空調室外機機位設計研究

漆海兵

（浙江綠城東方建筑設計有限公司，浙江 杭州 310012）

0 引言

隨著城市進程的不斷發展，人民生活水平的不斷提高，城市中幾乎所有住宅、辦公、酒店和商業建筑均設置了不同形式的空調系統，來滿足人們對室內環境的舒適要求。酒店和商業建筑常采用大型中央空調系統，住宅和辦公建筑常采用分體空調、VRF空調系統，后者由于空調外機數量較多，在方案設計、初步設計和施工圖設計中需要暖通專業與建筑專業密切配合，但往往因為建筑設計師缺乏對空調系統重要性的認識以及對建筑外立面美觀的過分追求，導致了目前空調室外機機位存在諸多問題，大部分建筑空調外機未能安裝在事先預留的設備平臺上，不僅破壞了城市景觀，激發了鄰里矛盾，更給城市公共安全帶來了隱患。因此必須引起政府職能部門、房地產開發行業和設計行業的高度重視。

1 目前空調室外機機位存在的問題

1.1 沒有專門的空調設備平臺或設備平臺不合理無法安裝和維修

（1）部分建成較早的住宅小區或寫字樓沒有設置專門的空調設備平臺，空調室外機利用成本較低的鍍鋅三角角鋼支架隨意掛在建筑外墻，不僅影響城市美觀，更重要的是支架長期日曬雨淋導致防銹蝕能力減弱，空調外機掉落事故時有發生。

（2）經過調查發現，雖然新建住宅小區或寫字樓基本都考慮過空調設備平臺，但還是存在較多問題，比較普遍的就是空調外機無法安裝。

1）設備平臺太小。主要原因是設計階段考慮不周，例如，部分設計院完全由建筑專業設計師參與設計，而暖通專業設計師并未參與其中。如圖1所示，設備平臺寬度只有760 mm，考慮外墻保溫后實際寬度只有600 mm左右，而目前市場上已有的品牌中最小的1 P分體空調室外機組的尺寸都大于650 mm。

2）設備平臺凌空布置導致無法安裝或安裝作業極度危險。如圖2所示，該設備平臺凌空布置，機組安裝只有2種方式：通過升降機從外墻進入安裝，但該種方式不現實，首先在小區交付使用后，沒有過多的空間供升降機使用；其次分體空調都是用戶自購，分散安裝，使用升降機安裝成本過高。另外一種安裝方式就是通過在設備平臺和入戶走廊之間架設空中走廊，但入戶走廊設置有玻璃欄板，高度1.3 m，與空調設備平臺之間高差較大，且跨度也很大，利用活動板架設空中走廊難度大，且無安全質量保證，即使空中走廊架設沒問題，但由于樓層較高，空中走廊又無欄桿，安裝極度危險，沒有工人愿意安裝。

1.2 空調外機與室內機組之間的配管長度超過產品允許的最大長度

空調外機與室內機組之間的配管長度超過產品允許的最大長度。主要存在于分體空調中，表1給出了分體空調廠家建議的配管長度和極限長度。超過極限長度將導致空調機組無法正常工作或損壞壓縮機。部分項目在布置設備平臺時優先考慮集中布置，忽視了空調配管長度的要求，導致空調無效果或空調外機的隨意安裝。

表1 廠家建議的配管長度

1.3 空調外機的散熱效果不好

空調外機的散熱效果不好是目前最普遍的問題，主要原因有以下幾點：

（1）空調外機設置在豎向凹槽內，凹槽深度過深。建筑凹槽的深度直接影響了氣流短路的可能性，隨著凹槽深度的增加，下層排出的熱空氣急劇累積至上層，被上層室外機吸入，導致上層空調機組無法正常運行。杭州某項目空調外機在凹槽的布置剖面圖和立面圖如圖3所示，針對圖3空調外機的布置情況做的氣流解析，如圖4所示。從圖4的結果可以看出，在15 F及以上樓層空調的吸風溫度超過機組允許的最高溫度43 ℃。

（2）空調外機設備平臺百葉面積不足或百葉開口率過小，導致進排風阻力增加，風機風量下降，冷凝溫度升高，影響機組的散熱性能，導致空調出力不夠。

（3）機組雖然分層布置，百葉面積也滿足最低要求，但每層布置機組總容量過大，且垂直樓層數較多。導致機組排出的熱風無法及時被室外空氣稀釋冷卻，排風氣流出現貼外墻面上升的現象，隨著樓層數的增加越發明顯，導致上部空調機組吸風溫度無法滿足要求，如圖5、圖6所示。從圖6的結果可以看出，在17 F及以上樓層空調的吸風溫度超過機組允許的最高溫度43 ℃。

1.4 空調外機的噪聲對室內空間產生影響

空調室外機由于安裝位置不合適，空調外機運行的噪音對室內環境產生了不可忽視的污染，這也是比較普遍的問題，尤其要重視VRF機組位置的設置應盡量遠離有安靜需求的房間。

1.5 空調外機的熱烘效應對人員的影響

經調查發現，很多空調外機都設置在生活陽臺，直接朝向陽臺活動區域排風，導致進出陽臺都會有吹熱風或冷風的感覺，還有很多沿街商鋪空調直接落地放置，對行走的路人均產生了熱烘效應。

