某办公室小型空调系统改造实例

罗梁生 李 斌

(1.厦门市节能监察中心 福建厦门 361000;2.厦门经纬建筑设计股份有限公司 福建厦门 361000)

0 引言

随着社会的发展，城市化进程的加快及人们生活水平的提高，空调已成为人们工作和生活的必需品。当空调设计师都把眼光集中在超高层、城市综合体、大空间等复杂建筑的空调设计的同时，各种小型办公、娱乐场所、餐饮、别墅等空调设计的需求呈现出爆发性增长趋势。此类项目数量庞大，种类繁多，多数由装修公司或空调安装公司自行设计和施工，未经专业的设计院设计和审图机构的审核，存在各种各样的问题。

本文以某办公室空调工程的设计和改造作为实例，对小型空调系统设计的注意事项进行探讨。

1 工程概况

该项目为建筑面积590m2的办公室，位于福建省厦门市某高层办公楼中第21层。该办公楼未设置中央空调系统，仅预留分体空调室外机安装条件。

该工程有主任室、办公室、财务室、业务部门办公室、会议室、仪器室、档案室、空调室外机机房、文印室、开水间、过道、前厅等功能分区。业主要求室外机集中放置，能集中控制，且远离领导办公室，室内机不选用天花嵌入型。平面布置如图1所示。

2 空调方案的选择

2.1 常见的小型空调的形式

小型空调系统，宜选用不带冷冻水、冷却水的直膨式空调。直膨式空调运行可靠，设备简单，基本不需要维护管理。比较常见的小型空调系统有多联机、分体空调、轻型商用机组等。

其中多联机和分体空调最为常见。多联机价格较高，但可集中控制，室外机可集中放置，不影响建筑外立面。分体空调虽然具有造价便宜，控制灵活等优点，但其同时存在冷媒管配管短，室外机受到建筑外立面的限制，室内机不易与装修配合等缺点。

图1 某办公室的平面布置图

除多联机和分体机外，还有一些功能和价格均是介于多联机和分体机之间的轻型商用空调。此类商用空调机组内机形式多样，有多联机的室内机样式，冷媒管相对分体空调较长，一般是定频机组，大部分机型为一拖一，个别机型可以一拖多。此类空调在小型建筑中应用十分广泛。

2.2 选用空调方案

该工程主要冷源选用多联机，个别场所使用分体柜机。

该工程除空调机房、仪器室、档案室、卫生间、开水间之外，其它场所均设置空调，空调面积共470m2。该工程改造前，冷源总制冷量74.8kW，单位面积冷指标为159W/m2。空调主机分别为3套R410多联机及2台分体柜机。多联机制冷量分别为15.6kW(AC1)、22.4kW(AC2)和22.4kW(AC3)，2台分体柜机制冷量均为7.2kW(AC4、AC5)。

该工程会议室的进深较大，由分体机和多联机联合运行，会议室靠窗侧设分体柜机，不靠窗侧设多联机内机。

多联机室外机设于室外机机房。靠窗AC1热风直接从侧墙百叶排出，AC2和AC3热风通过导风管排出窗外。分体机室外机设于会议室预留的空调室外机位中。

系统1空调区域包括会议室、业务部门4，冷源由多联机(AC1)和分体机(AC4、AC5)组成；系统2空调区域包括业务部门3、过道、文印室、前厅、副主任室、小会议室，冷源为多联机(AC2)；系统3空调区域包括业务部门1、业务部门2、办公室、财务室、主任室，冷源为多联机(AC3)。

空调区域应保持对室外的正压[1]，减少无组织进风对室内温湿度的影响。该工程为空调安装公司自行设计安装，未设新风系统，新风只能由手动开窗或卫生间排风引起的负压解决。

3 空调系统的改造

3.1 系统运行后的问题及原因分析

天气炎热时，空调区域温度30℃以上，无法达到使用要求；室外温差30℃以下时，空调区域温度可到26℃以下。由此可知，空调制冷量不足。

经现场测试，天气炎热时，多联机、室外机机房温度超过43℃。机房直接与室外相通的外窗及百叶的面积远远不能满足空调室外机的散热要求，且机房内进排风组织极其混乱。室外机机房通风面积不够导致散热差，空调制冷效率下降，制冷量不足。

3.2 第一次改造及结果

通过夹直防雨百叶，使叶片与水平线的角度不超过15°[2]，达到加大室外机机房的百叶有效通风面积的效果。同时把空调机房的防雨百叶和外窗内侧增设接管箱，多联机的室外机排风经风管接入接管箱。机房与过道3之间增设百叶，室外机机房利用走道3的窗户进风。

