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摘要：針對目前住宅市場中各種戶式中央空調(diào)的逐步興起，本文就三種常用戶式中央空調(diào)系統(tǒng)：家用VRV系統(tǒng)、小型風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管系統(tǒng)、風管式空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)缺點進行比較，提出應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合理的設(shè)計方案，并對今后戶式中央空調(diào)的發(fā)展趨勢做出展望。...

戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的方案比較及發(fā)展趨勢展望

李嶸l 唐釗2

(1．西安市住宅建筑設(shè)計研究院710001  西安；2．北京中外建建筑設(shè)計有限公司  710075  西安)

    經(jīng)過20年來的改革開放，我國的國民經(jīng)濟有了一個長足的發(fā)展，人民的生活水平得到了很大改善。人們開始追求高品質(zhì)的生活環(huán)境，對住宅面積及其環(huán)境也提出了更高的要求。一直以來，解決夏季降溫和非嚴寒地區(qū)冬季供暖問題，人們均采用房間空調(diào)器。房間空調(diào)器在住宅中之所以能迅速普及有其一定的優(yōu)勢：制冷(熱)迅速、安裝簡單快捷、冷(熱)量調(diào)節(jié)方便、能耗計量容易、價位較低；但它的缺點也很突出：首先，房間空調(diào)器的能耗比低(2.6—2.9KW／ KW)；其次，它無法采集新風，難以保證良好的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和舒適性；再次，房間空調(diào)器的無規(guī)則設(shè)置破壞了建筑外觀；另外，房間空調(diào)器室外機的廢熱、噪聲及凝結(jié)水的隨處排放，都成了城市新的公害。戶式中央空調(diào)作為一種節(jié)能、舒適的小型化獨立空調(diào)系統(tǒng)，在國內(nèi)市場上一出現(xiàn)便引起各方的關(guān)注。

    戶式中央空調(diào)的出現(xiàn)，為空調(diào)行業(yè)在中央空調(diào)和房間空調(diào)器兩大領(lǐng)域之間提供了新的空調(diào)發(fā)展領(lǐng)域，為我國家用空調(diào)發(fā)展帶來了新的技術(shù)解決方案。它與傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)和房間空調(diào)器相比，具有自身的優(yōu)勢：首先，初投資適宜；與傳統(tǒng)的中央空調(diào)相比，省去了專用機房和復(fù)雜的管路系統(tǒng)。其次，室內(nèi)環(huán)境舒適；與傳統(tǒng)的房間空調(diào)器相比，戶式中央空調(diào)機組大部分可引入新風，能有效改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，而且室內(nèi)溫度均勻適宜，氣流組織合理，能營造宜人的室內(nèi)環(huán)境。再次，對房地產(chǎn)商而言，施工安裝程序簡單，管理方便；特別是戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的不同用戶可一次建成，也可后期安裝，使開發(fā)商投資分散，風險降低；住戶人住后，使用費由住戶直接向供電或供氣部門交付，使得物業(yè)管理也相對方便。最后，住戶在室內(nèi)裝修時，可結(jié)合空調(diào)的布置實現(xiàn)個性化裝修設(shè)計；而且室外機的挑臺布置在建筑設(shè)計初期已同步考慮，避免了房間空調(diào)器室外機對建筑景觀的影響。

1、幾種常用戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的方案比較

    戶式中央空調(diào)系統(tǒng)在目前設(shè)計中常用的幾種形式為：家用VRV空調(diào)系統(tǒng)、小型風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管空調(diào)系統(tǒng)、風管式空調(diào)系統(tǒng)。下面就這幾種空調(diào)系統(tǒng)作一個對比，分析它們的優(yōu)缺點，從而幫助設(shè)計人員根據(jù)實際情況，選擇合理的設(shè)計方案。

    1.1家用VRV(Variable Refrigerant Volume可變冷媒流量)變頻中央空調(diào)系統(tǒng)。

    它是一種冷劑式空調(diào)系統(tǒng)，以制冷劑為輸送介質(zhì)，由一臺室外機和數(shù)臺室內(nèi)機組成。每一臺室內(nèi)機都具備根據(jù)房間的要求進行獨立的制冷或制熱的運轉(zhuǎn)能力，室外機由室外側(cè)換熱器、壓縮機和其他制冷附件組成，一臺室外機通過管路能夠向若干個室內(nèi)機輸送制冷劑。VRV系統(tǒng)是通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)量和進入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時地滿足室內(nèi)熱負荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。

