家庭中央空调的设计

　　前言
　　2000年至2010年10年间，我国年均建设住宅10亿平方米，其中城市住宅建造面积2.5亿～3亿平方米。以沈阳2001的年销售为例，新建住宅1700万平方米，二手房市场交易1480万平方米，约有55万户。大户型的住宅所占的比例逐年增加，刺激了家庭中央空调市场的形成。
　　由于我国经济飞速发展，人们已经不能满足于传统家用空调的简单功能。特别是2003年春天的SARS病毒的侵入敲响了家用空调的警钟，强烈地要求由以控制温度为主的空调向健康节能的多功能空调发展，由家用分体空调向中央空调发展，家庭中央空调就是介于家用空调和中央空调之间的一种空调模式。家庭中央空调与分体空调相比有着很多的优势，因此在市场上逐渐占有更广阔的空间。专家预测，随着人民生活水平的提高，住宅建设的发展，中央空调小型化，家庭空调商业化，家庭中央空调将成为未来空调的主流。
　　下面以沈阳市区某地的一栋二层楼房为例，进行空调方案的选型设计。
　　一、本建筑概况如下：
　　地处于沈阳市郊，周围为居民住宅楼。此楼为上下两层，作为生活起居用，建筑面积为440平方米；一楼建筑面积为230平方米，二楼建筑面积为210平方米；实际的空调使用面积为244平方米，一楼为135平方米，二楼为109平方米。
　　此建筑冬天有集中供热，只需使用空调在夏天进行制冷；建筑物从美观和外墙承重角度考虑，要求外机的台数要少；室内机要求与室内装潢相匹配，不占用室内空间；地下水源不充足，且未经市政许可不得擅自使用。要求空调管路简单，容易施工；辅材料少，易于购买。
　　二、空调样式的选择
　　目前，家庭中央空调有如下四种基本方式：
　　1、双变多联中央空调系统。
　　2、水（地）源热泵空调系统。
　　3、风冷热泵冷热水机组加风机盘管空调系统。
　　4、分体变频户式水机空调系统。
　　①1、双变多联中央空调系统为氟系统，制冷剂为氟利昂（R22）。调管路简单，仅有冷媒管路和空调冷凝水管路。机器采用变频变容量技术，节能效果很好。此类空调只可用于夏季制冷和过度季节制热用，当室外温度达到零下18℃以后就不可以使用。
　　②2、3、4、系统属于水系统，空调管路有冷媒管路、供水管路、回水管路和冷凝水管路。制冷剂为氟利昂（R22），但它不是直接依靠氟利昂（R22）制冷，而是把氟利昂（R22）制造的冷量与供水管路里的水进行热交换，使管路里的水被制冷，被制冷的水流到各个空调室内机里，通过风机使水的冷量与室内的空气进行热交换，从而达到使室内空气降温的目的；制冷过程较1、双变多联中央空调系统要麻烦。此系统可用于夏天制冷和过度季节制热用；如果想在冬天进行制热，可将供回水管路上接适当功率的锅炉，利用锅炉产生的热量加热水，再通过风机的作用达到制热的目的。
　　结合建筑物的实际情况和用户的要求：仅用于夏天制冷，水源不充足，空调管路简单，辅材料少等，本人认为选择双变多联中央空调系统最为合适。
　　在众多的双变多联中央空调中，我选择的是海尔MRV超级变频一拖多中央空调。作为民族的支柱企业，海尔的空调相较于其他空调有着自己的优势。
　　1、高效节能性
　　海尔MRV超级变频一拖多中央空调系统采用了国际最先进的高效“TWO IN ONE”混合涡旋变频压缩机，同时在空调运行时室外机设置了“DEMAND”节电控制，室内机设置了独特的压力传感器控制，使室内机能量控制更精确，从而达到了高效节能的目的。系统可以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，相比传统中央空调节能40%以上，减少运行费用、节能、经济。最具特色的是该系统配有海尔独有空调计费系统——海尔空调管家，可随时精确地计算出各室内机所消耗的电量，真正为用户理家理财。
　　2、控制的便利性
　　海尔MRV超级变频一拖多中央空调系统配备有集中控制、群控、网络控制、电话遥控等先进的控制功能，使用户操作控制随心所欲、控制非常便利。另外还有自动转换供热/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。
