空调室外机机位设计研究

2013-08-27漆海兵

机电信息 2013年19期

漆海兵

（浙江绿城东方建筑设计有限公司，浙江杭州 310012）

0 引言

随着城市进程的不断发展，人民生活水平的不断提高，城市中几乎所有住宅、办公、酒店和商业建筑均设置了不同形式的空调系统，来满足人们对室内环境的舒适要求。酒店和商业建筑常采用大型中央空调系统，住宅和办公建筑常采用分体空调、VRF空调系统，后者由于空调外机数量较多，在方案设计、初步设计和施工图设计中需要暖通专业与建筑专业密切配合，但往往因为建筑设计师缺乏对空调系统重要性的认识以及对建筑外立面美观的过分追求，导致了目前空调室外机机位存在诸多问题，大部分建筑空调外机未能安装在事先预留的设备平台上，不仅破坏了城市景观，激发了邻里矛盾，更给城市公共安全带来了隐患。因此必须引起政府职能部门、房地产开发行业和设计行业的高度重视。

1 目前空调室外机机位存在的问题

1.1 没有专门的空调设备平台或设备平台不合理无法安装和维修

（1）部分建成较早的住宅小区或写字楼没有设置专门的空调设备平台，空调室外机利用成本较低的镀锌三角角钢支架随意挂在建筑外墙，不仅影响城市美观，更重要的是支架长期日晒雨淋导致防锈蚀能力减弱，空调外机掉落事故时有发生。

（2）经过调查发现，虽然新建住宅小区或写字楼基本都考虑过空调设备平台，但还是存在较多问题，比较普遍的就是空调外机无法安装。

1）设备平台太小。主要原因是设计阶段考虑不周，例如，部分设计院完全由建筑专业设计师参与设计，而暖通专业设计师并未参与其中。如图1所示，设备平台宽度只有760 mm，考虑外墙保温后实际宽度只有600 mm左右，而目前市场上已有的品牌中最小的1 P分体空调室外机组的尺寸都大于650 mm。

2）设备平台凌空布置导致无法安装或安装作业极度危险。如图2所示，该设备平台凌空布置，机组安装只有2种方式：通过升降机从外墙进入安装，但该种方式不现实，首先在小区交付使用后，没有过多的空间供升降机使用；其次分体空调都是用户自购，分散安装，使用升降机安装成本过高。另外一种安装方式就是通过在设备平台和入户走廊之间架设空中走廊，但入户走廊设置有玻璃栏板，高度1.3 m，与空调设备平台之间高差较大，且跨度也很大，利用活动板架设空中走廊难度大，且无安全质量保证，即使空中走廊架设没问题，但由于楼层较高，空中走廊又无栏杆，安装极度危险，没有工人愿意安装。

1.2 空调外机与室内机组之间的配管长度超过产品允许的最大长度

空调外机与室内机组之间的配管长度超过产品允许的最大长度。主要存在于分体空调中，表1给出了分体空调厂家建议的配管长度和极限长度。超过极限长度将导致空调机组无法正常工作或损坏压缩机。部分项目在布置设备平台时优先考虑集中布置，忽视了空调配管长度的要求，导致空调无效果或空调外机的随意安装。

表1 厂家建议的配管长度

1.3 空调外机的散热效果不好

空调外机的散热效果不好是目前最普遍的问题，主要原因有以下几点：

（1）空调外机设置在竖向凹槽内，凹槽深度过深。建筑凹槽的深度直接影响了气流短路的可能性，随着凹槽深度的增加，下层排出的热空气急剧累积至上层，被上层室外机吸入，导致上层空调机组无法正常运行。杭州某项目空调外机在凹槽的布置剖面图和立面图如图3所示，针对图3空调外机的布置情况做的气流解析，如图4所示。从图4的结果可以看出，在15 F及以上楼层空调的吸风温度超过机组允许的最高温度43 ℃。

（2）空调外机设备平台百叶面积不足或百叶开口率过小，导致进排风阻力增加，风机风量下降，冷凝温度升高，影响机组的散热性能，导致空调出力不够。

（3）机组虽然分层布置，百叶面积也满足最低要求，但每层布置机组总容量过大，且垂直楼层数较多。导致机组排出的热风无法及时被室外空气稀释冷却，排风气流出现贴外墙面上升的现象，随着楼层数的增加越发明显，导致上部空调机组吸风温度无法满足要求，如图5、图6所示。从图6的结果可以看出，在17 F及以上楼层空调的吸风温度超过机组允许的最高温度43 ℃。

1.4 空调外机的噪声对室内空间产生影响

空调室外机由于安装位置不合适，空调外机运行的噪音对室内环境产生了不可忽视的污染，这也是比较普遍的问题，尤其要重视VRF机组位置的设置应尽量远离有安静需求的房间。

1.5 空调外机的热烘效应对人员的影响

经调查发现，很多空调外机都设置在生活阳台，直接朝向阳台活动区域排风，导致进出阳台都会有吹热风或冷风的感觉，还有很多沿街商铺空调直接落地放置，对行走的路人均产生了热烘效应。