    家用VRV系統(tǒng)采用直流變頻技術(shù)，額定制冷量在14.5KW左右，可以拖2-7臺室內(nèi)機，可以連接的室內(nèi)機總?cè)萘靠梢赃_到l8.9KW，可滿足較大面積住宅的制冷和供熱需求。家用VRV系統(tǒng)最大容量的室內(nèi)機為7.1KW，可以滿足35～50m2的大客廳的空調(diào)需求。系統(tǒng)采用的是220V、30A的單相電源，電源只需連接至室外機上即可滿足整套裝置的用電。

    與其它戶式中央空調(diào)形式相比，家用VRV系統(tǒng)具有以下特點：

    (1)安裝簡單，布置靈活

    家用VRV系統(tǒng)為冷媒直接蒸發(fā)制冷，不需要冷凍水及冷卻水系統(tǒng)，省去了相應(yīng)的設(shè)備和管道系統(tǒng)，室外機放在室外、屋頂或陽臺等地，減少了占地面積，簡化了安裝工程。另外，各種型號及規(guī)格的室內(nèi)機可安裝于同一系統(tǒng)內(nèi)，并且每臺室內(nèi)機都可獨立有效的進行控制，可滿足不同負荷、不同裝飾要求的房間布置。

    (2)節(jié)約能源，運行費用低

    家用VRV變頻中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻式壓縮機，室外機的輸出可根據(jù)室內(nèi)負荷的大小自動調(diào)節(jié)；VRV空調(diào)在部分負荷時的能耗比(COP值)相當高，當系統(tǒng)僅有一臺室內(nèi)機開啟時，室外壓縮機能相應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，合理輸出室內(nèi)機所需能量。

    另外，家用VRV系統(tǒng)采用直接蒸發(fā)制冷，屬于一次熱交換系統(tǒng)，在熱交換的過程中能量的損耗極低，而傳統(tǒng)的風或水系統(tǒng)則有兩次熱交換，這也是家用VRV系統(tǒng)比其它戶式中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的另一個原因。

    (3)系統(tǒng)控制先進，舒適性好

    家用VRV變頻中央空調(diào)系統(tǒng)室外機、室內(nèi)機都帶有電腦板，對每臺室內(nèi)機可實現(xiàn)單獨控制，用戶可以非常方便直接地從室內(nèi)機遙控器開啟室內(nèi)機，室內(nèi)機可實現(xiàn)時間、溫度、風量、風向、狀態(tài)等的自動控制與設(shè)定。室內(nèi)溫度控制方式采用高精度PID控制系統(tǒng)，可將室內(nèi)溫度精度控制到±0.5℃范圍內(nèi)，這是其它空調(diào)系統(tǒng)所達不到的。另外，VRV系統(tǒng)主機及室內(nèi)機噪聲均低于其它空調(diào)系統(tǒng)的主機及末端設(shè)備，室外機還具備“夜間噪聲控制”功能，可降低2～3dB(A)的夜間運轉(zhuǎn)噪聲。

    (4)設(shè)計簡單、維修方便

    VRV系統(tǒng)不需要其他空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計那樣，必須進行大量繁瑣的水系統(tǒng)、風系統(tǒng)的設(shè)計計算，只要根據(jù)不同系統(tǒng)形式、不同規(guī)格主機型號進行配管即可，并且不存在系統(tǒng)的水利失調(diào)問題。另外，VRV系統(tǒng)具有故障自動診斷功能，可以自動判斷顯示系統(tǒng)各種故障，簡化了日常維護及維護工作。

    (5)工作溫度范圍寬

    家用VRV系統(tǒng)在室外環(huán)境干球溫度為-5～46℃的情況下可以正常制冷，在濕球-15～15.5℃的情況下可以正常供熱，且在低溫供熱時供熱衰減很小。

    (6)初投資高，限制了VRV系統(tǒng)的推廣

    通過以上特點，我們可以得出以下結(jié)論，家用 VRV變頻中央空調(diào)對于高檔住宅、豪華別墅等對空調(diào)要求較高的建筑是個最佳選擇。

    1.2小型風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管系統(tǒng)：

    此系統(tǒng)是以小型風冷熱泵機組為主機，配以風機盤管為末端設(shè)備，組成以一戶住宅為單元的小型集中空調(diào)系統(tǒng)。

    與其它戶式中央空調(diào)相比，這種空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點如下：

    (1)安裝方便，適用范圍廣

    室外主機可直接放置于室外花園空地，房頂平臺及陽臺上，按照用戶的需要靈活安裝。室內(nèi)風機盤管機組體型小，布置和安裝也很方便。因此，這種系統(tǒng)廣泛適用于別墅、高檔住宅、復(fù)式建筑、多房多廳家居等場所。

