某辦公室小型空調系統改造實例

羅梁生 李 斌

(1.廈門市節能監察中心 福建廈門 361000;2.廈門經緯建筑設計股份有限公司 福建廈門 361000)

0 引言

隨著社會的發展，城市化進程的加快及人們生活水平的提高，空調已成為人們工作和生活的必需品。當空調設計師都把眼光集中在超高層、城市綜合體、大空間等復雜建筑的空調設計的同時，各種小型辦公、娛樂場所、餐飲、別墅等空調設計的需求呈現出爆發性增長趨勢。此類項目數量龐大，種類繁多，多數由裝修公司或空調安裝公司自行設計和施工，未經專業的設計院設計和審圖機構的審核，存在各種各樣的問題。

本文以某辦公室空調工程的設計和改造作為實例，對小型空調系統設計的注意事項進行探討。

1 工程概況

該項目為建筑面積590m2的辦公室，位于福建省廈門市某高層辦公樓中第21層。該辦公樓未設置中央空調系統，僅預留分體空調室外機安裝條件。

該工程有主任室、辦公室、財務室、業務部門辦公室、會議室、儀器室、檔案室、空調室外機機房、文印室、開水間、過道、前廳等功能分區。業主要求室外機集中放置，能集中控制，且遠離領導辦公室，室內機不選用天花嵌入型。平面布置如圖1所示。

2 空調方案的選擇

2.1 常見的小型空調的形式

小型空調系統，宜選用不帶冷凍水、冷卻水的直膨式空調。直膨式空調運行可靠，設備簡單，基本不需要維護管理。比較常見的小型空調系統有多聯機、分體空調、輕型商用機組等。

其中多聯機和分體空調最為常見。多聯機價格較高，但可集中控制，室外機可集中放置，不影響建筑外立面。分體空調雖然具有造價便宜，控制靈活等優點，但其同時存在冷媒管配管短，室外機受到建筑外立面的限制，室內機不易與裝修配合等缺點。

圖1 某辦公室的平面布置圖

除多聯機和分體機外，還有一些功能和價格均是介于多聯機和分體機之間的輕型商用空調。此類商用空調機組內機形式多樣，有多聯機的室內機樣式，冷媒管相對分體空調較長，一般是定頻機組，大部分機型為一拖一，個別機型可以一拖多。此類空調在小型建筑中應用十分廣泛。

2.2 選用空調方案

該工程主要冷源選用多聯機，個別場所使用分體柜機。

該工程除空調機房、儀器室、檔案室、衛生間、開水間之外，其它場所均設置空調，空調面積共470m2。該工程改造前，冷源總制冷量74.8kW，單位面積冷指標為159W/m2。空調主機分別為3套R410多聯機及2臺分體柜機。多聯機制冷量分別為15.6kW(AC1)、22.4kW(AC2)和22.4kW(AC3)，2臺分體柜機制冷量均為7.2kW(AC4、AC5)。

該工程會議室的進深較大，由分體機和多聯機聯合運行，會議室靠窗側設分體柜機，不靠窗側設多聯機內機。

多聯機室外機設于室外機機房。靠窗AC1熱風直接從側墻百葉排出，AC2和AC3熱風通過導風管排出窗外。分體機室外機設于會議室預留的空調室外機位中。

系統1空調區域包括會議室、業務部門4，冷源由多聯機(AC1)和分體機(AC4、AC5)組成；系統2空調區域包括業務部門3、過道、文印室、前廳、副主任室、小會議室，冷源為多聯機(AC2)；系統3空調區域包括業務部門1、業務部門2、辦公室、財務室、主任室，冷源為多聯機(AC3)。

空調區域應保持對室外的正壓[1]，減少無組織進風對室內溫濕度的影響。該工程為空調安裝公司自行設計安裝，未設新風系統，新風只能由手動開窗或衛生間排風引起的負壓解決。

3 空調系統的改造

3.1 系統運行后的問題及原因分析

天氣炎熱時，空調區域溫度30℃以上，無法達到使用要求；室外溫差30℃以下時，空調區域溫度可到26℃以下。由此可知，空調制冷量不足。

經現場測試，天氣炎熱時，多聯機、室外機機房溫度超過43℃。機房直接與室外相通的外窗及百葉的面積遠遠不能滿足空調室外機的散熱要求，且機房內進排風組織極其混亂。室外機機房通風面積不夠導致散熱差，空調制冷效率下降，制冷量不足。

3.2 第一次改造及結果

通過夾直防雨百葉，使葉片與水平線的角度不超過15°[2]，達到加大室外機機房的百葉有效通風面積的效果。同時把空調機房的防雨百葉和外窗內側增設接管箱，多聯機的室外機排風經風管接入接管箱。機房與過道3之間增設百葉，室外機機房利用走道3的窗戶進風。

