摘要：本文詳細(xì)介紹了空氣源戶式兩聯(lián)供產(chǎn)品在江西該別墅項(xiàng)目中央空調(diào)和地暖系統(tǒng)中的應(yīng)用。比較了我國目前常規(guī)戶式中央空調(diào)和采暖系統(tǒng)冷熱源設(shè)備的選擇方案及其各自的優(yōu)勢和劣勢,，提出了適用于夏熱冬冷地區(qū)別墅,、住宅類項(xiàng)目最經(jīng)濟(jì)、合理的獨(dú)立中央空調(diào)系統(tǒng)配置方案,，給出空氣源熱泵在其適用設(shè)計(jì)工況下機(jī)組,、末端的容量配比建議，并詳細(xì)闡述了空調(diào)水管路系統(tǒng)各部件的設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)和后期的使用建議,。

一,、工程概況

1.1工程簡介

本項(xiàng)目為一套五層別墅建筑，6房2廳5衛(wèi),，建筑面積為362.1㎡,，空調(diào)面積約為154㎡，位于江西省贛州市大余縣南安鎮(zhèn),。

該工程自2014年8月開始討論中央空調(diào)及采暖方案,，2014年12月份開始設(shè)計(jì)及工程安裝，2015年7月份空調(diào)系統(tǒng)竣工調(diào)試運(yùn)行結(jié)束,。

1.2空調(diào)方案選取

在方案確定之初,，業(yè)主方提出了以下要求：冬夏季兼顧使用；冬季采暖舒適度高,，意向采用地暖方式,；操作方便可靠，運(yùn)行費(fèi)用低,。

根據(jù)甲方要求并結(jié)合本項(xiàng)目的建筑條件,，水地源熱泵的系統(tǒng)完全不可行，將可用的家用中央空調(diào)的各種形式進(jìn)行了分析比較,。目前市場上常用的家用中央空調(diào)系統(tǒng)主要有以下三種形式：

A,、制冷劑式系統(tǒng)：制冷劑戶式中央空調(diào)系統(tǒng)是直接蒸發(fā)式空調(diào)，此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)分室控制,、滿足運(yùn)行費(fèi)用低的要求,。但由于系統(tǒng)冷媒是氟利昂，冬季效率低,、舒適性差,，且如果安裝地暖，則需要另外配置一臺供暖熱源設(shè)備,。

B,、風(fēng)管式系統(tǒng)：風(fēng)管式戶式中央空調(diào)是由室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)和風(fēng)管組成,，可以做到冬夏兼顧,，但由于該系統(tǒng)屬于一開全開的系統(tǒng)、運(yùn)行費(fèi)用較高,。

C,、水管式系統(tǒng)：水管式戶式中央空調(diào)系統(tǒng)是由空調(diào)主機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管,、水管和附件組成,，系統(tǒng)冷媒是水，這種系統(tǒng)可以和冬季地板采暖系統(tǒng)完美配合,，一機(jī)多用,，初投資不高、運(yùn)行費(fèi)用低,。

通過以上分析比較,，可知“一源,、兩末端”式系統(tǒng)也即水管式戶式中央空調(diào)+地暖的方案是本別墅工程的最佳選擇。

二,、設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定

《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2012）,；《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736-2012）；《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》,；《簡明空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》,；《通風(fēng)與空調(diào)工程施工規(guī)范》GB50738-2011；《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50243-2011,；《輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程》JGJ 142-2012,；《熱泵熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及使用規(guī)范》CRAA311-2009,；《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施/暖通空調(diào)·動力》2009版

三,、氣象參數(shù)

3.1室內(nèi)主要空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)

表1：空調(diào)設(shè)計(jì)室內(nèi)計(jì)算參數(shù)

3.2項(xiàng)目所在地室外氣象條件參數(shù)

通過查暖通設(shè)計(jì)規(guī)范知,，江西贛州市所屬建筑熱工氣候分區(qū)為夏熱冬冷地區(qū)，其室外設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)如下表：

表2：室外計(jì)算氣象參數(shù)

