重庆市区办公建筑多联机空调系统设计与分析

罗睿

摘 要：多联式空调（热泵）机组是指一台或数台风冷室外机，连接数台不同或相同型式、容量的直接蒸发式室内机构成单一制冷循环系统，它可以向一个或数个区域直接提供处理后的空气。最早由日本大金公司于上世纪80年代推出，在上世纪90年代初被逐渐引入我国。近年来，随着国内相关企业逐渐掌握了多联机的核心技术，并拥有了大量自主知识产权技术，其发展速度更为迅猛。与此同时，多联机空调系统在国内的应用对象从起初的一些中小型公共建筑，逐步扩展到一些大型公共建筑和部分高端品质住宅建筑中，在整个建筑行业得到了较为广泛的应用。本文首先对多联机空调系统设计及其在国内外的应用发展情况进行了较详细的介绍，将多联机空调系统与常规中央空调系统进行了对比分析。以重庆市区范围内的一个已完成施工图设计的公共建筑项目作为实例，利用DeST动态负荷计算软件对建筑的冷热负荷进行了详细的模拟计算，分析讨论了不同的窗墙比、不同的照明与设备功率对空调负荷的影响;分析讨论了围护结构、人员、设备、新风等因素形成的空调负荷在总负荷中的构成情况;分析讨论了建筑的不同区域、不同功能房间的空调负荷及其随时间变化的特征。

关键词：办公建筑;多联机空调系统;负荷分析;设计;CFD模拟

一、课题背景

我国是当今世界上最大的发展中国家，发展经济，摆脱贫困，是中国政府和中国人民在相当长一段时期内的主要任务。20世纪70年代末以来，中国作为世界上发展最快的发展中国家，经济社会发展取得了举世瞩目的辉煌成就。随着我国经济的较快发展和工业化、城镇化进程的加快，能源需求不断增长，资源约束突出、能源效率偏低等问题日渐凸现。主要体现在中国优质能源资源相对不足，制约了供应能力的提高;能源资源总量虽有优势，但作为人口第一大国，能源人均占有量偏低，能源资源分布不均，也增加了持续稳定供应的难度;经济增长方式粗放、能源结构不合理、能源技术装备水平低和管理水平相对落后，导致单位国内生产总值能耗和主要耗能产品能耗高于主要能源消费国家的平均水平，进一步加剧了能源供需矛盾。

然而我国城市化依然在继续，人们多物质生活水平急需得到改善。为了深入贯彻落实我党提出的科学发展观，积极构建社会主义和谐社会，国家高度重视能源问题，并将能源问题作为发展战略的核心，为了建设资源节约型、环境友好型社会并提高能源利用率，大力提倡节能减排、优先考虑使用可再生能源等政策和要求也随之而出。

本文对多联机空调系统的构成及其国内外现状以及发展情况进行了详细阐述，提出了多联机系统设计的创新点、意义和目的以及研究的主要工作。然后，对多联机空调系统与常规中央空调系统原理分别进行了詳细介绍，并对它们各自的特点进行对比分析，提出了两种系统各自适用的工程类型。选取重庆市内一个办公性质的公共建筑项目—重庆市环保科技产业园的5号楼作为工程实例，

对工程进行了较深入的分析和设计，结论如下：

①首先采用DeST负荷计算软件对本工程进行全年365天8760小时的逐时冷热负荷计算，根据负荷计算的模拟结果进行冷热负荷分析，提出了在重庆市区气候特征条件下，部分空调季节负荷率过低的现象会对设计人员按照现行规范进行空调室外机选型带来影响，随后在空调室外机选型的设计过程中，将各个空调系统室外机采用两台小型模块机组并联，在部分负荷率较高的空调季可以开启其中一个模块使用，既降低了能耗，同时也提高了使用时的IPLV值。

②考虑到现阶段的建筑方案设计对建筑物的采光要求比较高，为了满足用户的采光需求，将建筑的窗墙比设置得很高，本文对DeST负荷计算结果进行分析时，将整个5号楼建筑作为模拟对象，对其窗墙比进行0.1—0.5范围内从低到高进行模拟，模拟结果显示，随着窗墙比的增加，冷热负荷总量都会增加，并且西向和北向的窗墙比增加，对空调能耗的影响更大，南向和东向的窗墙比增加对空调能耗的影响相对较小。

③在平时的工程设计中，建筑室内各种不同类别房间的照明、设备散热量均由电气专业向暖通专业提资，暖通专业根据提资进行负荷计算。考虑到如今的办公建筑更加现代化、智能化的特点，我们在DeST负荷计算中增大了办公用房的照明、设备功率，与原有电气专业提资的照明、设备功率所生成的负荷计算结果进行了对比，负荷计算结果增大了20%左右。

④通过对多联机室外机布置方案的CFD模拟分析及优化表明，室外机如果放置在室内空间或者密闭场所，则需要对该场所采用机械通风和自然通风相结合的方式，改善环境的通风换气条件，以保证室外机能够有效而稳定的运行。

⑤在空调系统、新风系统进行设计的过程中，需要严格按照现行国家规范和建筑整体的合理性进行设计，例如：室内外机的超配比验算、新风口与回风口的气流组织、风管与风口的风速要求、办公环境的噪声要求、外墙百叶开口对立面造型的影响等。

参考文献

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