改造后，空調室外機機房內涼風習習，解決了室外機散熱問題，但是空調區域溫度依然居高不下，且大部分室內機送回風口出現結露現象。

3.3 原因分析及改造結果

根據現場測試，空調區域溫度仍在30℃以上，室外機機房的溫度竟然略低辦公場所。

第一次改造雖然解決了室外機機房過熱的問題，但使室外機機房和空調區域直接相聯通。室外機的排風形成負壓，大量未經處理的新風通過空調區域的門窗無組織進風，帶來大量的新風負荷，導致空調系統的制冷量不足。

第二次改造，在過道3增加一道平時常閉的機房門，使空調區域與室外機機房完全隔開，避免了室內冷風被多聯機室外機抽走，減少空調區域的無組織進風。同時，考慮到系統3的空調房間同時使用率較高，在系統最遠端的主任室新增一臺7.2kW的分體柜機。

本次改造后，辦公場所的空調溫度均能達到26℃以下，基本能滿足使用需求。

4 設計和改造的經驗

4.1 應注意室外機的散熱

室外機應放置到通風良好的室外區域，如因場所限制，設在機房中時，應參照《全國民用建筑工程設計技術措施》[2]有關多聯機室外機設置的條文5.14.6：機房室外百葉有效面積宜大于機組的進排風面面積，百葉有效系數不應小于0.65，百葉與水平線的角度不宜大于15°。

4.2 應設置新風系統

規范[1]對公共建筑主要房間每人所需最小新風量要求為強制性條文，僅通過開窗等無法保證新風量是否滿足規范和衛生要求，故小型空調系統應設置新風系統。新風可選用獨立新風機、新風熱回收機組及部分可直接引用新風輕型商業空調。當受層高等限制無條件設新風管道時，也可選用局部排風系統或側墻雙向換氣扇等解決新風需求。

新風機組宜設在新風機房中。大部分設在走道吊頂中的新風機因為噪音太大而未投入使用。

4.3 系統的合理劃分

空調工程應根據負荷大小、房間同時使用率合理等劃分系統，宜將經常使用和不經常使用的房間組合在同一個空調系統里，使系統的同時使用率或滿負荷率控制在40%～80%之間[2]。

該工程系統3空調房間的同時使用率遠高于系統1和系統2，并不合理。該工程合理的設計方案如下：預算充足時，所有的空間房間使用同一套多聯機系統(冷媒管最長距離42m，冷媒管系統并不長)，可充分利用走道、門廳等負荷低或會議室等使用率低的場所，且應設置新風系統；預算不足時，該大樓有預留室外機安裝位置，應選用一拖一定頻商用機組(暗裝管道式機組)，或使用分體柜機。

4.4 末端和風口形式

風口采用下送下回，送風口選用散流器，回風口采用單層百葉。多聯機的室內機均設置送回風管，應選用高靜壓型。該工程購買靜壓可調型的末端，可改變接線方式改變機外余壓，分別有12Pa、30Pa、50Pa靜壓可選。施工單位卻選擇了12Pa靜壓的接線方式。

空調系統應根據裝修情況和房間功能，選用合適的末端和風口形式。對層高要求較高的旅館、別墅等優先選用局部吊頂或利用衛生間等輔助房間吊頂側送側回。而造價低、舒適度要求不高的中低檔餐廳適合使用無風管天花嵌入式空調末端。開敞辦公等人員長時間靜坐的場合不適合選用天花嵌入式末端。天花嵌入式末端風口風速大，室內溫度場較不均勻，容易造成冷風直吹，舒適性低。

4.5 選用柔性風管

該工程室內機的送風管使用了金屬柔性風管。柔性風管具有施工費用低、施工方便、簡單快捷、便于風口調整等優點，特別適合在小型空調工程中作為室內機的送回管及新風管與新風口的連接管。

國外的小型空調工程大量使用柔性風管。可根據建筑的防火等級使用的金屬或難燃非金屬柔性風管。根據《通風與空調工程施工質量驗收規范》，可伸縮性金屬或非金屬軟風管的長度不宜超過2m，不應有死彎或塌凹。柔性風管長度過長，會造成風系統阻力過大，不利于節能減排，嚴重的會造成末端風量不足。

5 結論

(1)小型空調工程應注意空調室外機的散熱。設置于機房內的室外機，機房的進排風有效面積不宜小于機房內所有室外機的進排面的面積，同時應避免進排風短路。

(2)小型空調工程應注意風量平衡問題，空調區域應保持正壓，當空調區域負壓時，應考慮負壓引進的無組織進風的新風負荷。

(3)小型空調工程，應合理劃分系統，使系統的同時使用率或滿負荷率控制在40%～80%之間。

[1] GB50736-2012 民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社,2012.

[2] 中國建筑標準設計研究院.全國民用建筑工程設計技術措施[J].暖通空調動力,2009.