高档别墅空调系统形式应用分析

第24卷第6期 郭敬红，等：墅空调系统形式应用分析 ·63·

文章编号：1671-6612（2010）06-063-04

高档别墅空调系统形式应用分析

郭敬红1

郭树影2

（1.黑龙江八一农垦大学工程学院 大庆 163319； 2.黑龙江建工建筑设计研究院有限公司 哈尔滨 150046）

【摘 要】 对别墅冷热源方案的确定，空调方式的选择进行了深入分析，提出了适合别墅采用的空调系统形

式，以满足用户和房地产开发商的利益要求。

【关键词】 别墅；冷热源；空调方式；分析 中图分类号 TU831 文献标识码 B

Application Analysis of Air-conditioning Systems to Senior Villas

Guo Jinghong 1 Guo

Shuying 2 ( 1. Heilongjiang Bayi Agricultural University College of Engneering, Daqing, 163319;

2. Heilongjiang Architectural Design and Research Institute of Construction Engineering Co., Ltd, Ha ′rbin, 150046 )

【Abstract 】 Analysis of determination of cold and heat source program and selection of air conditioning system in senior villas, Proposes air-conditioning system for villas, to meet the interests and demands of users and real estate developers. 【Keywords 】 villas; cold and heat source; air conditioning system; analysis

作者简介：郭敬红（1977-），女，硕士，讲师。 收稿日期：2010-03-19

0 引言

近年来，别墅建筑越来越多，由于别墅自身定

位不同，因此与之相对应的对空调的要求也不相同，高档别墅对室内空气品质以及室内外环境的要求极高。室内空气品质应满足高标准的温、湿度要求以及保证良好的空气品质，并能够在不同工况提供持续稳定的冷、热量输出。室内、外空气应清新，光照柔和，宁静宜人而且内、外环境应合理配合装潢及视觉要求，确保美观。真正优异并适合高档别墅的空调方案应同时具备技术性能特点、初投资、运行成本、维护管理等方面的绝对优异性并应兼具科技创新及绿色环保概念。

1 别墅空调冷热源方案的确定

在确定别墅小区冷热源方式时，一定要从水、电、气等配套情况出发，选择合理的方式，因为这直接关系到楼盘的销售和投资的回收，当然也关系到用户和开发商的利益。例如：在北方地区，当别墅小区有集中的热源时，通常可采用风冷式分体空调器供冷，集中热源供热；当别墅小区有集中冷、热源时，通常可采用风机盘管加新风系统；当别墅小区无热源而有丰富的燃气资源时，通常可采用燃气加热，溴化锂吸收式制冷机供冷等，冬夏两用；对长江流域以南地区一般可采用风冷式热泵空调系统。通过以上说明可知别墅空调冷热源方案主要有两种形式：设立独立空调冷、热源，独立提供空调系统运行；建立集中冷、热源，通过小区管网集中供冷、热，采取分户计量方式。

设立独立空调冷、热源，随用户的使用需要而开启，即开即用、方便灵活，安全稳定。建立集中冷、热源，更利于能量的有效利用，尤其是在有城市热网的地区一定程度上可降低采暖费用，并有利于设备的集中管理。但由于别墅建筑相对于其它建筑而言层高较低，和城市外网压力相差较大，使城市管网敷设更为复杂，牵涉到管网水力平衡困难、运行管理复杂、调节困难、工程投资高、个别别墅

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2010年12月 制冷与空调 Refrigeration and Air Conditioning V ol.24 No.6 Dec. 2010.63～66

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建在郊外等诸多因素，因此这种形式应用较少。由于大多数别墅通常由业主独立购买或租用，具备鲜明的使用独立性，因此设立独立空调冷、热源在别墅建筑中是比较合理的解决方案。

2 高档别墅空调形式的选择

高档别墅空调系统规模不大、房间个性化、使用时间差异大等特点，以及别墅消费群体对居住环境、居住品质要求极高，可以说是到了挑剔、苛刻的程度。因此，别墅配套的空调系统，不但要求能够提供高舒适的居住空气品质，还要满足在档次、品味、个性、静音、节能等方面的要求。通常可采用的空调形式分析如下。

2.1 分体式空调器

由多组风冷式室外机与根据房间要求分别设置的空调室内机组成，通常空调室内机为分体挂壁或柜式机，多台空调室外机置于室外。此形式在一些早先投资的以租为主的别墅项目中普遍采用。别墅建筑周围环境较好，建筑师不希望在建筑外墙上悬挂许多室外机或窗式空调器。由于室内、外机对内外环境的影响等原因在新建的高档别墅项目中现已很少采用。

