简介： 本文采用典型的别墅式住宅为例，简要介绍了户式中央空调冷（热）水系统的冷负荷计算、水管计算、未端选型，主机选型、施工验收及调试和试运行等，系统的讲述整个户式中央空调的设计方案，针对家庭住宅、公寓、别墅列出冷负荷估算表及工程预算表、水管计算等经验参考值。
关键字：户式中央空调 冷负荷计算 水管计算 未端选型
随着我国国民经济的持续增长，人民生活水平不断提高，对居室装潢布置的品位要求和空调的舒适性以及室内空气品质的要求越来越高，同时，对制冷装置节能高效、冷（热）负荷较大和能量宽度调节等要求，促使介于中央空调与家用空调器之间的户式中央空调应运而生，已成为我国21世纪居住环境空调的首选产品。
目前我国的户式中央空调按输送不同介质主要可分为：空气式（）系统、冷（热）水系统、制冷剂系统三种类型。以下就与冷（热）水系统为例：
冷（热）水系统的室内末端装置通常为。目前一般均可以调节其风机的转速（或通过旁通阀调节经过盘管的水量），从而调节送入室内的冷（热）量，因此该系统可以对每个空调房间进行单独调节，满足各个房间不同的空调需求，同时其节能性能比较好。
如图(1-3)所示，共有两套三层别墅，一层有起居厅、餐厅、厨房、门厅及工人房；二层有二个卧室及一个书房；三层主卧室。
1. 冷负荷的计算
空调冷负荷包括：围护结构传入室内热量、人体散热、灯光照明发热、电热设备散热、带入热量以及其他因素引起的冷负荷增加。各部分的冷负荷可通过有关公式计算出来，但是在实际中，有时没有详细的计算资料，冷负荷的获得也可根据常见场所单位面积冷负荷指标估算得到。
计算公式：
Q总= Q人体热+ Q传入热+ Q灯光热+ Q设备热+ Q热+ Q其他
（注：具体分项热量计算就不依依列出）
冷负荷指标估算表：
|
使用场所 |
室内设计温度 |
冷负荷指标 |
|
客房（标准型）/卧室 |
250C |
90—145W/m2 |
|
书房 |
250C |
80—145W/m2 |
|
中餐厅 |
250C |
350—465W/m2 |
|
西餐厅、酒吧 |
250C |
230—350W/m2 |
|
音乐厅、舞厅、娱乐厅 |
250C |
260—380W/m2 |
|
门厅 |
250C |
130—280W/m2 |
|
走廊 |
250C |
70W/m2 |
|
起居厅、大厅 |
250C |
210-320W/m2 |
2. 未端选型表：
|
名 称 |
面积(m2) |
冷负荷(w) |
总冷量(w) |
对应设备 |
数量(台) |
备注 |
|
餐厅/门厅 |
22 |
320 |
7040 |
FP-12.5 |
1 |
|
|
起居室 |
28 |
240 |
6720 |
FP-12.5 |
1 |
|
|
工人房 |
4 |
不装空调 |
||||
|
厨房 |
9 |
只做排风 |
||||
|
卧室A |
12.5 |
145 |
1812.5 |
FP-3.5 |
1 |
|
|
卧室B |
18 |
145 |
2610 |
FP-3.5 |
1 |
|
|
书房 |
10 |
145 |
1450 |
FP-3.5 |
1 |
|
|
主卧室 |
26 |
145 |
3770 |
FP-6.3 |
1 |
3. 水管选型：
冷冻水管的设计。根据冷冻水流量Ｇ、水流速v可计算出水管的管径。
计算公式：水管内直径Ｄ＝2（Ｇ／π×v）1/2
v:冷冻水流速，推荐流速1-2.4m/s
冷凝水管大小可根据冷量确定
Ｑ≤７ＫＷ时，ＤＮ＝20mm
Ｑ=７.1-17.6ＫＷ时，ＤＮ＝25mm
Ｑ=1７.7-100ＫＷ时，ＤＮ＝32mm
Ｑ=101-176ＫＷ时，ＤＮ＝40mm
其中：DN——表水管直径
4. 主机选型：
主机的选型直接关系到整个工程的投资及运行费用、噪音、承重及放置等一系列问题。
根据未端总冷量再加上总冷量的15%冷量损失，即总冷量Q主机=(1+0.15)Q未端。主机选27KW总冷量，但住宅还要考虑使用率，不在同一时刻使用等。比方说白天主要用于餐厅，起居室、书房，而晚上用于书房、卧室及主卧室，经核算白天的总热负荷相对较大，选主机能满足白天全负荷的冷量就必能满足晚上的冷量，即总冷量为17KW， 选用LSQ17HD一台。
注：主机具体参数祥见威尔中央空调风冷冷热水机组技术手册13页
5. 安装施工：
户式中央空调与家用空调器在安装上有很大区别。家用空调器只要用户确定室外机和室内机的安装位置，由安装工进行安装，用制冷机铜管连接内、外机就可以。因此，供应商可以直接与用户见面。户式中央空调不同于家用空调器，不是传统意义上的家电产品，户式中央空调的使用效果的好坏在于“三分产品，七分设计安装”，户式中央空调是一个系统工程，必须根据房屋的具体情况进行设计，必须由专业安装队伍进行施工安装。设计的科学性、合理性，施工质量的好坏，将直接影响到使用效果，甚至造成系统不能正常运行。而且，户式中央空调系统又大多数是隐蔽工程，应与装潢设计充分配合，才会取得好的装演效果。所以户式中央空调技术含量较高。
