关于家用变频中央空调系统设计的研究

　　
　　摘要：本文通过对家用中央空调的主要特点及方式进行了分析与比较，深入探讨多联式空调系统设计时需要注意的几点问题。
　　关键词：家用变频中央空调系统；特点；设计；
　　0前言
　　中央空调系统一般都应用在各种大型的商业办公楼、豪华大酒店等设施中，应该说其使用功能是比较卓越的，环境也比较舒适，但其设施过于庞大，需要设置专门机房空间进行控制管理，购买费用高，耗能量大运行成本过高，一般的家庭、住宅楼、别墅或者小型商业办公楼不会考虑安装中央空调系统。
　　普通的家用分体式空调或者窗式空调虽然价格要远低于大型的中央空调，也易于安装，但是其使用性能效果要低于中央空调，而且如果是大面积空间或多居室住宅，就需要安装很多的空调，不仅操作控制增加了困难，这样室外机太多，也影响了楼房的美观度，给生活环境增加了负面影响。所以说，在西方发达国家，家庭或者小型的商业办公环境一般都不会选择普通家用空调，当然也不会购买中央空调，而是购买小型中央空调中的两类代表性产品——家庭中央空调与商用空调。
　　1.家用中央空调主要特点
　　（1）家用中央空调可以独立控制各自区域，在某个室外机所控制的域不需使用空调时，就可以把这个室外机关闭，节约了运行费用。
　　（2）家用中央空调布置灵活方便。根据建筑的不同功用，做不同的配置方案，结合装修，美观大方，室内噪声低。
　　（3）家用中央空调不需要占用机房，节省建筑使用面积。
　　（4）家用中央空调在维修方面不需要专业人员维护，维修方便。
　　家用中央空调，是从家用房间空调器和中央空调分化出来的介乎于两者之间的一种产品，相对于目前的家用空调，其最大特点是可以使室内所有房间温度均衡，防止“空调病”。
　　2.几种家用中央空调方式的分析比较
　　2.1小区集中供冷供热系统
　　小区内集中设冷热源站房，通过室外管网将冷热水送至每户。该系统具有中央空调的优势，如房间的温度分布均匀、不占有房间的使用面积、室内噪音低等。但一次性投资大，需有效的物业管理，平时运行费用高，计费计量准确困难，随着住房商品化，集中供冷暖系统计费、收费越来越困难，此系统市场份额也日渐萎缩。
　　2.2户用小型风冷热泵中央空调系统
　　由风冷热泵机组、室内机及空调水管及附件组成。风冷热泵机组设于天面上或庭院里，将噪音阻隔于户外。风冷热泵机组内置小型压力膨胀水箱、循环水泵及自动补水阀。风机盘管空调末端有多种形式，可根据业主喜好、功能使用、室内装饰等进行选择。该系统结构紧凑、安装方便、与全空气系统比占建筑空间少，容易配合装饰。机组设有内置式膨胀水箱，可使安装、操作、维修更为简单且无损建筑外观美。风冷热泵机组采用微电脑全自动控制，操作简单，各房间独立控制，又可集中控制，方便实用、便于节电。若设新风需另设新机组，增加造价。
　　该系统缺点为：集水盘内易集尘、滋生细菌，存在漏水隐患，但漏水处容易发现，便于维修。风冷热泵机组为三相电源，需另配电，设电表计量等。
　　2.3家用变频中央空调系统
　　由室内、外机，冷媒管、凝结水管及附件组成。室外机置于阳台上或庭院里，室内机多款可供选择，但室内、外机之间采用紫铜冷媒管连接，不需膨胀水箱、循环泵。便于计量计费。
　　该系统优点：由于冷媒直接蒸发，能效比较高；具备所有家用空调性能，如：夜光遥控、超低噪音等。室内机送风自动摆动，导流叶片；型号规格多，选择余地大，可根据不同性能、功能要求选择；一拖多台，根据正在运转室内机数量及每个房间不同负荷状况，变频电路调整压缩机转速，以随时适应各个时刻的总荷量，使每台室内机都得以高效运转，减少运行费用、节能、经济；室外机小巧紧凑，方便灵活安装，能节省室外空间，美化家居环境，减少室外机数量；带有自动故障检测，方便检修；自动转换供热/冷模式，自动风速变换，有定时、夜间设定模式，可同时实现集中管理和单独控制。
　　其缺点：温室气体排放量大大提高；安装要求高；如发生冷媒管泄漏，很难找出漏点，不易维护，其价格较高。新风处理要另外考虑。
　　2.4户用小型水环热泵中央空调系统
　　由冷却塔、水泵、室内机及空调水管及附件组成。冷却塔、水泵设于天面上或庭院里，将噪音阻隔于户外。系统设计与2.2街方案类似，只是空调水管里不是冷冻水而是冷却水，进而空调末端即室内机两者不同。与2.2节方案比相对价格低，能效比高。
　　综合以上四种家用中央空调方式，各个方式各有自身特点，视工程具体情况，经济、技术分析比较，确定最后能最适合工程空调方案。
　　3.家用变频中央空调系统在设计施工中应注意的几个问题
