论述高层建筑中的中央空调设计应用

田根朋 赵鑫

摘要：随着现代城市的快速发展，公共建筑的逐步增加，人民生活水平的不断提高，城市中建筑物的中央空调使用也越来越普遍。本文介绍了城市建筑中央空调系统设计的特点，包括建筑防排烟设计、空调设计计算参数、通风及防排烟系统设计、空调设计，并介绍了建筑中央空调的应用，关注于空调节约节能设计及使用中的注意事项。

关键词：中央空调设计；建筑通风；防排烟系统

中央空调系统是由冷热源系统和空气调节系统，其中制冷系统在中央空调系统中占有重要位置。中央空调的主要组成设备有两个部分，分别是主机和末端，其中末端包括吊柜和风机盘管，其工作原理就是由一台主机通过风道送风或冷热水管连接多个末端的方式来控制多个房间的空气，以实现室内空气调节目的的空调。室外的新鲜空气被风处理机吸进风柜后，然后经过过滤降温除湿，通过风道送入每个房间，此时送进室内的新风不必承担房间的热负荷和湿负荷，必须由室内末端来处理，经过处理后，送出能够消除室内余热余湿，以调节室内的温度和湿度的恒定。接下来本文将主要围绕高层建筑中央空调的设计及其应用的分析。

1、设计应用范围

高层建筑中央空调设计的范围包括：高层建筑防排烟设计、设备用房通风及防排烟设计、制冷制热动力站设计，应用于商场、影剧院、酒店、商住等地方。

2、空调设计计算参数

2.1 室内空调设计计算参数。室内空调设计包括：商场、影剧院、酒店、商住的空调；设计温度参数：冬季温度控制在16℃至20℃，夏季温度控制在24℃至28℃。

2.2 空气质量计算参数。中央空调空气质量参数，商场、影剧院、酒店、商住的新风量>20m3/小时，人居住、卫生间的排风量>10次/小时，停车场及地下室的排风量>6次/小时，送风量>4次/小时。

3、通风及防排烟系统设计

3.1 加壓送风设计

高层建筑通常为高度超过5Om的一类建筑物，消防电梯、楼梯或者前室需设加压送风系统，送风量约控制在20000m3/h左右，每层设置电控加压送风口。在楼梯和前室之间设25Pa的余压阀门，这样可以保证楼梯间的正压在5OPa左右，前室正压在30Pa左右。

3.2 排烟设计

（1）商场排烟设计。由于高层建筑的商场高度超过12m，自然通风排烟效果不好，所以排烟设计需设计机械排烟系统，排烟量6次/小时。（2）走廊排烟设计。高层建筑中走廊超过20m的需要设置机械排烟系统，排烟量可以根据防烟分区面积乘以120m3/小时。在每层设置板式排烟口并联动屋顶排烟风机，设定温度大于280℃时自动关闭。（3）地下层通风及排烟设计。地下层如果是车库，可采用诱导方式通风系统，排烟与排风使用同一系统，排风量大于6次/小时，排烟量大于6次/小时，补风量大于排风量的50%以上，防烟分区面积小于2000m3。地下层作为商场排风量大于6次/小时，排烟量大于6次/小时，补风量大于排风量的50%以上防烟分区面积小于500m3。

4、空调设计方案

4.1 商场空调设计应用方案

商场空调设计通常需要考虑到，面积较大、人员流动量大，需要新风和换气也较大。商场空调设计应用方案采用组合式空调器的全空气系统，其具有负荷调节和新回风调节功能。商场空调系统的功能有：根据季节温度的变化自动调节冷热水管的水量，自动加湿功能，根据二氧化碳浓度调节新风和回风的比例，如果系统出现异常可自动关闭并发出预警信息等。商场空调的冷热源选择，电制冷离心式冷水机组和板式换热机组。水系统使用闭式机械循环系统，并采用落地式膨胀水箱进行稳压。