工程清单表:
|
序号 |
项目名称 |
规格型号 |
单位 |
数量 |
单价（元） |
合计（元） |
备注 |
|
1 |
压力表 |
0-1 MPa |
个 |
2 |
60.00 |
120.00 |
主机进出水管处处 |
|
2 |
温度表 |
0-50 oC |
个 |
2 |
45.00 |
90.00 |
主机进出水管处 |
|
3 |
自动排气阀 |
个 |
1 |
10.00 |
10.00 |
安装系统最高处 |
|
|
4 |
冷冻水管 |
DN25 |
m |
30 |
16.00 |
480.00 |
|
|
5 |
冷冻水管 |
DN20 |
m |
60 |
14.00 |
840.00 |
|
|
6 |
冷凝水管 |
项 |
1 |
80.00 |
80.00 |
||
|
7 |
保温管 |
项 |
1 |
160.00 |
160.00 |
||
|
8 |
镀锌钢板 |
δ=0.75mm |
m2 |
20 |
35.00 |
700.00 |
|
|
9 |
保温板 |
25mm |
项 |
1 |
80.00 |
80.00 |
|
|
10 |
侧出风百叶 |
项 |
1 |
480.00 |
480.00 |
||
|
11 |
回风百叶栅 |
项 |
1 |
720.00 |
720.00 |
带滤网 |
|
|
12 |
空调电线 |
项 |
1 |
600.00 |
600.00 |
||
|
13 |
电控柜 |
项 |
1 |
800.00 |
800.00 |
||
|
14 |
开 关 |
项 |
1 |
108.00 |
108.00 |
||
|
15 |
电子二通阀 |
个 |
6 |
180.00 |
1,080.00 |
未端进水口处 |
|
|
16 |
截止阀 |
个 |
16 |
10.00 |
160.00 |
未端进水口处 |
|
|
17 |
橡胶软接 |
条 |
12 |
12.00 |
144.00 |
水管与未端连接 |
|
|
18 |
五金配件 |
项 |
1 |
150.00 |
150.00 |
||
|
19 |
支架吊杆 |
项 |
1 |
300.00 |
300.00 |
||
|
20 |
胶 水 |
项 |
1 |
100.00 |
100.00 |
粘贴保温管 |
|
|
21 |
油 漆 |
项 |
1 |
140.00 |
140.00 |
防锈 |
|
|
22 |
连接凡布 |
项 |
1 |
120.00 |
120.00 |
未端与出风口连接 |
|
|
23 |
其他辅助材料 |
项 |
1 |
150.00 |
150.00 |
||
|
24 |
人工费 |
项 |
1 |
1,800.00 |
1,800.00 |
||
|
25 |
运输费 |
项 |
1 |
300.00 |
300.00 |
||
|
26 |
穿墙费 |
项 |
1 |
200.00 |
200.00 |
||
|
27 |
吊机费 |
项 |
1 |
500.00 |
500.00 |
||
|
28 |
总 计 |
10,412.00 |
|||||
注: 工程配置清单数量只做一个参考
安装注意事项：
a) 机组必需安装在通风良好的地方。
b) 主机进、出水口处安装有减震管，温度表、压力表。
c) 水系统的最低处安装有排污阀，水系统的最高处安装有自动排气阀。
d) 未端必须要安装水平。
e) 未端进、出水管接口加软接及控制阀门。
f) 冷冻水系统管路较短或系统水容量较小时，必需适当增大水管管径，以免冷负荷较小时主机启停频繁。
g) 冷凝水排水必需保证足够的坡度
6. 施工验收规范：
1) 空调水系统采用二管制异程闭式系统
2) 图（1-3）中所注标高均为管中心标高
3) 进出水管与系统相接处应采用橡胶软管联接，并在进、出水管内安装截止阀
管材规格如下（单位：mm）
|
公称直径 |
外径*壁厚 |
公称直径 |
外径*壁厚 |
|
20 |
26.8*2.75 |
50 |
57.0*3.50 |
|
25 |
33.5*3.25 |
65 |
73.0*3.50 |
|
32 |
42.3*3.25 |
80 |
89.0*4.00 |
|
40 |
48.0*3.50 |
100 |
108.0*4.00 |
4) 阀门d<70mm者采用截止阀，d>70mm者采用对夹式蝶阀
5) 水系统各阀门部件等工作压力为1.0MPa
