高層寫字樓變頻多聯空調工程設計研究論文

［摘要］本文主要介紹了高層寫字樓採用變頻多聯空調系統的設計方案，對高層寫字樓空調設計有一定的借鑑意義。

［關鍵詞］變頻多聯空調系統；負荷計算；設計

1概述

中國近幾年高層寫字樓發展迅猛。高層寫字樓通常是集合餐飲、娛樂、購物、辦公等一體化的綜合性大樓，其特點是分租或分售給小業主使用。本文以高層寫字樓空調設計為主題，以福州宇洋金座為例，分析變頻多聯空調在高層寫字樓中的設計及應用。福州宇洋金座由一幢高層綜合甲級寫字樓構成，建築面積約158738m2。項目以地下2層、地上56層、260米的海峽金融街第一高度，成就區域商務巔峯。

2空調設計方案

2.1房間熱負荷計算

針對本工程的標準層的8個典型房間，即西北向、西向、西南向、南向、北向、東北向、東南向、東向通過負荷計算軟件計算各個房間的熱負荷，然後參照這些房間的熱負荷確定各個樓層熱負荷。

2.2空調冷負荷修正係數n

由於該大樓的室外機放置在裙樓、避難層和屋頂，部分室外機至室內機連接銅管較長，存在負荷衰減，在綜合考慮福州的夏季氣温、實際管長、污垢係數、間歇使用和鄰室傳熱以及參照福州本地類似辦公樓工程的變頻多聯空調實際配置負荷等因素的情況下，空調實際設計負荷應考慮以下幾個方面的修正係數:

(1)管長修正係數n1，應按每個冷媒系統的實際管長和室內外機的高差計算。例如某冷媒系統的管路實際管長為130米，其室內外機高差為30米，則該冷媒系統的當量管長(考慮分歧管、彎頭等的局部阻力)為162.5米，查管長及高差對製冷量的修正曲線得n1=0.813;

(2)室內乾球温度25℃，相對濕度60%時，查得濕球温度為19.4℃;

(3)室外機進風乾球温度為35.9℃，室內機迴風濕球温度為19.4℃，查不同温度工況下的製冷量表得温度修正係數n2為1.01;

(4)設備運行污垢係數β=1.05;

(5)考慮實際施工時不能完全滿足節能設計標準，室內計算負荷放大係數取k=1.05;綜上所述，該系統空調冷負荷修正係數n=(n1×n2)/(β×k)=(0.813×1.01)/(1.05×1.05)=0.74故該系統冷量放大係數為:1/n=1/0.74=1.35倍本項目所有冷媒系統的冷負荷修正係數n均需按本步驟計算，同時應以各房間計算冷負荷除以空調冷負荷修正係數n作為空調負荷設計的計算依據。

2.3空調新風設計如下:

2.3.1一層～五十六層為辦公部分。辦公室人員密度及人均新風量均按國家標準配置，即30m3/h·P。

2.3.2大空間採用全熱交換器提供新風，小房間採用冷媒新風機，新風通過筒體電梯廳處的新風管井提供新風。

2.4空調室外機佈置方案

2.4.1室外機佈置如下:

變頻多聯機室內外機的高差有一定限制，這個主要是由於高差太大引起壓縮機回油不順暢，可能導致壓縮機因缺油而損壞。雖然有的空調廠家宣稱室內外機高差可以做到110米，但是實際設計的時候又給予諸多限制。所以為了穩妥起見，工程設計上一般是這樣選擇的:當室外機高於室內機的時候，室內外機的高差是50米;而室外機低於室內機的時候，室內外機的高差是40米。故室外機放置方案如下:

(1)裙樓及主樓1～13層直流變頻多聯室外機設在5層裙房屋面上。

(2)主樓15～22層直流變頻多聯空調室外機設在14層避難層室外機平台處;

(3)主樓23～33層直流變頻多聯空調室外機設在29層避難層室外機平台處;

(4)主樓34～43層直流變頻多聯空調室外機設在44層避難層室外機平台處;