四、負(fù)荷計(jì)算及末端選型

4.1空調(diào)負(fù)荷計(jì)算

空調(diào)區(qū)域的夏季冷負(fù)荷由以下各部分組成：人體冷/濕負(fù)荷,、燈光/設(shè)備冷負(fù)荷,、新風(fēng)冷/濕負(fù)荷、滲透冷/濕負(fù)荷,、外墻和屋面冷負(fù)荷,、外窗和天窗冷負(fù)荷、內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷等,。影響建筑物室內(nèi)溫度變化的主要因素是室外溫度,，考慮到了其隨著時間的變化負(fù)荷也隨之變化的這一現(xiàn)象，空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時是對每個時間的負(fù)荷分別進(jìn)行計(jì)算匯總,，并比較逐時冷負(fù)荷的最大值作為空調(diào)計(jì)算負(fù)荷,。

本工程中缺少建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能資料，故根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)采用估算指標(biāo)值進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算,。需要指出的是,，戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)盤管選型與商用中央空調(diào)選擇略有不同。商用中央空調(diào)的使用率比較高,、末端設(shè)備同時開啟率比較高,。而戶式項(xiàng)目不同，由于家庭成員個體感官的差異比較大,，另外節(jié)能意識會更高,，空調(diào)系統(tǒng)一般會處于間歇運(yùn)行狀態(tài),，所以在一定時間內(nèi)這樣會加大單個房間的負(fù)荷。因此在風(fēng)機(jī)盤管選型上,，較常規(guī)大型中央空調(diào)負(fù)荷應(yīng)大30%~40%,。

4.2風(fēng)機(jī)盤管選型

本項(xiàng)目風(fēng)機(jī)盤管選型結(jié)果如下表：

表3：各房間的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組選用表

本別墅項(xiàng)目中風(fēng)機(jī)盤管設(shè)備選用國際知名品牌、3排管,、帶回風(fēng)箱的機(jī)組,，噪聲低、換熱效率高,。

風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組一般與書柜,、衣柜及吊柜配合裝修安裝，氣流組織方案采用“側(cè)送上回”的方式,，其具體安裝圖詳見施工圖,。

4.3地暖末端選型設(shè)計(jì)

應(yīng)該別墅的業(yè)主方要求冬季采暖要求舒適性和節(jié)能性，因此末端設(shè)計(jì)采用低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng),。

本別墅的空間較大,，落地窗較多且房間功能不同地面材質(zhì)也有區(qū)別，因此地暖盤管間距設(shè)計(jì)很重要,。因此為保證的地暖房間室內(nèi)溫度分布的均勻性,，設(shè)計(jì)采用“回”字形管路鋪設(shè)方法，且在冷墻和落地飄窗處的地暖盤管局部加密采用間距為15cm,，其他位置為20cm,。每層設(shè)置單獨(dú)的分集水器，每一回路的地暖盤管長度均保持在100米以內(nèi),，并進(jìn)行了詳細(xì)的水力平衡計(jì)算,。

根據(jù)房屋的使用性質(zhì)和甲方的要求、結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),，設(shè)計(jì)成為區(qū)域控制和分層分室控溫相結(jié)合的溫控方式,。臥室等主要房間設(shè)計(jì)為分室控溫，客廳,、餐廳等區(qū)域采用了區(qū)域控制,。具體的設(shè)計(jì)和施工工藝詳見圖紙。

4.4 水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程地處大余高檔別墅小區(qū),，業(yè)主方單位要求所選工程材料必須是綠色環(huán)保材料,；根據(jù)目前有關(guān)規(guī)范再加上冬季需要制熱，空調(diào)供回水管設(shè)計(jì)采用無規(guī)共聚聚丙烯（PP-R）熱水管,、冷凝水管采用PVC硬質(zhì)塑料管,，保溫材料采用B1級橡塑保溫管殼,、外包白色塑料空調(diào)用膠帶。

空調(diào)水系統(tǒng)采用異程兩管制水系統(tǒng),，系統(tǒng)補(bǔ)水口在水泵吸水口處或蓄能水箱上,，采用自來水補(bǔ)水，在補(bǔ)水管上設(shè)有過濾器和自動補(bǔ)水閥（具有壓差控制和止回功能）,。

