多联式空调系统在高层写字楼项目中的设计应用

尹小红

（青岛海信日立空调营销股份有限公司，山东 青岛 266000）

0 引言

近年来，多联式空调系统因其节能、舒适、智能化管理、占用空间小、设计灵活等优点，备受广大设计人员的青睐。多联式空调系统室外机容量的确定需要按照设计工况，对室外机的制冷（热）能力进行温度、冷媒管长和高差、融霜等修正。根据建筑具体情况，应合理选型和布置多联式空调室内外机，以满足建筑空调区域或房间的舒适性要求。基于此，本文以深圳某办公楼为例，对其多联机空调方案进行优化，并对设计过程的注意事项进行了详细说明，避免因设计问题影响整个项目的进展。

1 建筑概况及优化设计背景

深圳某高档办公楼，总建筑面积80 000 m2，建筑高度149.8 m，为超高层建筑，主楼34层，裙房3层。根据甲方要求，1～19层采用蓄冰空调系统，21～34层采用多联式空调系统，21～34层新风负荷由蓄冰空调系统承担。空调室外机集中布置在避难层和屋顶层。

以高区标准层为例，根据甲方提供的空调设计方案，新风冷负荷由蓄冰空调系统承担，空调冷负荷由多联式空调承担，每层两个空调系统。设备选型参考海信多联机空调设备参数，图1为初始方案标准层空调室内机平面图，图2为初始方案避难层空调室外机机房布置图，表1为初始方案中标准层的空调配置表。

通过对该办公楼多联机空调方案进行优化分析，笔者发现该方案存在一定的问题，空调选型负荷偏小，导致所选空调室内外机容量均偏小。按照所选容量预留的室外机机房面积偏小，通风面积不够，配电功率亦偏小。若按照该方案进行施工，达不到预期的空调效果。

2 方案优化

多联式空调系统方案设计步骤包括：负荷计算→室内外机选型→设备管道布置→方案图（施工图设计）。

2.1 室内外主要设计参数

深圳市室外气象参数如表2所示，室内设计计算参数如表3所示。

2.2 负荷计算

利用负荷计算软件进行冷、热负荷计算，该过程要注意各项输入参数的准确性。变频多联机系统使用灵活，计算负荷时应考虑间歇使用和户间传热的影响。以标准层为例，每个房间冷负荷计算结果如表4所示。

2.3 室内外机选型

在多联机室内外机选型时，其装机容量应适当留有余量，这与室内机工作温度有直接关系。在选择室内外机容量时，须考虑系统冷媒管长、温度工况、盘管积灰、空调间歇使用等因素的影响。如果冬季供热，还应考虑室外机除霜对选型的影响。下面笔者对选型计算及需要注意的事项进行详细说明。

2.3.1 室内机修正系数确定

根据厂家提供的参考资料，室内机名义制冷量的计算公式如下：

图1 初始方案标准层空调室内机平面图

图2 初始方案避难层空调室外机机房布置图

表1 初始方案中标准层的空调配置表

表2 深圳市室外气象参数

表3 室内设计计算参数

时间房间号房间1 房间2 房间3 房间7 房间8 男厕 女厕 房间4 房间5 房间6 房间9 房间10设备用房 电梯厅08：00 29 187 6 488 6 488 7 436 7 436 1 700 1 700 6 488 6 488 42 875 7 436 7 436 3 000 3 300 09：00 31 311 6 849 6 849 7 660 7 660 1 700 1 700 6 849 6 849 45 281 7 660 7 660 3 000 3 300 10：00 32 947 7 115 7 115 7 890 7 890 1 700 1 700 7 115 7 115 43 615 7 890 7 890 3 000 3 300 11：00 34 202 7 337 7 337 8 028 8 028 1 700 1 700 7 337 7 337 39 453 8 028 8 028 3 000 3 300 12：00 35 153 7 490 7 490 8 233 8 233 1 700 1 700 7 490 7 490 34 190 8 233 8 233 3 000 3 300 13：00 38 908 7 569 7 569 8 375 8 375 1 700 1 700 7 569 7 569 34 411 8 375 8 375 3 000 3 300 14：00 44 815 7 540 7 540 8 487 8 487 1 700 1 700 7 540 7 540 34 249 8 487 8 487 3 000 3 300 15：00 49 471 7 440 7 440 8 497 8 497 1 700 1 700 7 440 7 440 33 660 8 497 8 497 3 000 3 300 16：00 50 282 7 199 7 199 8 505 8 505 1 700 1 700 7 199 7 199 32 391 8 505 8 505 3 000 3 300 17：00 47 848 6 913 6 913 8 525 8 525 1 700 1 700 6 913 6 913 30 939 8 525 8 525 3 000 3 300 18：00 38 745 6 482 6 482 7 951 7 951 1 700 1 700 6 482 6 482 27 939 7 951 7 951 3 000 3 300 19：00 27 238 6 152 6 152 6 770 6 770 1 700 1 700 6 152 6 152 24 636 6 770 6 770 3 000 3 300 20：00 25 944 6 029 6 029 6 538 6 538 1 700 1 700 6 029 6 029 23 704 6 538 6 538 3 000 3 300

