某高層辦公樓水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)設計

某高層辦公樓水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)設計摘要：多聯(lián)機空調系統(tǒng)作為一種重要的空調系統(tǒng)形式，已得到了廣泛的應用。本文通過風冷多聯(lián)機和水冷多聯(lián)機的對比，分析了水冷多聯(lián)機的空調特點，簡單介紹了某高層辦公樓水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)的設計要點，由工程實例，提供了水冷多聯(lián)機系統(tǒng)在項目中的應用。關鍵詞：空調系統(tǒng)；水冷多聯(lián)機；風冷多聯(lián)機；0引言隨著社會經(jīng)濟和建筑行業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的各類高層建筑，空調系統(tǒng)形式的選擇在項目設計中也越來越重要。而多聯(lián)機空調系統(tǒng)安裝簡便、使用靈活，舒適節(jié)能，維護成本較低等優(yōu)點越來越受到開發(fā)商的青睞。因建筑師和開發(fā)商對室外空間的利用和對外立面的美觀要求也越來越高，風冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)對建筑室外空間和對建筑外立面的需求剛好與這一理念沖突。而水冷多聯(lián)機恰恰能彌補風冷多聯(lián)機的這些缺點，也滿足了市場的需求。1水冷多聯(lián)機的特點多聯(lián)機空調系統(tǒng)，又可以稱為變制冷劑流量直接蒸發(fā)式空調系統(tǒng)。水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)是在傳統(tǒng)風冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)基礎上，將外側冷凝部分由風冷改為水冷。風冷多聯(lián)機的室外機的換熱介質是空氣，水冷多聯(lián)機的室外機的換熱介質是水。水冷多聯(lián)機采用冷卻塔作為冷凝介質，大大提高了能效比，節(jié)能優(yōu)勢也較為明顯。水冷多聯(lián)機是風冷多聯(lián)機和水源熱泵或水環(huán)熱泵想結合的空調系統(tǒng)，它不僅有風冷多聯(lián)機的優(yōu)點，也彌補了風冷多聯(lián)機的許多缺陷。水冷多聯(lián)機使用的是套管式水冷換熱器，風冷多聯(lián)機采用的是強迫對流風換熱器，由于風冷換熱器本身的換熱參數(shù)遠小于水冷換熱器，在對相同熱量進行交換時水冷換熱器的面積減少很多，因此，水冷多聯(lián)機系統(tǒng)的室外機的體積相對較小，僅為風冷多聯(lián)機的30%，主機占地面積小，可在室內安裝，安裝也比較方便靈活。2項目概況本項目位于廣東省廣州市南沙區(qū)，總建筑面積約19.9萬m2,其中本辦公樓總建筑面積為42577m2，空調面積為34114m2。地下二層，地上24層，建筑高度100m。1~2層為大堂及商業(yè)，3~24層為辦公，無避難層。本項目辦公樓在前期風冷多聯(lián)機和水冷多聯(lián)機的空調方案對比中，由于室外地面無擺放風冷多聯(lián)室外機的空間，僅放在屋面不滿足室內外機最大高差的要求，所以采用風冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)室外機需分層擺放，風冷室外機必須位于建筑外區(qū)或敞開陽臺，每層約需要30m2的擺放空間，且需要開滿足通風散熱要求的百葉。此方案對建筑外立面和每層辦公的使用面積影響較大?？紤]到室外機和室內機的最大高差、每層辦公面積的最大利用、建筑外立面的美觀性和主機的效率等因素，綜合對比最后采用水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)。水冷多聯(lián)室外機設置在每層核心筒新風機房內。本項目標準層辦公面積為1296m2,標準層新風機房為面積15m2,水冷多聯(lián)機室外機和冷卻水立管均設置在新風機房內，水冷多聯(lián)室外機靠墻多層上下疊放，新風機吊裝在機房頂部，充分利用了新風機房的空間。