改造后，空调室外机机房内凉风习习，解决了室外机散热问题，但是空调区域温度依然居高不下，且大部分室内机送回风口出现结露现象。

3.3 原因分析及改造结果

根据现场测试，空调区域温度仍在30℃以上，室外机机房的温度竟然略低办公场所。

第一次改造虽然解决了室外机机房过热的问题，但使室外机机房和空调区域直接相联通。室外机的排风形成负压，大量未经处理的新风通过空调区域的门窗无组织进风，带来大量的新风负荷，导致空调系统的制冷量不足。

第二次改造，在过道3增加一道平时常闭的机房门，使空调区域与室外机机房完全隔开，避免了室内冷风被多联机室外机抽走，减少空调区域的无组织进风。同时，考虑到系统3的空调房间同时使用率较高，在系统最远端的主任室新增一台7.2kW的分体柜机。

本次改造后，办公场所的空调温度均能达到26℃以下，基本能满足使用需求。

4 设计和改造的经验

4.1 应注意室外机的散热

室外机应放置到通风良好的室外区域，如因场所限制，设在机房中时，应参照《全国民用建筑工程设计技术措施》[2]有关多联机室外机设置的条文5.14.6：机房室外百叶有效面积宜大于机组的进排风面面积，百叶有效系数不应小于0.65，百叶与水平线的角度不宜大于15°。

4.2 应设置新风系统

规范[1]对公共建筑主要房间每人所需最小新风量要求为强制性条文，仅通过开窗等无法保证新风量是否满足规范和卫生要求，故小型空调系统应设置新风系统。新风可选用独立新风机、新风热回收机组及部分可直接引用新风轻型商业空调。当受层高等限制无条件设新风管道时，也可选用局部排风系统或侧墙双向换气扇等解决新风需求。

新风机组宜设在新风机房中。大部分设在走道吊顶中的新风机因为噪音太大而未投入使用。

4.3 系统的合理划分

空调工程应根据负荷大小、房间同时使用率合理等划分系统，宜将经常使用和不经常使用的房间组合在同一个空调系统里，使系统的同时使用率或满负荷率控制在40%～80%之间[2]。

该工程系统3空调房间的同时使用率远高于系统1和系统2，并不合理。该工程合理的设计方案如下：预算充足时，所有的空间房间使用同一套多联机系统(冷媒管最长距离42m，冷媒管系统并不长)，可充分利用走道、门厅等负荷低或会议室等使用率低的场所，且应设置新风系统；预算不足时，该大楼有预留室外机安装位置，应选用一拖一定频商用机组(暗装管道式机组)，或使用分体柜机。

4.4 末端和风口形式

风口采用下送下回，送风口选用散流器，回风口采用单层百叶。多联机的室内机均设置送回风管，应选用高静压型。该工程购买静压可调型的末端，可改变接线方式改变机外余压，分别有12Pa、30Pa、50Pa静压可选。施工单位却选择了12Pa静压的接线方式。

空调系统应根据装修情况和房间功能，选用合适的末端和风口形式。对层高要求较高的旅馆、别墅等优先选用局部吊顶或利用卫生间等辅助房间吊顶侧送侧回。而造价低、舒适度要求不高的中低档餐厅适合使用无风管天花嵌入式空调末端。开敞办公等人员长时间静坐的场合不适合选用天花嵌入式末端。天花嵌入式末端风口风速大，室内温度场较不均匀，容易造成冷风直吹，舒适性低。

4.5 选用柔性风管

该工程室内机的送风管使用了金属柔性风管。柔性风管具有施工费用低、施工方便、简单快捷、便于风口调整等优点，特别适合在小型空调工程中作为室内机的送回管及新风管与新风口的连接管。

国外的小型空调工程大量使用柔性风管。可根据建筑的防火等级使用的金属或难燃非金属柔性风管。根据《通风与空调工程施工质量验收规范》，可伸缩性金属或非金属软风管的长度不宜超过2m，不应有死弯或塌凹。柔性风管长度过长，会造成风系统阻力过大，不利于节能减排，严重的会造成末端风量不足。

5 结论

(1)小型空调工程应注意空调室外机的散热。设置于机房内的室外机，机房的进排风有效面积不宜小于机房内所有室外机的进排面的面积，同时应避免进排风短路。

(2)小型空调工程应注意风量平衡问题，空调区域应保持正压，当空调区域负压时，应考虑负压引进的无组织进风的新风负荷。

(3)小型空调工程，应合理划分系统，使系统的同时使用率或满负荷率控制在40%～80%之间。

[1] GB50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2012.

[2] 中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施[J].暖通空调动力,2009.