2 空调室外机机位设置的合理化建议

2.1 分体空调室外机设备平台大小的确定

（1）以下对市场上分体空调室外机的外型尺寸做了汇总，如表2所示。

表2 不同品牌的分体空调室外机外型尺寸

根据表2空调外机的实际尺寸，考虑接管和安装空间，建议分体空调室外机设备平台按表3设置。

表3 分体空调室外机设备平台

（2）分体空调设计要点：

1）尽量减少布置在生活阳台。如果条件限制一定要设置在生活阳台，应保证空调百叶对外开启，避免热风吹向阳台。

2）卧室窗外尽量不布置设备平台。如果条件限制需要布置在卧室窗外，则不应采用落地窗，同时应考虑窗户能方便开启，并考虑窗户的隔声满足要求。设备平台的百叶开口率不小于85%，且百叶面积不小于机组立面面积的2倍。设备平台应设置地漏或预埋管，方便冷凝水排放，避免影响阳台使用。

2.2 家用VRF空调室外机设备平台大小的确定

（1）以下对市场上家用VRF空调室外机的外型尺寸做了汇总，如表4所示。

表4 不同品牌的家用VRF空调室外机外型尺寸

根据表4的尺寸，建议3～5 HP空调外机设备平台大小为1 350 mm×950 mm，4～9 HP空调外机设备平台大小为1 500 mm×1 000 mm。

（2）家用VRF空调设计要点：

1）空调室外机组四周与墙壁的最小距离应符合以下要求：接管或操作侧≥300 mm，非操作侧≥100 mm。

2）放置空调外机的设备阳台必须通风良好，机组的进排风处如果设置通风百叶，百叶面积需满足要求，要求进风速度不大于0.6 m/s，排放速度1.5～2 m/s。百叶的开口率要求大于85%，且应采用可拆卸百叶。

3）选用上排风的空调外机时，应根据厂家要求设置导流风管。

4）需要考虑配管长度以及环境温度综合引起的外机容量衰减，满足节能规范的要求。

2.3 商用VRF空调室外机设备平台大小的确定

（1）以下对市场上商用VRF空调室外机的外型尺寸做了汇总，如表5所示。

表5 不同品牌的商用VRF空调室外机外型尺寸

（2）设计要点：

1）设备平台的最小尺寸：根据表5的数据，并考虑安装要求来确定设备平台的最小尺寸，安装要求吸风侧大于300 mm，操作侧大于500 mm，接管侧大于200 mm，另外一侧不小于100 mm，如图7所示。

2）空调设备平台的位置除满足设备平台的最小尺寸要求外，还必须保证百叶面积；要求进风速度不大于1.5 m/s，排放速度6～8 m/s。百叶的开口率要求大于75%，同时要求校核室外风机机外静压是否满足要求。校核后设备平台宽度一般会比设备平台的最小宽度大很多。

3）室外机出回风在同一平面上时，必须确保足够的出回风速度，避免气流短路。

4）空调室外机与室内的高差和配管长度除满足机组技术要求外，外机容量衰减必须满足当地节能的要求。

5）建议设备平台至少两面设置百叶，不建议将空调外机放置在凹槽内。

6）对采用VRF系统的高层建筑，建议应对空调外机的热环境利用专业软件进行气流解析。

2.4 百叶面积、开口率、百叶角度的建议

由于建筑美观的要求，空调器进行外露安装基本不可能，都要求将机组安装在一个空间内，这个空间一般只有一面或两面是百叶，尤其以一面百叶居多。百叶的形式、面积、角度对机组的散热起到至关重要的影响。暖通设计师和建筑设计师应密切配合，既保证建筑效果又保证空调的散热效果，当两者存在矛盾时应优先保证空调的散热效果。

2.4.1 百叶的形式

常用的百叶有平直百叶（fl at型）和防雨百叶（S型）2种，如图8、图9所示。建筑设置百叶的目的仅仅是为了遮挡视线，避免看见空调机组。S型格栅自身有角度的弯曲，导致气流在进出格栅时都会受到影响，局部阻力损失较大，出风阻力较大，使室外机室的热气流不能顺利排出，甚至会引起吸排风短路现象，从而导致室外机吸风温度升高，影响机组散热，因此应避免选用S型防雨百叶。fl at型格栅的排风流动阻力系数小，不易发生回流现象。空调散热百叶宜选用fl at型百叶。

2.4.2 平直百叶开口率和角度的选择

虽然平直百叶的阻力系数在同样的开口率下比防雨百叶小很多，但是，平直百叶的阻力系数随着百叶开口率的降低而增大，随着百叶角度的增大而增大，因此，必须合理设置百叶的叶片间距和角度。通过相关文献资料发现：百叶与水平方向的安装水平角度小于10°对机组能力和能效影响都较小。角度为20°时，能力下降27%，能效下降44%；角度为45°时，能力下降44%，能效下降63%；当格栅角度超过30°后，热风再吸入现象开始严重；角度为70°时，会造成排风和吸风短路。

百叶的间距和角度决定了百叶的局部阻力系数，设计时应根据机组机外静压、机组风量由公式计算出百叶的最大局部阻力系数，并提供给厂家作为散热百叶设计的依据。