2.2 风管式集中送风形式

通常为风冷式室外机，有专门的室内机处理空气，通常分层设置，然后由高静压风管式送风机通过风道将空气送入空调房间，根据使用区域负荷需求调节风阀从而调节风量达到不同分区的调节。但在实际使用中也暴露了一些问题。

（1）各房间风量难以平衡，关断某房间后，其他房间风量变大且噪音加大；

（2）室内机器噪音较大；

（3）风量变化频繁，系统工况不稳定，导致机组故障频发；

（4）阀件关闭不严，有系统漏风；

（5）建筑围护结构本身保温不良，房间时开时关，隔壁房间为非空调房间等原因造成实际传热较大，空调需持续开机才可达到效果，大大增加使用费用；

（6）风管占用较大吊顶空间，影响室内层高，回风口较难布置。

由于上述缺陷难以避免和解决，因而在别墅中已很少使用。2.3 风冷热泵冷（热）水+风机盘管形式

由风冷式热泵机组集中提供冷热水，以水为介质输送冷热媒，通过末端风机盘管处理室内空气。该形式为传统半集中式空调。能够根据房间要求提供冷、热量，系统运行能耗较低，水管道占地面积小，并可有效配合室内装潢及通过新风管道提供新风，可以有效改善室内空气品质。但该空调形式用于高档别墅，现在已出现一些问题，室外机噪音过大对小区声环境造成一定程度影响；机组运行不稳定，水管路容易漏水，维修工作量较大，增加了物业管理的工作难度[1]。因此该空调形式在有多期开发的别墅工程项目中，使用量也日趋减少。

2.4 VRV形式

变制冷剂流量[2]（Varied Refrigerant V olume，简称VRV）空调系统是一种冷剂式空调系统，它以制冷剂为输送介质，室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机。一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体。利用变频或数码涡旋技术通过对冷媒流量的有效控制，使空调技术上升到了新的技术层面。通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，可以适时地满足室内冷、热负荷要求[3]。但该系统控制复杂，对管材材质、制造工艺、现场焊接等方面要求非常高，且其初投资比较高。众多空调中常见的运行噪音、独立控制、灵活操作、配合装潢等问题通过使用VRV形式都能得到有效的解决。该空调形式是当前空调家用中央空调领域，尤其是高档住宅中的最佳空调方式之一，甚至已成为高档楼盘的象征。

2.5 地源热泵空调系统

地源热泵系统冬季通过热泵将大地中的低位热能提高品位对别墅供暖，同时蓄存冷量以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下土壤，对别墅进行供冷，同时蓄存热量以备冬用。并且地热源热泵受环境温度影响时波动较小，运行稳定。该形式与其他空调形式的最大不同是在制冷系统的排/吸热装置上以水为能量交换载体，而不同于风冷换热形式。通过利用地埋管封闭回路中水的循环，使空调系统与外界土壤之间进行较恒定的冷热交换。工作原理示意图见图1所示。

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1.压缩机；

2.蒸发器；

3.节流装置；

4.冷凝器；

5.供冷、热循

环泵；6.风机盘管；7.换热循环泵；8.埋地换热器

图1 闭环地源热泵系统示意图

该空调形式合理利用了清洁可再生能源，符合人类利用能源的产业策略，并有效提供高效、稳定的能源利用，尤其是在采暖模式优势更为明显。该形式在北美及欧洲被普遍采用，并受当地政府积极推广支持。空调末端装置可采用变风量空调系统，由于别墅定位高档，要求空调系统舒适、节能，应具备较好的调节控制功能，制冷压缩机变频运行，每个房间的变风量末端随室温调节风量，各房间送风启停控制灵活，运行费用低，节能效果显著，并且具有集中监控、网络化服务功能，小区物业公司对各用户可进行远程监测管理[4]。另外，目前变风量装置及其控制元件的国产化程度越来越高，因而系统造价也大大降低，变风量系统不再是只节能不省钱的奢侈品。该空调形式有着无可比拟的优势。

上述前四种空调形式均为风冷式系统进行排冷（热），第五种形式为以水为介质向土壤排冷（热）。分体式空调器，VRV系统均为氟利昂接入室内，室内侧冷媒直接蒸发形式供冷（热），为制冷剂-空气形式；风冷热泵冷（热）水+风机盘管形式为通过水与室内空气进行冷热交换，水为冷媒载体；地源热泵空调系统有多种室内形式，可形成室内制冷剂-空气方式，水-空气方式及全空气方式。分体式空调器，风管式集中送风形式在高档别墅中已较少采用。