4.2 影剧院空调设计应用方案

影剧院空调设计通常需要考虑到，楼层高度较高、新风换气需求大、送风气流分布要均匀、避免向观众后颈吹风。影剧院空调设计应用方案采用组合式空调器，空调座椅底部送风，这种送风方式能够使温度控制均匀。

4.3 商住空调设计应用方案

商住空调设计通常需要考虑到，房间分割较小、空调使用时间不规律，温度要求不固定等，并要求单独计量空调使用量。商住空调设计应用方案采用变制冷剂流量分体式空调系统。其具有灵活的控制和调节功能，可同时满足制冷和制热的需求。

4.4 办公场所空调设计应用方案

办公场所空调设计通常需要考虑到空调面积较大、房间分割较多、空调使用时间统一、人流较大，需要设置通风和换气。办公场所空调设计应用方案采用风机盘管配合新风空调的方式，这样可以满足各个房间空调的独立和新风的集中处理。空调系统与新风设计自动控制在休息时间自动停止，工作时间自动开启。从而做到节能减排的作用。空调自控设计有：定时开关设计、温度风速调节设计、空调与风阀联动设计、时间、温度的显示。

5、系统方案及风量的确定

对于房间空间大、人员密集、冷负荷密度大、室内热湿比小的空间，选择一次回风的定风量单风道全空气系统。为节约能源和投资，只进行单参数的露点送风。对于房间较小，选择风机盘管加新风系统，新风处理到同室内点等焓的状态，然后同风机盘管的送风混合后送入室内。

5.1 全空气系统的空气处理过程

举例：全热冷负荷为49.74Kw，人体散发的湿负荷为0.006kg/s（21.64kg/h）。热湿比为49.74kW/0.006kg/s=8290，取送风温差△TOX=8.6℃。则送风温度=26℃-8.6℃=17.4℃。送、回风点的焓值分别为HS=46.18kJ/kg，HN=58.85kJ/kg。焓差12.67kJ/kg。送风量QM=Q/HM-HOQM→送风量（kg/S）Q-总冷负荷（kW）；HM-室内设计温度的焙值；HO-送风温度的烩值，总送风量QM=49.74kW（冷负荷）/（58.85kJ/kg-46.18kJ/kg）=12.67kJ/kg（焓差）=3.93KG/S（14148kg/H）（11790m3/H）。

5.2 风机盘管加新风系统的空气处理过程

采用新风不负担室内负荷的方式，即将送入室内的新风处理到90%相对湿度的室内等焓点。例如：计算风机盘管的处理状态和风量，出现最大负荷，此时参数为全热1207W，湿负荷304G/H，取新风量为90m3/H，分析空气处理过程。室内的热湿比为14293kJ/kg，取送风温差为8℃，室内状态点沿热湿比下降到26℃-8℃=18℃即为送风状态点S。HS=48.8kJ/kg，焓差10.05kJ/kg。送风量QM=Q/HM-HO；QM→送风量（KG/S）。Q一总冷负荷（kW）；HM一室内设计温度的焓值；HO一送风温度的焓值；送风量=1.207kW（冷负荷）/10.O5kJ/kg，焓差=0.12（kg/S），432kg/H（360m3/H）。风机盘管送风量=总送风量（360m3/H）一新风量（90m3/H）=270m3/H（276kg/H）。风机盘管空气出口温度为16.8℃，可以处理。风机盘管的冷量即为房间的冷负荷1.207kW。

6、结语

随着改革开放的快速发展，市场规范逐步明确，中国空调业将走上快速发展的道路，在未来的日子里，中央空调的发展将会进入一个崭新的时代。中央空调的设计目前还没有统一的规范标准，尤其是水系统设计。要提高空调设计水平，一方面要经过专业人员的精心设计，同时设计人员自身要多注重实践经验，在不断总结学习的基础上，完善空调设计；另一方面要树立“绿色”、“节能”的设计理念，坚持可持续发展道路，最终目标都是为了提高室内空气质量，给用户创造一个舒适健康的空调环境。