　　3、款式的多样性
　　室内机款式多样性。有壁挂式空调、柜式空调、四方向出风嵌入式空调、
　　两方向出风嵌入式空调、吊顶式空调、风管式空调、卡式暗藏式空调、立式明装卡式暗藏式空调，立式卡式暗藏式空调等多种款式。 用户可以根据房间的实际建筑情况来选择自己满意的室内机形式。
　　4、规格的自由组合
　　室内机单台的名义制冷量在2200W-14000W之间，室外机单台的名义制冷量在22600W-28000W之间，用户可根据室内机的总制冷量来选择不同规格不同款式的室外机进行自由组合，以到达满意的制冷效果。
　　5、安装的灵活性
　　海尔MRV超级变频一拖式中央空调系统配备有梳状、Y型等多种分歧管，室内、外机之间250米长配管设计，（室外机与室内机安装的相对位置）上、下50米高落差配管设计，室内、外机之间采用总线通讯，节省了安装成本，简化了安装过程，安装非常灵活。室外机小巧紧凑，方便安装，能节省室外空间，美化家居环境，减少室外机数量。
　　6、维护的方便性
　　在海尔MRV超级变频一拖多中央空调系统中室内、外机均设计了故障自动判别、通讯地址自动设定、误配线误配管自检，故障后备运转等功能，便于维护人员及时快速地进行维护。维护人员可根据故障显示进行维护或修理，非常方便和高效。带有自动故障检测，方便检修
　　三、空调室内机和室外机的选择
　　（一）设计参数的选择
　　室外气象参数根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ-19-87 2001版）附录表和《暖通空调气象资料集》来选择。
　　季节 室外计算干球温度 室外计算相对湿度 室外风速夏季 31.4℃ 78% 2.9m/s
　　室内空气参数根据《简明通风设计手册》中的附录表来选择。
　　季节 空调室内计算温度 空调室内相对湿度 空调室内气流平均流速夏季 26~28℃ 64～65% ≤0.3m/s
　　（二）冷负荷计算
　　冷负荷是指为使空调房间保持所要求的温度，须由制热设备所产生的冷量消除室内多余的热量值。这部分余热是通过空调设备将冷量传给室内空气而消除的。
　　通常考虑一个房间的冷负荷是从以下几个方面考虑：
　　1. 外墙和屋面温差传热的冷负荷
　　2. 外窗温差传热的冷负荷
　　3. 外窗太阳辐射的冷负荷
　　4. 内围护结构传热的冷负荷
　　5. 人体散热的冷负荷
　　6. 照明散热的冷负荷
　　7. 设备散热的冷负荷
　　8. 食物散湿形成的潜热冷负荷
　　9. 空气渗透带入室内的冷负荷
　　由于以上计算房间冷负荷的过程在比较复杂，在实际的操作过程中会占用很大的时间。因此，在计算房间的冷负荷时通常都采用面积指标估算法，用经验值来计算。
　　通常住宅夏季空调的冷负荷指标为：80～120W/m2，具体冷负荷指标根据各个房间的用途和建筑的位置来定。如前厅位于建筑的正门处，门的开启次数较频繁，与外界的热空气接触较多，人员、家用电器等物品多集中在此，其散发的热量也多，所以需要的冷负荷也较多。卧室的门开启次数较少，人员数和进出次数都少，产生的热量少，所以需要的冷负荷就较少些。
　　（三）室内机的选择
　　根据每个房间的特点和具体负荷情况，结合海尔MRV超级变频一拖多中央空调系统的室内机型号来选择合适的空调室内机。海尔MRV超级变频一拖多中央空调系统的室内机样式主要有三种：四面出风嵌入式、风管式、壁挂式。
　　四面出风嵌入式室内机：四个方向立体送风，可以快速实现舒适温馨的室内空间；控制面板为正方形，美观大方；机体超薄可以轻松隐藏于天花板内部，
　　即使天花板内部空间狭窄也能轻易安装。控制方式多样化，即可以遥控，又可以线控，还可以进行网络控制，使用方便；此机器安装完后，人可见的只有机器的控制面板，给人感觉非常的时尚和美观。