3 别墅采用的空调形式性能分析

对别墅可采用的风冷热泵冷（热）水+风机盘管形式（ASHP+FC），VRV形式，地源热泵空调系统形式（GSHP）三种空调形式进行性能分析，具体见表1所示。

表1 空调形式性能分析

ASHP+FC VRV GSHP 评价

风冷换热器风冷换热器水冷套管换热器风冷易于积聚灰尘，影响换热；水冷不易脏堵，换热效率高。

于空气中取能于空气中取能用水在土壤中取能GSHP有助于缓解城市热岛效应，清洁无污染，可再生。

冬季有间歇除霜冬季有间歇除霜无 GSHP基本不受外界天气影响外机噪音较大有外机噪音无环境噪音对高档别墅，环境噪音尤为重要。

无容量限制连接率不超过130% 无容量限制连接率对容量的限制将约束室内单位的机型规格以及数量

新风自由搭配新风应另配系统新风系统可用同一循环回

路，也可独立设置。

VRV系统通常不能直接处理新风

单机维修不影响整个系统，但对主机有影响。单机和主机任何一个出

故障都影响整个系统

维修管理方便，不影响系统。

VRV检修极其复杂，

必须有厂家人员操作。

4 结语

美国的别墅空调其技术路线主要走的是“风系统”的道路，即该国空调的系统型式以风管式系统为主。同时，由于美国居民对家用空调舒适性的要求极高，因此多采用有新风的风管式系统。此种空调系统在夏季由制冷机组提供冷量，在冬季由燃气炉提供热量，对室内回风和新风进行处理，同时可以满足家庭生活热水的需求。日本的别墅空调走的是一条“氟系统”为主的发展道路。日本国内资源匮乏的国家，其能源消耗主要依赖于从国外进口，

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因此该国非常强调节能。VRV系统的安装非常规范，标准化的管配件齐全，施工费用低。以上这些因素决定了日本别墅空调的型式以VRV系统为主。我国高档别墅空调方式在借鉴国外的先进技术同时，应根据能源和气候条件及本国人民生活习惯开发出适合中国国情的空调方式。笔者认为，在高档别墅中采用地源热泵空调，末端采用风机盘管加新风系统或变风量空调方式应该是个不错的选择。参考文献：

[1] 平川,郁文红.中央空调设计与施工浅析[J].制冷与空调,

2003,3(6):66-68.

[2] 陆亚俊,马最良,邹平华.暖通空调[M].北京:中国建筑出

版社,2002.

[3] 王竞辉,张思柱.变冷媒流量空调系统能效性研究[J].制

冷与空调,2009,23(1):71-73.

[4] 赵鑫,刘轶.变风量空调系统在别墅中的应用[J].暖通空

调,2005,35(9):85-88.

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出来的结果进行比较，要保证制冷主机和蓄冰装置联合供冷时能够满足尖峰负荷的要求；同时考虑系统的经济性，从而决定蓄冰装置的出口温度，这样也就决定了系统制冷主机容量及蓄冰装置容量。

对该工程来看，蓄冰装置出水温度取3.5℃，则制冷机组容量应为1093RT，而根据公式（1）选择1035RT，则会出现制冷主机和蓄冰装置联合供冷也不能满足尖峰负荷要求的情况。

4 结论

（1）设计时应根据所采用的工作模式进行制冷机组容量、蓄冰容量的计算，蓄冰装置的合理选择，系统的正确配置和提出系统的控制要求。

（2）如果不考虑蓄冰装置融冰速率，只根据公式（1）配置制冷机组容量，可能满足不了尖峰负荷的要求。

（3）部分蓄冷模式有制冷主机优先和蓄冰装置优先两种运行模式，制冷主机优先的运行模式下，机组一直高负荷运行，机组利用率高，制冷机组和蓄冰装置容量小，投资最节省。采用蓄冰装置优先工作模式时，制冷机组应选择其在部分负荷下运行时节能的产品。

参考文献：

[1] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京:中国建筑工

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[2] 李宜浩,朱玉玫,孙照明.空调冰蓄冷设计[J].建筑热能

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[3] 张杰,李晓志,刘树春.冰蓄冷系统中主机制冷量的确定

[J].暖通空调,2006,36(2):60-66.

[4]GB 50019-2003,采暖通风与空气调节设计规范[S].北

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vpnq.html