6) 管道敷设应有坡度，一般为冷凝水管的下行坡度>0.01m
管道支吊托架的最大跨距不应超出下表值：
|
公称直径（mm） |
最大跨距 |
公称直径（mm） |
最大跨距 |
|
15—20 |
2.0 |
100 |
4.5 |
|
32—50 |
3.0 |
125 |
5.0 |
|
65—80 |
4.00 |
150 |
6.0 |
7) 水管路系统的最低点应设DN25泄水管，并配相同直径阀门，在最高点处应设DN20mm自动放气阀
8) 管道活动支吊托架必须设置于保温层的外部，在穿过支吊托架处，应镶以垫木
9) 管道安装完工后应进行水压试验，试验要求按（GB50243—2002）第9.2.3条执行
10) 经试压合格后应对系统进行反复冲洗，直至排出的水中不带泥沙，铁屑等杂物，且水色不混浊为合格，在进行冲洗之前，应先除去过滤器的滤网，待冲洗工作结束后再装上，管路冲洗时水流不得经过所有设备。
防腐
11) 非镀锌设备，支吊架及各种铁件等，在表面除锈后，刷红丹防锈漆两遍
12) 不保温的明露管道，铁件，支吊架等，表面除锈后，刷防锈底漆两遍
13) 非镀锌冷热水管采用二次热镀锌
14) 空调风道，水系统管道等均须作温度处理，保温层不得有间隙及损坏
15) 保温材料采用一般福乐斯（64Kg/m3），厚20mm
16) 保温材料采用一般福乐斯（64Kg/m3），d>50mm，厚25mm，d>50mm，厚20mm
17) 卧式吊装机组安装时采用弹簧减振吊钩，出口处设器
18) 风口颜色装修专业若有要求订货前应提出，本专业应有专业技术人员密切配合，在安装有设备及阀门等管件的吊顶处应留有检修孔，所有土建风道之进排风口要预留
19) 本专业施工技术人员应密切配合土建专业做好预留孔洞，预埋件工作
20) 风口与照明工具有交叉处在二次装修时解决
21) 各类产品必须有合格证并符合设计要求，遇有变动须及时与设计者勾通，施工完毕又红又专设计部门验收质检部门通过后方为合格
22) 室外露天敷设冷水管道保温层外以镀锌铁皮管壳外包
23) 未尽事宜请严格遵守以下规范：
《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19—87（2001版）
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243—2002
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB54242—2002
7. 调试和运行
a) 空调制冷系统安装竣工并经试压，冲洗合格后，应进行必要的清扫，上述工作全部完成后，即可投入试运行，进行测定与调整，主要内容有：
b) 系统的测试与调整
c) 测试通风的风量，风压
d) 按“动压（或流量）等比法”调整系统的风量分配
e) 按“比例法”调整各水系统的水量分配，并将平衡阀的开度记录于平衡报告上
f) 风量水量调整好以后，应将所有，平衡阀锁定，并在调节手柄上以油漆刷上标记
g) 冷（热）态调试
h) 按不同的设计工况进行试运转，调整至符合设计规定参数值
i) 测定与调整室内的温度与湿度，使之符合设计规定的参安数值
j) 综合调试
k) 根据实际气象条件，让系统连续地运行不小于8小时，并对系统进行全面检查，调整，考核各项指标，以全部达到设计要求为合格。
结论：
同样的房子如果配置家用普通空调，因为每个房间都要往大选择空调器，所以这些空调的冷量之和就会比户式空调大出很多，房间数越多，总冷量就会越多，功率之和同样也会大出许多。所以户式中央空调能够做到以小冷量小功率配置大面积的户型，冷量值和功率都可以往小选，而家用普通空调都需要往大选，其总功率往往超过电表容量，总冷量也很大，浪费资源，站在节能及环保的角度考滤，是决不允许的。目前国内的电能资源的紧张，其主要原因来自于空调耗电，“地球之友”总干事吴方表示，夏季使用空调耗去的电力，已占60%的总发电量。她说：“若把空调调高1度，“这少少的动作”便可节省3%的空调电费。若全体市民响应，全年节省电力多达3.3亿度，即减少排放253万吨的二氧化碳。否则要用上8个香港面积的森林，花上一年时间才能“”这253万吨的废气”。有环保团体表示，空调温度保持在摄氏25度已很舒适。具体选型时，根据平时的使用习惯和用途，地区气候参数、结合室内装潢布置管路和未端，主机的摆放位置等，由专业工程师进行户式空调的选型及相关冷负荷计算等方案设计。
参考文献：
1、建设部工程质量安全监督与行业发展司、中国建筑标准设计研究所 编 《暖通空调·动力》 中国计划出版社出版 2003年2月第一版
2、暖通设计手册
3、网上资料：中新网（新闻） 空调暖通网 网易（土木在线）等网页
4、威尔中央空调产品（风冷冷热水机组）技术手册