(5)主樓45～56層直流變頻多聯空調室外機設在主樓屋頂層屋面上。

2.4.2室外機佈置位置通風散熱基本要求

室外機的佈置必須滿足安裝檢修、通風、噪音的需要。室外機儘量放在屋頂、地面等通風良好的室外空間，當放置在陽台、設備間、避難層、凹槽、天井內時，一定要精心設計，通風百葉、防水等相關事宜要考慮周全，確保通風順暢、檢修方便。通風的基本要求如下:

(1)熱風能夠直接排到室外;

(2)室外的風能夠吸進來;

(3)排風不短路(即不迴流);

(4)保證排風量和進風量。

2.4.3避難層通風百葉設計

不允許採用普通的防雨百葉，因為防雨百葉出風淨面積大幅縮小，阻力大幅增加，風量減少，部分排風被阻擋在室內。且出風速度降低、熱風易貼附在建築外表面，形成熱島效應，因此，嚴禁使用。所以百葉一定要採用通風順暢、阻力小的直百葉或柳葉形百葉。百葉方向水平或者向下、向外傾角為10度左右，百葉間距不小於80mm，整個百葉風口水平方向的淨流通面積不小於80%(扣除百葉的厚度、邊框及支撐筋等)。

2.4.4避難層排風口的風速設計

排風口的風速為4.5～6m/s之間。排風的風速越高，熱風吹出的距離就越遠，減少了熱風迴流的可能性。但是風速也不是越高越好，風速過高時，阻力增大，反而減少了風量。因此，出風口保持一定的風速是必要的。

2.4.5避難層進風口的風速設計

儘量避免室外機進風、排風的短路，宜從不同方向進風和排風。進風相當於自然進風，必須保證足夠的進風面積。主要分以下幾種情況：

(1)進、排風在同側時，進風百葉(扣掉排風百葉及大的遮擋)的面風速應不大於1－1.6m/s;

(2)進、排風在不同方向時，進風百葉的'面風速應不大於2m/s;

(3)設備機房內，進風百葉與設備進風口之間的進風通路的任何一處的風速均不大於1.6m/s。

2.5室外機基礎設計

2.5.1放置在裙樓及屋頂的室外機基礎採用水泥基礎，高度200mm。

2.5.2放置在避難層的室外機基礎設計

以14層避難層為例，室外機平面佈置因為本層室外機前後佈置成兩排，為了保證後排的室外機進風，故基礎採用角鋼焊接成一個高度為500mm的架子，後排的室外機可以從前排的角鋼基礎的空隙進行進風，從而確保後排進風得到滿足。導風罩剖面圖如圖5。

3中央空調集中控制及分户計量系統設計

宇洋金座屬於租賃式寫字樓，主要是由小業主組成。而一個好的空調系統應該是讓用户能獲得使用方便、安全、舒適、性價比高的空調。即同時具備以下二個特點:對使用者而言應該是使用成本低，使用方便、明碼標價。而對管理者而言，又必須是用户的情況一目瞭然，沒有收費的糾紛，同時管理成本低。故本大樓設計中央空調集中控制與分户計量系統，即能夠根據用户空調使用情況，做到中央空調運行費用公開、透明，即用多少付多少費用，達到節能、可靠、省電的目的。其具備以下幾個功能:

(1)具備自動抄表和計費功能:能自動將數據採集單元採集的數據自動抄送至區域管理單元，按計費類別、用户單元自動計費和管理，並可根據需要，按周、月、年，同一用户單元可分類或彙總打印收費報表和單據。

(2)系統能記錄各用户當前的用量、上次抄收時的用量，保證在發生故障後恢復數據。

(3)數據的儲存時間，隨時查詢各用户每年的所有資料。具備對建築、樓層、用户編號、用户姓名、數據時間、計費類型數據的查詢功能。

(4)報表打印:應具有默認標準報表打印格式，並附帶報表格式設計軟件，用户可根據需要，自定義修改報表打印格式。

(5)具體設計方案如圖6所示。

4結語

本大樓自空調運行以來，效果良好，空調集中管理及計費方式得到了大部分業主的認同，關於空調的物業糾紛鮮有發生。故高層寫字樓變頻多聯空調設計的時候，應綜合考慮空調負荷配置、新風佈置、室外機佈置及通風散熱情況、空調集中控制及分户計量等等，做到方案最優。

參考文獻

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