高层写字楼变频多联空调工程设计研究论文

［摘要］本文主要介绍了高层写字楼采用变频多联空调系统的设计方案，对高层写字楼空调设计有一定的借鉴意义。

［关键词］变频多联空调系统；负荷计算；设计

1概述

中国近几年高层写字楼发展迅猛。高层写字楼通常是集合餐饮、娱乐、购物、办公等一体化的综合性大楼，其特点是分租或分售给小业主使用。本文以高层写字楼空调设计为主题，以福州宇洋金座为例，分析变频多联空调在高层写字楼中的设计及应用。福州宇洋金座由一幢高层综合甲级写字楼构成，建筑面积约158738m2。项目以地下2层、地上56层、260米的海峡金融街第一高度，成就区域商务巅峰。

2空调设计方案

2.1房间热负荷计算

针对本工程的标准层的8个典型房间，即西北向、西向、西南向、南向、北向、东北向、东南向、东向通过负荷计算软件计算各个房间的热负荷，然后参照这些房间的热负荷确定各个楼层热负荷。

2.2空调冷负荷修正系数n

由于该大楼的室外机放置在裙楼、避难层和屋顶，部分室外机至室内机连接铜管较长，存在负荷衰减，在综合考虑福州的夏季气温、实际管长、污垢系数、间歇使用和邻室传热以及参照福州本地类似办公楼工程的变频多联空调实际配置负荷等因素的情况下，空调实际设计负荷应考虑以下几个方面的修正系数:

(1)管长修正系数n1，应按每个冷媒系统的实际管长和室内外机的高差计算。例如某冷媒系统的管路实际管长为130米，其室内外机高差为30米，则该冷媒系统的当量管长(考虑分歧管、弯头等的局部阻力)为162.5米，查管长及高差对制冷量的修正曲线得n1=0.813;

(2)室内干球温度25℃，相对湿度60%时，查得湿球温度为19.4℃;

(3)室外机进风干球温度为35.9℃，室内机回风湿球温度为19.4℃，查不同温度工况下的制冷量表得温度修正系数n2为1.01;

(4)设备运行污垢系数β=1.05;

(5)考虑实际施工时不能完全满足节能设计标准，室内计算负荷放大系数取k=1.05;综上所述，该系统空调冷负荷修正系数n=(n1×n2)/(β×k)=(0.813×1.01)/(1.05×1.05)=0.74故该系统冷量放大系数为:1/n=1/0.74=1.35倍本项目所有冷媒系统的冷负荷修正系数n均需按本步骤计算，同时应以各房间计算冷负荷除以空调冷负荷修正系数n作为空调负荷设计的计算依据。

2.3空调新风设计如下:

2.3.1一层～五十六层为办公部分。办公室人员密度及人均新风量均按国家标准配置，即30m3/h·P。

2.3.2大空间采用全热交换器提供新风，小房间采用冷媒新风机，新风通过筒体电梯厅处的新风管井提供新风。

2.4空调室外机布置方案

2.4.1室外机布置如下:

变频多联机室内外机的高差有一定限制，这个主要是由于高差太大引起压缩机回油不顺畅，可能导致压缩机因缺油而损坏。虽然有的空调厂家宣称室内外机高差可以做到110米，但是实际设计的时候又给予诸多限制。所以为了稳妥起见，工程设计上一般是这样选择的:当室外机高于室内机的时候，室内外机的高差是50米;而室外机低于室内机的时候，室内外机的高差是40米。故室外机放置方案如下:

(1)裙楼及主楼1～13层直流变频多联室外机设在5层裙房屋面上。

(2)主楼15～22层直流变频多联空调室外机设在14层避难层室外机平台处;

(3)主楼23～33层直流变频多联空调室外机设在29层避难层室外机平台处;

(4)主楼34～43层直流变频多联空调室外机设在44层避难层室外机平台处;

(5)主楼45～56层直流变频多联空调室外机设在主楼屋顶层屋面上。

2.4.2室外机布置位置通风散热基本要求

室外机的布置必须满足安装检修、通风、噪音的需要。室外机尽量放在屋顶、地面等通风良好的室外空间，当放置在阳台、设备间、避难层、凹槽、天井内时，一定要精心设计，通风百叶、防水等相关事宜要考虑周全，确保通风顺畅、检修方便。通风的基本要求如下:

