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摘要：針對(duì)目前住宅市場(chǎng)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(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、風(fēng)管式空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，提出應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合理的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)今后戶式中央空調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)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(shì)展望

李嶸l 唐釗2

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

    經(jīng)過(guò)20年來(lái)的改革開(kāi)放，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)有了一個(gè)長(zhǎng)足的發(fā)展，人民的生活水平得到了很大改善。人們開(kāi)始追求高品質(zhì)的生活環(huán)境，對(duì)住宅面積及其環(huán)境也提出了更高的要求。一直以來(lái)，解決夏季降溫和非嚴(yán)寒地區(qū)冬季供暖問(wèn)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(shì)：制冷(熱)迅速、安裝簡(jiǎn)單快捷、冷(熱)量調(diào)節(jié)方便、能耗計(jì)量容易、價(jià)位較低；但它的缺點(diǎn)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(wú)法采集新風(fēng)，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(wú)規(guī)則設(shè)置破壞了建筑外觀；另外，房間空調(diào)器室外機(jī)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(dú)立空調(diào)系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(guó)家用空調(diào)發(fā)展帶來(lái)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(shì)：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(jī)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(jī)組大部分可引入新風(fēng)，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(yíng)造宜人的室內(nèi)環(huán)境。再次，對(duì)房地產(chǎn)商而言，施工安裝程序簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)商投資分散，風(fēng)險(xiǎn)降低；住戶人住后，使用費(fèi)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(duì)方便。最后，住戶在室內(nèi)裝修時(shí)，可結(jié)合空調(diào)的布置實(shí)現(xiàn)個(gè)性化裝修設(shè)計(jì)；而且室外機(jī)的挑臺(tái)布置在建筑設(shè)計(jì)初期已同步考慮，避免了房間空調(diào)器室外機(jī)對(duì)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(jì)中常用的幾種形式為：家用VRV空調(diào)系統(tǒng)、小型風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)、風(fēng)管式空調(diào)系統(tǒng)。下面就這幾種空調(diào)系統(tǒng)作一個(gè)對(duì)比，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)，從而幫助設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的設(shè)計(jì)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(tái)室外機(jī)和數(shù)臺(tái)室內(nèi)機(jī)組成。每一臺(tái)室內(nèi)機(jī)都具備根據(jù)房間的要求進(jìn)行獨(dú)立的制冷或制熱的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，室外機(jī)由室外側(cè)換熱器、壓縮機(jī)和其他制冷附件組成，一臺(tái)室外機(jī)通過(guò)管路能夠向若干個(gè)室內(nèi)機(jī)輸送制冷劑。VRV系統(tǒng)是通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時(shí)地滿足室內(nèi)熱負(fù)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(tái)室內(nèi)機(jī)，可以連接的室內(nèi)機(jī)總?cè)萘靠梢赃_(dá)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(jī)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(jī)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(diǎn)：

    (1)安裝簡(jiǎn)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(jī)放在室外、屋頂或陽(yáng)臺(tái)等地，減少了占地面積，簡(jiǎn)化了安裝工程。另外，各種型號(hào)及規(guī)格的室內(nèi)機(jī)可安裝于同一系統(tǒng)內(nèi)，并且每臺(tái)室內(nèi)機(jī)都可獨(dú)立有效的進(jìn)行控制，可滿足不同負(fù)荷、不同裝飾要求的房間布置。

    (2)節(jié)約能源，運(yùn)行費(fèi)用低

    家用VRV變頻中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻式壓縮機(jī)，室外機(jī)的輸出可根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)；VRV空調(diào)在部分負(fù)荷時(shí)的能耗比(COP值)相當(dāng)高，當(dāng)系統(tǒng)僅有一臺(tái)室內(nèi)機(jī)開(kāi)啟時(shí)，室外壓縮機(jī)能相應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，合理輸出室內(nèi)機(jī)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(guò)程中能量的損耗極低，而傳統(tǒng)的風(fēng)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(gè)原因。