由于戶式中央空調(diào)管路系統(tǒng)的水容量較小,，系統(tǒng)熱穩(wěn)定性差、水溫波動大,，會造成主機(jī)得起停過于頻繁,，影響空調(diào)效果及主機(jī)壓縮機(jī)壽命。根據(jù)熱平衡原理,，此時應(yīng)加大系統(tǒng)水容量,，手段有兩種一是采用增加蓄水水箱、二是增大系統(tǒng)管徑,。本項(xiàng)目中我司設(shè)計(jì)采用增設(shè)蓄水水箱的方案,，這樣既可以增加系統(tǒng)水容量，也可以做成二次水系統(tǒng),，運(yùn)行更加可靠節(jié)能,。

風(fēng)機(jī)盤管末端、地板采暖末端的水流量控制選用的是變流量的方式,，主管道之間增加安裝壓差旁通閥來滿足二次水系統(tǒng)管路中的最小水流量需求,。

4.5冷熱源選型

本工程經(jīng)過前述設(shè)計(jì)計(jì)算，可知空調(diào)冷負(fù)荷/地暖熱負(fù)荷分別為27.5kW/19.3kW,。

別墅建筑的居住空間較多,，家庭成員入住又不集中，造成同時使用率會時高時低,，所以主機(jī)選型很重要,。主機(jī)選型過小，會造成前期投資偏高,，性價比下降,；主機(jī)選型過小又會使機(jī)組長期處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，影響主機(jī)壽命,。

本項(xiàng)目甲方家庭成員較多,，且無380V三相電源條件，綜合分析后冷熱源機(jī)組選用空氣源兩聯(lián)供機(jī)組,，設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)見下表：

表4：二聯(lián)供空調(diào)機(jī)組技術(shù)參數(shù)表

本項(xiàng)目中按空調(diào)夏季冷負(fù)荷初選機(jī)組。

取本工程空調(diào)系統(tǒng)間歇負(fù)荷增加系數(shù)為1.1,、同時使用系數(shù)為80%,，可計(jì)算得知空調(diào)機(jī)組匹配容量應(yīng)為：27.5*1.15*0.8=24.2kW，則主機(jī)臺數(shù)n（=24.2/12.6）≈2臺,。

眾所周知,，隨著室內(nèi)溫度的降低，建筑物的熱負(fù)荷也逐漸增大,。但同時空氣源熱泵受氣候條件影響特別大,，尤其是在機(jī)組結(jié)霜工況下運(yùn)行時機(jī)組效率會下降很多。因此,，必須空氣源二聯(lián)供機(jī)組的實(shí)際供熱量進(jìn)行校核分析,，合理確定熱泵主機(jī)以及輔助熱源的容量。

冬季主機(jī)制熱量校核計(jì)算：查該二聯(lián)供產(chǎn)品樣冊及實(shí)驗(yàn)室測定數(shù)據(jù),，可知在贛州市環(huán)境溫度為室外空調(diào)計(jì)算干球溫度0.5℃時、機(jī)組出水溫度為45℃,、供回水溫差為5℃運(yùn)行時,，機(jī)組的實(shí)際制熱量約為額定工況條件下的80~85%，即在項(xiàng)目所在地運(yùn)行在最不利環(huán)境條件下2臺機(jī)組的制熱量能保證≮24KW（=15.0*0.80*2=24kW）,，且大于地暖末端系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行時所需的19.3kW的熱負(fù)荷,。因此不需另外設(shè)計(jì)輔助熱源。

綜上所述,，所選的2臺機(jī)組可以同時滿足夏季空調(diào)系統(tǒng)和冬季地暖末端的需求,。

五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.1 定壓裝置

空調(diào)水系統(tǒng)為閉式系統(tǒng),、且運(yùn)行過程中伴隨著溫度變化,，需要定壓，家裝項(xiàng)目系統(tǒng)較小,、且安裝空間不允許高位設(shè)置開式膨脹水箱,，因此采用隔膜式的氣壓罐定壓方式。

