吴泽昌
上海德森建筑设计有限公司
摘要：随着经济的快速发展和人民生活质量的提高，城市建设水平也越来越高，空调便成为了建筑必不可少的重要设备。当前，空调系统形式多种多样，其中VRV多联机系统是当前最流行的空调系统，随着多联机空调系统的普及，对高层建筑设计也产生了巨大影响。
VRV多联机空调系统是当前最为先进的一种空调系统，具备灵活、节能、安装便捷、维修方便等等诸多优点，凭借其优势已发展成为建筑行业领域里不可或缺的空调形式，在超高层建筑中也被广泛运用。在VRV多联机空调系统的设计过程中，需要考虑系统安全性的问题、室外机摆放位置问题、冷媒管长度及修正问题等，本文围绕这几个方面问题结合工程项目实例探讨解决的对策。
关键词： 多联机 VRV 空调系统
With the rapid development of economy and the improvement of people's quality of life, the level of urban construction is getting higher and higher, and air conditioning has become an essential building equipment. At present, there are various forms of air conditioning system, among which VRV multi-line system is the most popular one. With the popularization of multi-line air conditioning system, it also has a great influence on the design of high-rise buildings.
VRV multi-line air conditioning system is one of the most advanced air conditioning systems at present, with many advantages such as flexibility, energy saving, convenient installation, convenient maintenance and so on. With its advantages, it has developed into an indispensable form of air conditioning in the field of construction industry, and is also widely used in super high-rise buildings. In the design process of VRV multi-line air conditioning system, it is necessary to consider the safety of the system, the placement of the outdoor unit, the length of the refrigerant pipe and the problem of correction, etc. This paper discusses the solutions to these problems by combining the project examples.
一、项目概况
本项目位于上海市宝山区，包含两个地块用地面积共计39867㎡，项目总建筑面积234829㎡，其中地上9个单体办公楼建筑面积约为185976㎡，地下车库面积48853㎡。
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图1项目总图
二、设计参数及冷热负荷
1、室外参数（见表1）
2、各单体冷热负荷（见表2）
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三、空调系统设计
1、办公楼空调系统设计
本项目办公楼主要以分层或者分单元出租为主，采用变冷媒流量多联机空调系统作为冷热源；多联机空调系统具有灵活性及独立性，可根据每个单体的不同用户按需求划分系统，方便分区管理与计量。
2、配套用房空调系统设计
门卫房、物业用房、消控室、变电所均采用分体式空调形式。建筑专业预留空调室外机位置；给排水专业预留空调冷凝水集中排放位置；电气专业预留空调用电量及插座。
四、通风系统设计
1、办公楼通风设计
本项办公楼目新风采用全热交换器进行通风换气，1#楼空全热交换机组设于屋顶空调机房，其余8个单体办公楼的全热交换机组设置于空调的设备平台。
2、地下车库通风设计
地下机械车库排风与排烟共用一套系统，系统平时排风，火灾时排烟，排风量按6次换气次数和稀释浓度法计算,并应取两者较大值。采用单速双速风机；（注：双速风机平时通风机低速运转，火灾时高速运转）同时单双速风机应能根据车库内的CO浓度进行自动控制。
五、设计要点分析
1、室外机摆放对项目的影响
空调室外机摆放位置是否合理会影响整个系统效率，高层建筑的空调室外机组通常采取集中摆放和分层摆放两种方式，在设计过程中要结合不同的建筑物情况选择合理的摆放方式，室外机不合理的摆放会造成系统散热、冷媒管极限长度等问题，造成制冷/制热效率降低、增大能耗。
（1）室外机集中摆放
室外机集中摆放多设置于屋顶或的裙房室外，集中摆放的优点是能够充分利用屋面，不占用建筑物室内的面积，不会破坏外立面能保持外立面的完整性。但是当室外机的数量较多且布置间隔比较小的情况下，会出现热量无法扩散及冷媒管道过长等问题。采用集中摆放的时候需要预留足够的空间间隔用于通风和检修，还要注意室外机出风方向，避免机组间的进排风发生倒吸情况，还要提前计算好冷媒管的最远端的大致长度，不要超出系统所规定的极限长度，否则会导致整个空调系统的性能衰减，制冷/制热达不到设计要求。