    (2)費用低廉、安全環(huán)保

    室內(nèi)制冷管路為低壓水系統(tǒng)管路，安裝費用低廉且無須定期補充昂貴的制冷劑。制冷劑密封在室外機組內(nèi)，對環(huán)境影響遠小于VRV系統(tǒng)。

    (3)噪音較低

    風機盤管低檔運行時噪音一般在30～40dB(A)。

    (4)控制方便，運轉(zhuǎn)節(jié)能

    風機盤管具有調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速的普通三速開關(guān)，可根據(jù)室溫變化，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速，也可設(shè)溫度控制器及兩通或三通電磁閥實現(xiàn)自動控制。室內(nèi)無人時可單獨關(guān)閉此房間風機盤管，使得運轉(zhuǎn)經(jīng)濟、節(jié)能。

    (5)一次性投資相對較低，對于初投資預(yù)算小的建筑易于推廣

    風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管系統(tǒng)的缺點如下：

    (1)室內(nèi)解決新風困難，在過渡季節(jié)利用室外空氣降溫的時間較短

    (2)因機組分散設(shè)置，臺數(shù)較多時，維修管理工作量較大

    (3)由于機組靜壓小，在機組內(nèi)不可能使用高性能的空氣過濾器，空氣潔凈度不高

    (4)水管有可能漏水，冷凝水盤可滋生影響人體健康的微生物

    綜上所述，風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管系統(tǒng)適用于對初投資預(yù)算要求低且對新風品質(zhì)要求不高的住宅建筑。目前，在高級住宅、商住用房的戶式中央空調(diào)系統(tǒng)(主要是風機盤管系統(tǒng))中出現(xiàn)了一種利用新風換氣機供給新風的系統(tǒng)形式。新風換氣機的實質(zhì)是空氣熱回收裝置，按空氣熱交換器的種類可分為板式、板翅式、轉(zhuǎn)輪式、熱管式等幾種，按回收熱量的性質(zhì)分為顯熱回收器與全熱回收器。目前市場上的新風換氣機一般指板翅式的空氣顯熱回收裝置。轉(zhuǎn)輪式全熱回收裝置也有產(chǎn)品，但由于價格較高，應(yīng)用較少。板式(板翅式)的全熱回收裝置國外早有產(chǎn)品，國內(nèi)也有廠家正在研制。新風換氣機在供給室內(nèi)新風的同時能置換出等量的室內(nèi)污濁空氣，使得換氣充分、彌補了原有風機盤管空調(diào)系統(tǒng)新風量  不能保證的缺點，將使得這種空調(diào)系統(tǒng)具有更廣的適用性。

    1.3風管式空調(diào)系統(tǒng)：

    這種空調(diào)系統(tǒng)輸送冷熱量的介質(zhì)為空氣，制備冷熱風的空氣處理裝置為直接蒸發(fā)式風冷熱泵機組，它與大型全空氣中央空調(diào)系統(tǒng)的原理基本相同，利用室外主機集中產(chǎn)生冷、熱量，將從室內(nèi)引回的回風(或回風和新風的混合風)進行冷卻(加熱)處理后，再送入室內(nèi)消除房間空調(diào)冷、熱負荷。

    相對于其它的戶式中央空調(diào)，風管式空調(diào)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

    (1)造價較低，業(yè)主較容易接受；

    (2)可引入新風，空氣品質(zhì)能得到較大的改善；

    (3)風口布置靈活，氣流組織較好；

    (4)易于實現(xiàn)送風過濾、加濕等，空氣質(zhì)量較高；

    (5)冷凝水排放容易，避免冷凝水盤可能滋生的微生物影響人體的健康；

    但風管式空調(diào)系統(tǒng)也存在以下缺點：

    (1)風管式系統(tǒng)的空氣輸配系統(tǒng)要求有較大的建筑空間，因此一般要求住宅有較大的層高。

    (2)機組送風量一般不能隨房間空調(diào)負荷變化而變化，分室溫度控制較難實現(xiàn)。

    目前為解決室溫控制的問題，常采用的方法有：

    (1)在空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置中央控制器、房間溫度控制器。中央控制器可根據(jù)用戶需要實現(xiàn)對室內(nèi)、外機組的智能控制；房間溫度控制器可自動根據(jù)用戶設(shè)定溫度或用戶手動控制，通過對相應(yīng)的電動風量調(diào)節(jié)閥的控制，實現(xiàn)對各個房間空調(diào)送風的控制。