(1)热风能够直接排到室外;

(2)室外的风能够吸进来;

(3)排风不短路(即不回流);

(4)保证排风量和进风量。

2.4.3避难层通风百叶设计

不允许采用普通的防雨百叶，因为防雨百叶出风净面积大幅缩小，阻力大幅增加，风量减少，部分排风被阻挡在室内。且出风速度降低、热风易贴附在建筑外表面，形成热岛效应，因此，严禁使用。所以百叶一定要采用通风顺畅、阻力小的直百叶或柳叶形百叶。百叶方向水平或者向下、向外倾角为10度左右，百叶间距不小于80mm，整个百叶风口水平方向的净流通面积不小于80%(扣除百叶的厚度、边框及支撑筋等)。

2.4.4避难层排风口的风速设计

排风口的风速为4.5～6m/s之间。排风的风速越高，热风吹出的距离就越远，减少了热风回流的可能性。但是风速也不是越高越好，风速过高时，阻力增大，反而减少了风量。因此，出风口保持一定的风速是必要的。

2.4.5避难层进风口的风速设计

尽量避免室外机进风、排风的短路，宜从不同方向进风和排风。进风相当于自然进风，必须保证足够的进风面积。主要分以下几种情况：

(1)进、排风在同侧时，进风百叶(扣掉排风百叶及大的遮挡)的面风速应不大于1－1.6m/s;

(2)进、排风在不同方向时，进风百叶的'面风速应不大于2m/s;

(3)设备机房内，进风百叶与设备进风口之间的进风通路的任何一处的风速均不大于1.6m/s。

2.5室外机基础设计

2.5.1放置在裙楼及屋顶的室外机基础采用水泥基础，高度200mm。

2.5.2放置在避难层的室外机基础设计

以14层避难层为例，室外机平面布置因为本层室外机前后布置成两排，为了保证后排的室外机进风，故基础采用角钢焊接成一个高度为500mm的架子，后排的室外机可以从前排的角钢基础的空隙进行进风，从而确保后排进风得到满足。导风罩剖面图如图5。

3中央空调集中控制及分户计量系统设计

宇洋金座属于租赁式写字楼，主要是由小业主组成。而一个好的空调系统应该是让用户能获得使用方便、安全、舒适、性价比高的空调。即同时具备以下二个特点:对使用者而言应该是使用成本低，使用方便、明码标价。而对管理者而言，又必须是用户的情况一目了然，没有收费的纠纷，同时管理成本低。故本大楼设计中央空调集中控制与分户计量系统，即能够根据用户空调使用情况，做到中央空调运行费用公开、透明，即用多少付多少费用，达到节能、可靠、省电的目的。其具备以下几个功能:

(1)具备自动抄表和计费功能:能自动将数据采集单元采集的数据自动抄送至区域管理单元，按计费类别、用户单元自动计费和管理，并可根据需要，按周、月、年，同一用户单元可分类或汇总打印收费报表和单据。

(2)系统能记录各用户当前的用量、上次抄收时的用量，保证在发生故障后恢复数据。

(3)数据的储存时间，随时查询各用户每年的所有资料。具备对建筑、楼层、用户编号、用户姓名、数据时间、计费类型数据的查询功能。

(4)报表打印:应具有默认标准报表打印格式，并附带报表格式设计软件，用户可根据需要，自定义修改报表打印格式。

(5)具体设计方案如图6所示。

4结语

本大楼自空调运行以来，效果良好，空调集中管理及计费方式得到了大部分业主的认同，关于空调的物业纠纷鲜有发生。故高层写字楼变频多联空调设计的时候，应综合考虑空调负荷配置、新风布置、室外机布置及通风散热情况、空调集中控制及分户计量等等，做到方案最优。

参考文献

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［2］福建省建筑科学研究院等13－62－2004福建省居住建筑节能设计标准实施细则［S］.2008.

［3］王志刚，徐秋生，俞丙丰.变频控制多联式空调系统［M］.北京:化学工业出版社，2006:1～284.

［4］中国建筑科学研究院50736－2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2012.