3空調系統(tǒng)設計3.1室外設計參數(shù)，詳見表1。3.3空調系統(tǒng)形式本項目辦公樓總冷負荷為4906.8kW，總空調面積為34114m2。本項目采用水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)，通過閉式冷卻塔與水冷多聯(lián)室外機換熱，冷卻塔及冷卻水泵均設置在塔樓屋面。本項目水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)設計要點主要有以下幾個方面：1、 合理選擇冷卻塔和冷卻水泵的型號及控制方式。根據(jù)每層的空調負荷，為適應不同樓層用戶辦公室的使用情況，單臺冷卻塔和冷卻水泵水量不宜過大，同時為減小用戶側負荷過小對系統(tǒng)的影響，供回水總管設置壓差旁通閥，以保持供、回水壓差恒定。冷卻水泵、冷卻塔一一對應聯(lián)鎖運行，采用臺數(shù)控制，根據(jù)系統(tǒng)冷負荷變化自動或手動控制冷卻塔的投入運轉臺數(shù)（同時控制相應的冷卻水泵運轉）。開機程序：冷卻塔進水電動水閥9冷卻水泵9閉式冷卻塔9水冷室外機。停機程序則相反。冷卻水泵亦可單獨手動投入運轉。2、 選擇合理的換熱方式。一般冷卻換熱方式有三種：①開式冷卻塔；②開式冷卻塔+板式換熱器；③閉式冷卻塔。開式冷卻塔由于是露天擺放，灰塵和其他雜質很容易進入到冷卻水中，造成水質惡化，容易引起換熱盤管結垢堵塞。因此項目應用中冷卻塔與水冷多聯(lián)機室外機的換熱方式通常采用開式冷卻塔+板式換熱器或閉式冷卻塔。采用開式冷卻塔+板式換熱器，換熱效果是否良好主要在于如何保證板式換熱器的換熱性能。板式換熱器一般水通道設計的比較窄，面積大，水垢的沉淀面積也大。當水垢的富集厚度到1mm左右時，水的阻力會提高1-2倍，熱交換效率下降15%-20%左右。如果板式換熱器材質、施工以及日常保養(yǎng)不能滿足要求，則會嚴重影響其性能和使用壽命，且水冷多聯(lián)室外機冷卻水供水溫度的提高對制冷能力有所影響。采用閉式冷卻塔直接換熱，可避免出現(xiàn)開式冷卻塔+板式換熱器的以上缺點，雖然初投資增加，但相比于采用開式冷卻塔+板式換熱器系統(tǒng)增加的運行維護費用，和冷卻水溫度上升導致水冷多聯(lián)系統(tǒng)制冷主機效率下降而引起室外主機運行費用增加等因素，閉式冷卻塔的部分投資回收周期也較為可觀，綜合考慮，本項目水冷多聯(lián)機室外機采用閉式冷卻塔換熱。3、 冷卻水系統(tǒng)設計。水冷多聯(lián)機冷卻水系統(tǒng)一般有異程式和同程式。異程式水系統(tǒng)內各環(huán)路長度不一，雖然管材消耗較少，但較難調節(jié)流量平衡。相反，同程式水系統(tǒng)內各環(huán)路長度基本相等，雖管材消耗較多，但各末端水阻力大致相等，水系統(tǒng)穩(wěn)定好，水量分配均勻，容易調節(jié)流量平衡。為避免某個末端冷卻水供水不足而影響室外機散熱，進而影響室外機的性能和室內機的使用，本項目采用同程冷卻水系統(tǒng)。本項目水冷多聯(lián)空調原理圖、冷卻水管局部平面圖、水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)設置詳見圖1、圖2及表3。4結論多聯(lián)機空調系統(tǒng)作為一種較常見的空調系統(tǒng)形式，已在中小型項目中得到了越來越多的應用。本文通過項目實例，對水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)設計要點進行闡述與分析，為今后類似多聯(lián)機空調系統(tǒng)項目提供一定的參考與借鑒。本項目空調系統(tǒng)設計總結如下：（1） 采用多聯(lián)機空調系統(tǒng)的高層、超高層辦公項目，如建筑對外立面要求較為完美，可考慮采用水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)。（2） 水冷多聯(lián)機空調系統(tǒng)建議采用閉式冷卻塔換熱，如采用開式冷卻塔+板式換熱器，板式換熱器的日常維護保養(yǎng)很關鍵，只有嚴格按設備維護保養(yǎng)要求使用，才能保障室外機換熱的良好效果。（3） 為避免