式中：Qm为室内机名义制冷量（kW）；Qj为该室内机负担的计算冷负荷（kW）；β为室内机修正系数；β1为盘管积灰对室内机传热影响的附加率，取1.1；β2为空调间歇使用对室内机传热影响的附加率，取1.18；n2为不同温度工况对系统能力影响的修正系数，参考海信多联机M系列产品进行温度修正，取1。

根据以上附加系数取值，室内机修正系数β=β1×β2/n2=1.1×1.18/1=1.298，取值 1.3。

2.3.2 室外机修正系数确定

根据厂家提供的参考资料，室外机名义制冷量的计算公式如下：

式中：Qm为室外机名义制冷量（kW）；Qj为由该室外机负担的计算冷负荷（kW）；β为室外机修正系数；β1为积灰对室内机传热影响的附加率，取1.1；β2为空调间歇使用对室内机传热影响的附加率，取1.18；n1为冷媒系统最不利管长修正系数，按照加大主管管径确定，参考海信多联机M系列产品进行温度修正，取0.87；n2为不同温度工况对系统能力影响的修正系数，取1。

根据以上附加系数取值，室外机选型修正系数β=β1×β2/（n1×n2）=1.1×1.18/0.87 ≈ 1.492，取值 1.49。

2.3.3 室内外机选型计算

室内机选型应按照每个房间计算负荷的瞬时最大值进行修正选型（参考表4），室外机选型应根据划分系统内的所有室内机选型容量确定。室内外机选型计算如表5所示。室外机选型需要用系统瞬时最大值进行校核，校核结果如表6所示。

从表5、表6数据可知，室内外机选型满足系统瞬时最大值使用要求。

3 方案对比分析

初始方案和优化方案均以标准层为例，从室内外机容量、配电功率方面进行分析。

初始方案：室内机装机总容量182.6 kW，室外机装机总容量157 kW，配电功率50.1 kW。

表5 室内外机选型计算表

表6 校核后室外机选型 单位：W

优化方案：室内机装机总容量232.4 kW，室外机装机总容量248 kW，配电功率87.9 kW。

初始方案室内外机容量、配电功率均偏小，无法满足正常空调需求，给甲方的工期带来了很大的影响。

4 多联式空调系统设计要点

除了上述需要注意的事项外，在设计过程中还应考虑室外机的布置及对周边环境的要求、多联式空调系统划分原则、多联机系统容量配比系数3个方面。

4.1 室外机的布置及对周边环境的要求

室外机的通风是否顺畅是一个非常重要的问题，对于整个空调系统的运行至关重要，直接影响到室内的空调效果。因此，在建筑设计阶段必须预留室外机的安装位置，且预留的空间大小需要满足安装、检修、通风、噪声的要求。

通风的要求：（1）热风能够直接排到室外（有必要的排风面积）；（2）室外温度的风能够吸进来（有足够的进风面积）；（3）排风不短路（即不回流）。

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，一定要精心计算、设计，通风百叶、防水等相关事宜要提前与业主沟通，确保通风顺畅、检修方便。

对于高层建筑，经常遇到的是室外机分层布置时的热压问题。在高层建筑中，由于没有足够的屋顶面积等原因，不同楼层的室外机经常放置在平面的相同位置上。在炎热的夏天，这些设备通常都会同时运行，由这些设备释放的热能将使周围环境的空气温度上升，从而引起热和空气的自然向上流动，造成上部楼层的外部环境空气温度升高。有的建筑为了进一步提高外立面的美观度，会在空调室外机摆放处采用百叶遮挡，或要求室外机布置于建筑凹槽内，这就导致空调室外机的通风环境进一步恶化。如需要有百叶遮挡时，建议采用下面的百叶做法，如图3所示。

4.2 多联式空调系统划分原则

每一台室外机就是一个空调系统，不同朝向的房间宜划分为一个系统，负荷不是同时达到最大，同样更省电，更经济；使用时间有差异的房间宜划分为一个系统，降低室内机的同时使用率，系统的能效更高，效果更好；使用不频繁的大空间房间宜单独设置系统，如大会议室、多功能厅等。

图3 百叶的做法

4.3 多联机系统容量配比系数

大多数多联机系统容量配比系数为50%～130%，即室内机与室外机相连时，室内机总容量可为室外机额定容量的50%～130%。但设计过程中并不是容量配比系数越大越经济合理。空调系统的出力取决于室外机能力、系统内所有室内机能力两项中较小者，配比系数可以达到130%，但并不是说整个系统的出力可以达到130%，系统基本上还是按照100%来出力的。因此，在同时使用率很高的条件下，配比率不宜过大，90%～110%为宜，100%最好。

《全国民用建筑工程设计技术措施2009暖通空调·动力》中明确提出多联机系统配比率需参考同时使用率进行容量配比，具体取值如表7所示。

表7 最大容量配比系数具体取值

5 结语

变频多联机系统技术含量较高，尽管不同厂家产品的技术要求不同，但设计依据和要点差别不大，均需考虑文中所述的注意事项，以给甲方提供合理的空调方案，保证多联式空调系统的运行效果。