　　3.1室内机容量与室外机容量的匹配
　　室内外机的容量匹配比并不可一概而论，应根据系统中各室内机同时使用率、各室内机所在房间冷热负荷峰值的时间分布等因素而确定。
　　（1）对公共建筑，我们应该对建筑的功能、朝向、体型、使用时间等关键因素具体分析后才能合理划分多联机系统。在兼顾相似使用功能的前提下尽量使用同一系统的室内机在不同的建筑朝向位置，以避免各室内机同时出现围护结构的负荷峰值，使得室外机运行波动巨大。这样我们就能有效的减少室外机的负荷，从而减小室外机容量，节省系统初投资。在保护系统运行安全的前提下，建议在公共建筑中超配不宜超过110％。
　　（2）对住宅建筑，多联机的使用与公共建筑中的同时使用率有明显区别。每个房间空调的同时使用机率很小。在这种情况下，我们就可以大胆的对室内外机的容量进行超配，一般认为可以设置在130%~150%,但这必须建立在室外机有着完善的压缩机过载保护机制的基础上。
　　3.2新风补充方式
　　变频系统有着一个重大不足就是新风补充问题。《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）3.19条文明确规定“民用建筑人员所需要最小新风量按国家现行有关卫生标注确定”，而具体的新风量也在条文说明中列出。配合多联机系统的新风补充方式有很多。
　　（1）单独设置新风机组。目前有部分厂家变频空调已开发了新风机组，不过新风机组的室内外机另外配置，不能和原先的变频机系统共用。其优点是处理过的新风品质较好，能进行湿度控制，舒适性好；缺点是室外机要占空间，为了房间的风量平衡要考虑房间排风，由于是比较新的产品，目前价格比较高。
　　（2）全热交换机组。其优点是节约能源，不需要机房，送排风量平衡；其缺点是使用寿命短，热交换媒质易损耗。
　　（3）自然渗透。对要求不高的房间，开窗或门缝也是获取新风的有效途径，但是在空调季节时损耗能量，热舒适性差。
　　3.3冷凝水的排放
　　（1）冷凝水管设计不宜过长。规范明确规定冷凝水管的坡度应不小于0.008，但吊顶内管线众多，此外业主对吊顶高度都有着很高的要求，这就在客观上使得冷凝水管0.008的坡度要求在实际施工中难以达到。对此，在冷凝水系统设计中，宜分段多点排放，就近排放到卫生间、阳台等地漏或预埋的冷凝水立管。
　　（2）冷凝水管设计应避免使用PVC等强度差的塑料管。当工程进入水暖电集中安装及室内装修阶段，常常是多工种同时在现场进行安装施工，PVC等从强度差的材料作为冷凝水管被隐性损坏的情况时有发生，待系统调试过程中，冷凝水管极有可能出现漏水。因此，在复杂重要的工程中建议使用镀锌钢管作为冷凝水管。
　　（3）冷凝水管应避免直接接入到雨水管中。当遇到强降雨的情况下，雨水有可能经连接在雨水管上的冷凝水管从室内机倒灌到室内。因此冷凝水立管宜单独设置，至一层排至雨水井或地沟。
　　3.4冷媒管线布置
　　变频机冷媒管配管加长会使压缩机吸气管阻力增加，吸气压力降低，过热增加，从而使系统能效比降低。因此在系统冷媒管系统设计时，我们还是要把减少管线长度问题作为比较关注的重点。另外，冷媒管第一分支到最末段室内机长度控制对系统中冷媒分配有着重要影响。过长会使冷媒分配不均匀，影响最不利管线下室内机的制冷效果。
　　3.5室外机通风
　　建筑师为了建筑立面、造型等因素常常要求我们的空调室外机在建筑物的视线中消失以配合建筑的整体效果，致使变频机室外机常常被安置在隐蔽的位置。如果通风不好，会大大影响室外机的工作效率，甚至引起停机，个别还会损坏压缩机。因此室外机良好通风是极其重要。首先要有足够的通风面积，若要设置遮挡物遮挡室外机，在不破坏建筑立面的前提下建议设置隔栅而不是百叶；此外随机配置的连接冷凝风扇的导风管能有效的防止通风气流短路，相应我们必须采用有着更高的冷凝风扇余压机型。
　　4.结语
　　家用中央空调业在我国是一个新兴行业，变频机系统更是越来越得到广泛的应用，虽然在空调系统设计中带来了极大的便利，但是我们必须高度重视在设计、施工中遇到的典型，努力在设计中优化和改经，使该系统真正发挥其设计、施工简单，单独控制方便，便于独立计量等众多优势。
　　参考文献：
　　[1]《采暖通风与空气调节设计规发》.GB50019-2003
　　[2]陆耀庆.《实用供暖空调设计手册》.北京.中国建筑工业出版社.1993年
　　[3]中国建筑标准设计研究所.《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调.动力》.北京.中国计划出版社.2003年