2 空調室外機機位設置的合理化建議

2.1 分體空調室外機設備平臺大小的確定

（1）以下對市場上分體空調室外機的外型尺寸做了匯總，如表2所示。

表2 不同品牌的分體空調室外機外型尺寸

根據表2空調外機的實際尺寸，考慮接管和安裝空間，建議分體空調室外機設備平臺按表3設置。

表3 分體空調室外機設備平臺

（2）分體空調設計要點：

1）盡量減少布置在生活陽臺。如果條件限制一定要設置在生活陽臺，應保證空調百葉對外開啟，避免熱風吹向陽臺。

2）臥室窗外盡量不布置設備平臺。如果條件限制需要布置在臥室窗外，則不應采用落地窗，同時應考慮窗戶能方便開啟，并考慮窗戶的隔聲滿足要求。設備平臺的百葉開口率不小于85%，且百葉面積不小于機組立面面積的2倍。設備平臺應設置地漏或預埋管，方便冷凝水排放，避免影響陽臺使用。

2.2 家用VRF空調室外機設備平臺大小的確定

（1）以下對市場上家用VRF空調室外機的外型尺寸做了匯總，如表4所示。

表4 不同品牌的家用VRF空調室外機外型尺寸

根據表4的尺寸，建議3～5 HP空調外機設備平臺大小為1 350 mm×950 mm，4～9 HP空調外機設備平臺大小為1 500 mm×1 000 mm。

（2）家用VRF空調設計要點：

1）空調室外機組四周與墻壁的最小距離應符合以下要求：接管或操作側≥300 mm，非操作側≥100 mm。

2）放置空調外機的設備陽臺必須通風良好，機組的進排風處如果設置通風百葉，百葉面積需滿足要求，要求進風速度不大于0.6 m/s，排放速度1.5～2 m/s。百葉的開口率要求大于85%，且應采用可拆卸百葉。

3） 選用上排風的空調外機時，應根據廠家要求設置導流風管。

4）需要考慮配管長度以及環境溫度綜合引起的外機容量衰減，滿足節能規范的要求。

2.3 商用VRF空調室外機設備平臺大小的確定

（1）以下對市場上商用VRF空調室外機的外型尺寸做了匯總，如表5所示。

表5 不同品牌的商用VRF空調室外機外型尺寸

（2）設計要點：

1）設備平臺的最小尺寸：根據表5的數據，并考慮安裝要求來確定設備平臺的最小尺寸，安裝要求吸風側大于300 mm，操作側大于500 mm，接管側大于200 mm，另外一側不小于100 mm，如圖7所示。

2） 空調設備平臺的位置除滿足設備平臺的最小尺寸要求外，還必須保證百葉面積；要求進風速度不大于1.5 m/s，排放速度6～8 m/s。百葉的開口率要求大于75%，同時要求校核室外風機機外靜壓是否滿足要求。校核后設備平臺寬度一般會比設備平臺的最小寬度大很多。

3）室外機出回風在同一平面上時，必須確保足夠的出回風速度，避免氣流短路。

4）空調室外機與室內的高差和配管長度除滿足機組技術要求外，外機容量衰減必須滿足當地節能的要求。

5）建議設備平臺至少兩面設置百葉，不建議將空調外機放置在凹槽內。

6）對采用VRF系統的高層建筑，建議應對空調外機的熱環境利用專業軟件進行氣流解析。

2.4 百葉面積、開口率、百葉角度的建議

由于建筑美觀的要求，空調器進行外露安裝基本不可能，都要求將機組安裝在一個空間內，這個空間一般只有一面或兩面是百葉，尤其以一面百葉居多。百葉的形式、面積、角度對機組的散熱起到至關重要的影響。暖通設計師和建筑設計師應密切配合，既保證建筑效果又保證空調的散熱效果，當兩者存在矛盾時應優先保證空調的散熱效果。

2.4.1 百葉的形式

常用的百葉有平直百葉（fl at型）和防雨百葉（S型）2種，如圖8、圖9所示。建筑設置百葉的目的僅僅是為了遮擋視線，避免看見空調機組。S型格柵自身有角度的彎曲，導致氣流在進出格柵時都會受到影響，局部阻力損失較大，出風阻力較大，使室外機室的熱氣流不能順利排出，甚至會引起吸排風短路現象，從而導致室外機吸風溫度升高，影響機組散熱，因此應避免選用S型防雨百葉。fl at型格柵的排風流動阻力系數小，不易發生回流現象?？照{散熱百葉宜選用fl at型百葉。

2.4.2 平直百葉開口率和角度的選擇

雖然平直百葉的阻力系數在同樣的開口率下比防雨百葉小很多，但是，平直百葉的阻力系數隨著百葉開口率的降低而增大，隨著百葉角度的增大而增大，因此，必須合理設置百葉的葉片間距和角度。通過相關文獻資料發現：百葉與水平方向的安裝水平角度小于10°對機組能力和能效影響都較小。角度為20°時，能力下降27%，能效下降44%；角度為45°時，能力下降44%，能效下降63%；當格柵角度超過30°后，熱風再吸入現象開始嚴重；角度為70°時，會造成排風和吸風短路。

百葉的間距和角度決定了百葉的局部阻力系數，設計時應根據機組機外靜壓、機組風量由公式計算出百葉的最大局部阻力系數，并提供給廠家作為散熱百葉設計的依據。

3 結論

（1）方案設計、初步設計和施工圖設計的每一個環節都應重視空調室外機機位的設置。

（2）空調室外機機位的大小和位置須考慮多種品牌的外型尺寸和必須的安裝檢修空間。

（3）必須通過計算確定空調外機散熱百葉的面積、葉片間距和空氣動力特性。

（4）對于VRF空調室外機分層布置在凹槽或同層布置容量過大，樓層數較多的項目必須對空調外機的運行環境做氣流解析。

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