    (2)采用變風量系統(tǒng)，其末端為帶動力的變風量風機箱，它可使每個出風口的壓力提高60～90Pa，降低空調(diào)室內(nèi)機對機外余壓的要求，送風能力明顯提高；這種系統(tǒng)運用計算機控制技術(shù)、多變量控制理論對戶式中央空調(diào)進行集散控制，通過設(shè)在各房間的數(shù)字式溫控器，采用模糊邏輯控制技術(shù)無級調(diào)節(jié)相應(yīng)的變風量箱風機的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)房間的送風量，達到控制室溫的目的。但這種變風量末端的引入將會使整個空調(diào)系統(tǒng)的初投資大大增加。

2、戶式中央空調(diào)的發(fā)展趨勢展望

    2.1戶式中央空調(diào)潛在需求巨大

    隨著住宅產(chǎn)業(yè)的升溫，為戶式中央空調(diào)帶來了廣闊的市場，特別是隨著人民生活水平的提高，對住房的要求已從生存型向舒適型轉(zhuǎn)變。在許多大城市，各房地產(chǎn)商抓住這一時機，推出配備戶式中央空調(diào)的高品質(zhì)住宅越來越多，精品住宅的推出，既極大地激活了房地產(chǎn)市場的需要，又帶動了戶式中央空調(diào)的需求。

    2.2住宅集中空調(diào)將是我國21世紀前半葉住宅空調(diào)方式的發(fā)展重點

    住宅集中空調(diào)的主流方式應(yīng)該是按小區(qū)集中供熱供冷(DHC)的方法，這是由我國的國情決定的。在我國，城市人口密集，土地資源緊缺，城市化進程正在加快；而近年來，我國城鎮(zhèn)居民的人均住宅面積持續(xù)增長，而政府也把住宅消費作為擴大內(nèi)需、刺激消費的重要舉措。因此，在若干年內(nèi)，我國大多數(shù)城市將仍是以興建“三高”(高層、高密度、高容積率)住宅為主。而最適合“三高”住宅的空調(diào)方式是集中空調(diào)(DHC)。DHC的最大優(yōu)點是節(jié)能。因為住宅空調(diào)的同時使用系數(shù)很低，一般僅在50％左右。DHC在我國住宅空調(diào)尚不普及，主要是對實施DHC的投融資體制、收費制度、設(shè)施的產(chǎn)權(quán)界定和折舊辦法、負荷波動條件下運行的經(jīng)濟性問題都需做進一步深入研究，相信在不久的將來，住宅集中空調(diào)將會有很好的發(fā)展趨勢。

    2.3中央空調(diào)的形式將日趨多樣化，但節(jié)能、環(huán)保、清潔能源和可再生能源利用等可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的問題，將是今后戶式中央空調(diào)發(fā)展的指導(dǎo)方針。

3、總結(jié)

    3.1根據(jù)我國人口多、住宅需求量大的具體國情特點可以看出，戶式中央空調(diào)這一既節(jié)能又舒適的家用空調(diào)系統(tǒng)在我國的市場需求前景廣闊；

    3.2設(shè)計人員在選擇具體的戶式中央空調(diào)系統(tǒng)形式時，應(yīng)根據(jù)不同地域或氣候特點、當?shù)啬茉垂��?yīng)情況、建筑物的具體類型和結(jié)構(gòu)特點、用戶的經(jīng)濟水平和消費狀況等進行綜合選擇。

依據(jù)標準及參考文獻：

1.國家標準《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范))GBl9-87(2002年版)

2.國家標準《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50243—2002

3.陸耀慶主編《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》中國建筑工業(yè)出版社，1996

4.陳焰華《家用中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與實例》北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003

5.李向東《現(xiàn)代住宅暖通空調(diào)設(shè)計》北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003

6.彥啟森等《家用小型中央空調(diào)的行業(yè)現(xiàn)狀分析與展望》中國制冷空調(diào)網(wǎng)

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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