是置于定流量与变流量之间的混合方式，该种方式中，离主机近的部分机组采用电动二通阀，其他机组则采用三通阀，此时可省掉压差旁通阀，采用此种方式时应注意二通阀与三通阀的数量配备。三通阀数量过少，有可能导致主机因水流量过低而停机。
（3） VRV变制冷剂流量机组
VRV系统设计时应考虑制冷剂泄漏的影响。VRV系统中制冷剂管路较长，制冷剂量较多，施工不当会出现泄漏。
当计算结果大于危险浓度时，可以采取以下两种措施：1）房间开设与外界相通的通风窗，通风面积应大于或等于地板面积的15%；2）设置制冷剂泄漏报警装置和与之联锁控制的排风机。
3．管路设计
管路设计包括水管系统设计和风管系统设计。水管系统，对于干管，管内水流速宜低于1.2m/s，对于支管，管内水流速宜定为0.6m/s左右。应对水管路进行阻力计算，校核主机所配水泵扬程是否满足要求，为避免空气滞留于管内，水管的最高处应装设自动排气阀。对于冷凝水系统，水平管道一般应沿水流方向保持不小于5‰的坡度，冷凝水管可采用镀锌钢板或RPVC管，冷凝水管可采用镀锌钢管或UPVC管，冷凝水管可采用厚度为10mm的难燃型泡橡塑材料进行保温。
为了降低气流噪声，风管主管内风速宜低于6m/s，支管风速宜低于4m/s，送、回风口风速宜取2m/s。风管制作可采用镀锌钢板或不锈钢板，风管保温可采用不痒玻璃棉、难燃级PEF、酚酫泡沫及难燃级橡塑材料，具体可根据使用要求而定。
二、户式中央空调的用途及范围
目前我国别墅、复式住宅以及小型商贸和服务型企业发展迅速，此类民用住宅一般建筑面积在100——150平方米内，小型商贸和服务型企业租用的写字楼面积也与此相当，与此配套的小型中央空调——户用中央空调也应运而生，销量也随之增大。户用中央空调填补了“中央空调”和“家用空调”之间的空白，让消费者能以较低的经济代价享受到中央空调带来的舒适。
户用中央空调能满足100——500平方米范围的制冷（热），机组的制冷量范围确定在50KW以下，以下列出户用中央空调机组运行时应达到的技术参数：
风冷式机组制冷量低于8KW时，制冷系数应达到2.30，噪声在65db(A)以下；制冷量为8——16KW时，制冷系数应达到2.35，噪声在67db(A)以下；制冷量为16——31.5KW时，制冷系数应达到2.40，噪声在69db(A)以下；制冷量为31.5——50KW时，制冷系数应达到2.45，噪声在71db(A)以下。
水冷式机组制冷量16——31.5KW时，制冷系数应达到3.30，噪声在66db(A)以下；制冷量为31.5——50KW时，制冷系数应达到3.40，噪声在68db(A)以下。
蒸发冷却式机组制冷量低于8KW时，制冷系数应达到2.60，噪声在65db(A)以下；制冷量为8——16KW时，制冷系数应达到2.70，噪声在67db(A)以下；制冷量为16——31.5KW时，制冷系数应达到2.80，噪声在69db(A)以下；制冷量为31.5——50KW时，制冷系数应达到2.90，噪声在71db(A)以下。