　　风管式室内机：机体超薄设计，安装轻松简易，节省空间；安装于天花板内，仅将风口露出，彰显个性；出风口的设置可采用与室内装潢风格最匹配的风格形式，设计为下出风或者为侧出风；控制方式多样化，即可以遥控，又可以线控，还可以进行网络控制，使用方便。
　　壁挂式室内机：强力制冷，冷量充足，可迅速达到设定的温度；采用不等距贯流风扇，工作时噪音仅为31分贝；电子膨胀阀进行冷媒流量控制，使机器节能及最佳舒适的运转；机器内含有的多元光触媒技术可吸附室内的有害气体。
　　本设计中，嵌入机自带有送风面板；侧出风的卡式机需要用另做送风口，送风口的尺寸和机器的出风口尺寸一致，一般都采用铝合金制作的双层百叶送风口。此外，每个房间都要设一个回风口，采用内置过滤网的铝合金双层百叶回风口。
　　室外机的选择是由室内机的总制冷量来决定的。由上表可以看出所以室内机总的制冷量为26，200 W，由于海尔MRV超级变频一拖多中央空调的室外机可以超配30%（室内机的总制冷量=室外机的总制冷量×130%），即室外机的实际所需的制冷量为26200 W /1.3=21540 W.以海尔的技术手册为依据，可选出室外机为：KMR-226 W /B530A，此机器的制冷量为22600 W，与21540 W最为接近，偏离率在允许范围内。
　　四、管道的选择
　　（一）本系统的管道有冷媒管道和冷凝水管道。冷媒管道为紫铜管，管道内走的是制冷剂氟利昂（R22）。室外机与室内机全都通过紫铜管来连接；其中，连接每台室内机的铜管的管径是固定值，是由生产厂家在生产机器时固定的。
　　根据以上依据，结合每台空调制冷量的大小，可选择空调冷媒管路的管径，具体的冷媒管路的管径见图纸的标注。
　　（二）分歧管的选择：从图纸上可以看见，每接一台机器之前，都会有一个兰色的三角符号，那是代表分歧管。海尔双变多联中央空调系统中，从室外机接出的冷媒管路与室内机进行连接时都必需接分歧管。分歧管由上流和下流组成，它的上流是一根管与主管道相连接；下流有两根管路，其中一根与一台室内机相连接，另一根和下流的主管路相连接。分歧管的型号是由分歧管下流空调制冷量合计来定的，依据海尔双变多联中央空调的技术手册：
　　分歧管下流空调制冷量合计 分歧管型号制冷量＜10100 W FQG—B120 10100W≤制冷量＜18000W FQG—B180 18000W≤制冷量＜37100W FQG—B370
　　根据以上依据，结合每台空调制冷量的大小，可确定空调冷媒管路上所需要的分歧管的型号，具体的分歧管的型号见图纸的标注。
　　（三）冷凝水管道的选择：由于楼房的每层都有卫生间，每个卫生间内都设有排水系统本系统。为方便空调冷凝水管道的敷设和冷凝水的排放，所以冷凝水的设计为：每层空调的冷凝水都集中排放到每层楼的卫生间内的地漏内，通过排水系统排走。
　　冷凝水管道采用U-PVC管。为保证冷凝水排放干净，冷凝水管路保持0.01的排水坡度。每台室内机的排水管径是由生产厂家在生产时固定的。
　　结束语
　　家庭中央空调业在我国是一个很新的行业，自改革开放以后逐渐发展起来，经过十几年的努力，建立了一批较高水平的企业，带动了家庭中央空调业的腾飞。随着家庭住宅的大型化、别墅、宾馆的日益增多，家庭中央空调行业势必获得更大的发展，相信在未来几年后，随着科技的突飞猛进，市场的进一步规范，家庭中央空调业会进入一个崭新的新时代，家庭中央空调将为人类生活质量的提高，做出应有的贡献。
　　参考文献：
　　[1] GBJ-87，采暖通风与空调设计规范。
　　[2] 陆耀庆，等。实用供热空调设计手册。北京：中国建筑工业出版社出版，1993.
　　[3] 顾兴蓥，等。民用建筑暖通空调设计技术措施。北京：中国建筑工业出版社出版，1996.
　　[4] 孙一坚，等。简明通风设计手册。北京：中国建筑工业出版社出版，1997.
　　[5] 赵荣义，等。简明空调设计手册。北京：中国建筑工业出版社出版，1998.