    (3)系統(tǒng)控制先進(jìn)，舒適性好

    家用VRV變頻中央空調(diào)系統(tǒng)室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)都帶有電腦板，對(duì)每臺(tái)室內(nèi)機(jī)可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，用戶可以非常方便直接地從室內(nèi)機(jī)遙控器開(kāi)啟室內(nèi)機(jī)，室內(nèi)機(jī)可實(shí)現(xiàn)時(shí)間、溫度、風(fēng)量、風(fēng)向、狀態(tài)等的自動(dòng)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(dá)不到的。另外，VRV系統(tǒng)主機(jī)及室內(nèi)機(jī)噪聲均低于其它空調(diào)系統(tǒng)的主機(jī)及末端設(shè)備，室外機(jī)還具備“夜間噪聲控制”功能，可降低2～3dB(A)的夜間運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。

    (4)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、維修方便

    VRV系統(tǒng)不需要其他空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)那樣，必須進(jìn)行大量繁瑣的水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，只要根據(jù)不同系統(tǒng)形式、不同規(guī)格主機(jī)型號(hào)進(jìn)行配管即可，并且不存在系統(tǒng)的水利失調(diào)問(wèn)題。另外，VRV系統(tǒng)具有故障自動(dòng)診斷功能，可以自動(dòng)判斷顯示系統(tǒng)各種故障，簡(jiǎn)化了日常維護(hù)及維護(hù)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(shí)供熱衰減很小。

    (6)初投資高，限制了VRV系統(tǒng)的推廣

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

    1.2小型風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)：

    此系統(tǒng)是以小型風(fēng)冷熱泵機(jī)組為主機(jī)，配以風(fēng)機(jī)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(diǎn)如下：

    (1)安裝方便，適用范圍廣

    室外主機(jī)可直接放置于室外花園空地，房頂平臺(tái)及陽(yáng)臺(tái)上，按照用戶的需要靈活安裝。室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)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(chǎng)所。

    (2)費(fèi)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(fèi)用低廉且無(wú)須定期補(bǔ)充昂貴的制冷劑。制冷劑密封在室外機(jī)組內(nèi)，對(duì)環(huán)境影響遠(yuǎn)小于VRV系統(tǒng)。

    (3)噪音較低

    風(fēng)機(jī)盤管低檔運(yùn)行時(shí)噪音一般在30～40dB(A)。

    (4)控制方便，運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)能

    風(fēng)機(jī)盤管具有調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的普通三速開(kāi)關(guān)，可根據(jù)室溫變化，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，也可設(shè)溫度控制器及兩通或三通電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。室內(nèi)無(wú)人時(shí)可單獨(dú)關(guān)閉此房間風(fēng)機(jī)盤管，使得運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能。

    (5)一次性投資相對(duì)較低，對(duì)于初投資預(yù)算小的建筑易于推廣

    風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的缺點(diǎn)如下：

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

    (2)因機(jī)組分散設(shè)置，臺(tái)數(shù)較多時(shí)，維修管理工作量較大

    (3)由于機(jī)組靜壓小，在機(jī)組內(nèi)不可能使用高性能的空氣過(guò)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(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)適用于對(duì)初投資預(yù)算要求低且對(duì)新風(fēng)品質(zhì)要求不高的住宅建筑。目前，在高級(jí)住宅、商住用房的戶式中央空調(diào)系統(tǒng)(主要是風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng))中出現(xiàn)了一種利用新風(fēng)換氣機(jī)供給新風(fēng)的系統(tǒng)形式。新風(fēng)換氣機(jī)的實(shí)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(chǎng)上的新風(fēng)換氣機(jī)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(jià)格較高，應(yīng)用較少。板式(板翅式)的全熱回收裝置國(guó)外早有產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)也有廠家正在研制。新風(fēng)換氣機(jī)在供給室內(nèi)新風(fēng)的同時(shí)能置換出等量的室內(nèi)污濁空氣，使得換氣充分、彌補(bǔ)了原有風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量  不能保證的缺點(diǎn)，將使得這種空調(diào)系統(tǒng)具有更廣的適用性。