5.2 排氣裝置

管路系統(tǒng)的最高點(diǎn)或局部高點(diǎn)都設(shè)計(jì)并安裝有自動排氣閥,；每臺風(fēng)機(jī)盤管設(shè)備自帶手動排氣閥,；蓄能水箱頂部亦設(shè)有排氣裝置。

5.3 控制系統(tǒng)

5.3.1主機(jī)控制空調(diào)機(jī)組的啟?？刂撇捎昧藘煞N方式：一種是機(jī)組面板就地控制,；另一種是采用室內(nèi)溫控開關(guān)聯(lián)動控制?？照{(diào)機(jī)組可根據(jù)回水溫度（一般制冷時為12℃,、制熱時為40℃）控制機(jī)組壓縮機(jī)的啟停，目前市場上的戶式冷熱水機(jī)組主要是采用壓縮機(jī)啟停控制來達(dá)到節(jié)能的目的,。另外,，空調(diào)機(jī)組自帶低水溫保護(hù)、缺水保護(hù),、高低壓保護(hù)等功能,。

5.3.2末端控制末端機(jī)組的控制器可以根據(jù)室溫自動控制風(fēng)機(jī)盤管的運(yùn)行，還可以做到定時開關(guān)功能,。

5.3.3末端與主機(jī)的系統(tǒng)連鎖功能主機(jī)與末端可以實(shí)現(xiàn)連鎖控制,，當(dāng)任一個溫控開關(guān)（風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組）開啟時，空調(diào)機(jī)組自動開啟,；當(dāng)所有溫控開關(guān)（風(fēng)機(jī)盤管）都關(guān)閉,，主機(jī)自動關(guān)閉。在每個季度只需對空調(diào)機(jī)組的啟動按鈕操作一次,，以后無需用戶對主機(jī)直接操作,。這種連鎖系統(tǒng)使用戶的使用更加節(jié)能、方便,。

5.3.4缺水控制主管路設(shè)有自力式壓差控制系統(tǒng),，當(dāng)系統(tǒng)缺水運(yùn)行時保證主機(jī)側(cè)有足夠的水流量。當(dāng)空調(diào)主機(jī)缺水運(yùn)行時,，會開啟水流故障報警,，關(guān)閉壓縮機(jī)及水泵的運(yùn)行。

六,、運(yùn)行效果

本空調(diào)系統(tǒng)自2015年夏天運(yùn)行至目前的采暖季（截止于2016年2月）運(yùn)行情況良好,，均達(dá)到了室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度、室內(nèi)噪聲值較小,，用戶滿意度很高,。

客廳在第一個采暖季運(yùn)行初期效果不是很理想，后來通過排氣,、支路的流量平衡調(diào)節(jié)等手段調(diào)試后,，其所在樓層地暖分集水器覆蓋的各個房間溫度分布均勻、且室內(nèi)溫度都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,。

空氣源兩聯(lián)供機(jī)組作為系統(tǒng)冷熱源設(shè)備,，一機(jī)多用，夏季作為空調(diào)冷源,、冬季為地暖系統(tǒng)的熱源,，在該區(qū)域夏季冷負(fù)荷與冬季熱負(fù)荷之比約為1.5，根據(jù)夏季冷負(fù)荷選擇的機(jī)組,，冬夏利用率均比較高,，相對更加經(jīng)濟(jì)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)務(wù)必根據(jù)設(shè)備的使用壽命、初投資,、設(shè)備利用率,、對環(huán)境的保護(hù)等各方面結(jié)合實(shí)際情況做出最合理、經(jīng)濟(jì)的工程配比,。

經(jīng)過大量理論和工程實(shí)踐可知,，空氣源熱泵機(jī)組與低溫?zé)崴匕遢椛洳膳┒讼到y(tǒng)是一種很好的組合方式。

七,、系統(tǒng)圖

版權(quán)：本方案由中廣歐特斯提供,，方案設(shè)計(jì)師為劉麗媛,。首發(fā)于《熱泵市場》雜志2016年4月刊。頭圖來自百度,，和本文無關(guān),。

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