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图2 上出风型室外机摆放间距要求
本项目1#楼计算冷负荷为1161kw,建筑高度45米，选用8台制冷量为145kw的空调室外机，3#楼、4#楼、6#楼、7#楼共计10层楼高，计算冷负荷为1432.3kw，选用9台制冷量为157.1kw的空调室外机，参考品牌为东芝直流变速多联式中央空调SMMS-u系列，该产品最长单程配管可达到160米，室外机在上时内外机高差可达到110米。经分析：首先，这五个单体的单层建筑面积较小，若在每层设置设备平台则会占用更多的空间，其次，经过初步计算，建筑高度加上各层的最远端管段总长度未超达到限定的长度。因此，这五个单体办公楼的空调室外机采用集中摆放的方式将室外机设置于屋顶，选用的空调室外机均为上出风形式。
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图3 屋顶室外机摆放平面图
（2）室外机分层摆放
多联机空调室外机分层设置可以大幅度缩短冷媒管的配管长度，减少系统因管长引起的衰减问题。当高层办公建筑的空调室外机分层设置在各楼层的设备平台时，首选，需要考虑设备平台的朝向问题，摆放室外机的设备平台应避开当地夏季的主导风向，避免朝向迎风面，特别是较的高楼层，楼层较高室外的风量较大，室外的风会阻碍空调室外机的热气向外排出，降低系统效率，甚至有可能导致室外机组因温度过高停机。其次，必须考虑设备的出风散热问题和建筑物外立面的问题，为了保证外立面的完整性，通常根据室外机的通风需求在建筑物外立面开设通风百叶，通风百叶的倾斜角度也会影响空调室外机的散热，百叶的倾斜角度越大就越阻碍室外机组的进排风，所以在设计过程中应根据室外机的通风要求计算好通风百叶的面积和倾斜角度。
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图4 通风百叶
本项目2#楼、5#楼、8#楼、9#楼单体每层楼的东西两侧均设置设备平台，空调室外机和全热交换器摆放在平台上，设备平台外立面设有开口率60%的百叶，解决通风和防雨的问题。室外机的气流组织方式为下进上出，采用导流风罩将室外机排出的热气导出室外。如上文所述，室外机采用分层布置减少了单程配管长度，减小管长修正的问题，同时，也更加方便业主将来对各层用户的管理和用电计量。
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图6 设备平台及室外机倒流风貌示意
2、制冷剂的安全性问题
制冷剂具有物色、不燃、无味等特性，正常情况人们很难发觉是否泄漏，但是当一套多联机系统充注的所有制冷剂都集中在某一间房间内泄漏的时候，就很容易造房间内的制冷剂浓度过高，导致室内的人员缺氧窒息。
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图7 多联机系统制冷剂泄漏示意图
已知制冷剂造成人身安全的主要因素是制冷剂的浓度过高，那么，解决这一问题的关键就在于控制房间内的制冷剂浓度，根据日本空调行业颁布的《VRF系统制冷剂泄漏安全标准JRA GL-13》标准中的规定：R410制冷剂的允许极限浓度应≤0.39kg/m（系统制冷剂总充注量（kg）/房间容积（m3）≤0.39kg/m3），那么，在项目设计过程中就要对制冷剂泄漏的问题采取相应措施，保证室内人员的安全，针对系统制冷剂泄漏的问题可以采取以下几种方法解决：
（1）优化VRF系统设计
将较大容量的空调系统优化拆分为较小的若干系统，使制冷剂的总充注量小于房间的允许极限浓度，这样一来即使系统管道冷媒泄漏，也不会对室内人员的人身安全造成伤害。
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图8 空调系统优
（2）房间设置通风换气系统
常温常压下制冷剂的密度大于空气密度，所以发生泄漏时制冷剂会沉降凝聚在房间的较低位，所以只要在房间的较低位（贴近地面）布置排风扇或排风口，同时从室外补充空气到房间内，就能够有效排出泄漏的制冷剂稀释只能就浓度。
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图9 置换通风
（3）系统的支管上安装开关切断阀门
在VRV空调系统的各个支路都设置电动阀门，当系统检测到冷媒泄漏时，电动阀门及时关闭发生泄漏的支路，阻止系统所充注的制冷剂继续泄漏，达到保护室内人员安全的目的。
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图10 支管设置开关切断阀
六、总结
VRV多联机空调系统是当下应用最广泛的空调形式，虽然多联机空调系统已经引进我国多年，但是在实际的项目设计过程中，仍然存在许多细节上的问题，这些问题往往在的在项目投入使用后才暴露出来，并且对整个系统产生较大的影响，因此在进行VRV多联机空调设计的期间，应当根据建筑物的实际情况，遵循行业设计的标准，提前发现并解决潜在的弊端。
本文根据闵虹新顾城综合产业基地项目采用VRV多联机空调系统的方案进行阐述，指出本项目室外机摆放位置选择的问题和制冷剂的安全性问题，并提供了解决方法，相信能够对对日后的工作起到的帮助作用，但是还是有很多细节的问题需要改进，只有这样才能做到让VRV多联机空调系统在建筑领域中越来越完善。
参考文献：
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[5]徐秋生. 多联机空调系统设计探讨[J]. 暖通空调, 2008, 38(1): 69-73