    1.3風(fēng)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(fēng)的空氣處理裝置為直接蒸發(fā)式風(fēng)冷熱泵機(jī)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(jī)集中產(chǎn)生冷、熱量，將從室內(nèi)引回的回風(fēng)(或回風(fēng)和新風(fēng)的混合風(fēng))進(jìn)行冷卻(加熱)處理后，再送入室內(nèi)消除房間空調(diào)冷、熱負(fù)荷。

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

    (1)造價(jià)較低，業(yè)主較容易接受；

    (2)可引入新風(fēng)，空氣品質(zhì)能得到較大的改善；

    (3)風(fēng)口布置靈活，氣流組織較好；

    (4)易于實(shí)現(xiàn)送風(fēng)過(guò)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(fēng)管式空調(diào)系統(tǒng)也存在以下缺點(diǎn)：

    (1)風(fēng)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(jī)組送風(fēng)量一般不能隨房間空調(diào)負(fù)荷變化而變化，分室溫度控制較難實(shí)現(xiàn)。

    目前為解決室溫控制的問(wèn)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(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)、外機(jī)組的智能控制；房間溫度控制器可自動(dòng)根據(jù)用戶設(shè)定溫度或用戶手動(dòng)控制，通過(guò)對(duì)相應(yīng)的電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)房間空調(diào)送風(fēng)的控制。

    (2)采用變風(fēng)量系統(tǒng)，其末端為帶動(dòng)力的變風(fēng)量風(fēng)機(jī)箱，它可使每個(gè)出風(fēng)口的壓力提高60～90Pa，降低空調(diào)室內(nèi)機(jī)對(duì)機(jī)外余壓的要求，送風(fēng)能力明顯提高；這種系統(tǒng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、多變量控制理論對(duì)戶式中央空調(diào)進(jìn)行集散控制，通過(guò)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(wú)級(jí)調(diào)節(jié)相應(yīng)的變風(fēng)量箱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)房間的送風(fēng)量，達(dá)到控制室溫的目的。但這種變風(fēng)量末端的引入將會(huì)使整個(gè)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(shì)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(lái)了廣闊的市場(chǎng)，特別是隨著人民生活水平的提高，對(duì)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(shí)機(jī)，推出配備戶式中央空調(diào)的高品質(zhì)住宅越來(lái)越多，精品住宅的推出，既極大地激活了房地產(chǎn)市場(chǎng)的需要，又帶動(dòng)了戶式中央空調(diào)的需求。

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

    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(guó)的國(guó)情決定的。在我國(guó)，城市人口密集，土地資源緊缺，城市化進(jìn)程正在加快；而近年來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)居民的人均住宅面積持續(xù)增長(zhǎng)，而政府也把住宅消費(fèi)作為擴(kuò)大內(nèi)需、刺激消費(fèi)的重要舉措。因此，在若干年內(nèi)，我國(guó)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(diǎn)是節(jié)能。因?yàn)樽≌�空調(diào)的同時(shí)使用系數(shù)很低，一般僅在50％左右。DHC在我國(guó)住宅空調(diào)尚不普及，主要是對(duì)實(shí)施DHC的投融資體制、收費(fèi)制度、設(shè)施的產(chǎn)權(quán)界定和折舊辦法、負(fù)荷波動(dòng)條件下運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題都需做進(jìn)一步深入研究，相信在不久的將來(lái)，住宅集中空調(diào)將會(huì)有很好的發(fā)展趨勢(shì)。

    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(wèn)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(guó)人口多、住宅需求量大的具體國(guó)情特點(diǎn)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(guó)的市場(chǎng)需求前景廣闊；

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

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及參考文獻(xiàn)：

1.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范))GBl9-87(2002年版)

2.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 GB50243—2002

3.陸耀慶主編《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中國(guó)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(jì)與實(shí)例》北京：中國(guó)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(jì)》北京：中國(guó)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(guó)制冷空調(diào)網(wǎng)

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

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