某大型公寓水冷多联空调系统的设计及应用

摘要：本文介绍了某大型公寓水冷多联空调系统的设计及应用，总结了水冷多联空调系统的特点。

关键词：空调系统水冷多联系统综合能效比

Abstrcat: This paper introduces a large apartment water-cooled variable-capacity units system design and application,and summarizes the characteristics of the water-cooled variable-capacity units system.

Keywords: Air conditioning system , water-cooled variable-capacity units systems, system refrigerating intergrated part load value

中图分类号： TU831.3+5文献标识码：A文章编号：

0 引言

水冷多联空调系统是一种创新的技术，将水冷系统与多联系统结合，集合水冷系统利用低位热能实现夏季制冷、冬季制热，更高效率、低噪声、使用寿命长、安全可靠等优点；又融合了普通多联机变容量输出、更节能、安装简易等优势，从整体上提升了机组效率，并大大延伸了多联机的适用范围。

1 工程概况

本项目为深圳市南山区某大型综合体，由商务公寓、办公、商业组成，地上建筑面积约为63240平方米，由T1办公楼、T2-T4三栋商务公寓及裙楼商业组成，办公建筑面积约为13500平方米，商务公寓建筑面积约为39790平方米，地上商业约为9800平方米，T1办公楼建筑高度不超过100m，T2建筑高度约为120m，T3建筑高度约为70m，T4建筑高度约为80m。

本项目裙楼商业及T1办公采用电制冷式中央空调，T2~4公寓采用水冷多联式空调系统。

2 主要设计参数

2.1 室外设计参数（广东深圳）

2.2 室内设计参数

根据以上室内外空气计算参数、建筑围护结构的热工参数等，利用专业的空调负荷计算软件，根据逐时逐项负荷计算出该建筑各层的冷热负荷详见下表：

3 空调系统选择及配置

本项目虽属于夏热冬暖地区，但根据业主要求，T2~4公寓均要求夏季制冷，冬季供热，充分确保室内环境的舒适性，在此前提下采用节能、环保、智能化管理的设备。

经分析我们确定了几个方案：①采用水冷冷水机组加风机盘管，能充分保证舒适性，但但空调控制系统较复杂；②采用风冷多联空调系统，能够同时进行制冷和供热，但制冷和制热的能效比相对较低；③水冷多联空调系统，能效比较高，但需增加冷却塔及锅炉等辅助设备。

经比较，考虑方便使用，节省运行费用等因素，初步确定采用多联式的空调方式，由于公寓塔楼单层平面面积较小，若采用风冷多联空调系统，需要较多的空间及百叶面积，这些因素必定限制了建筑立面及平面的布局，故最终确定公寓的空调方式为水冷多联式空调系统。

水冷多联机空调系统的设计过程与传统风冷多联机空调相比，除了空调主机和末端设备外，夏季还需为系统配置冷却塔（冷却塔放置在裙楼屋面）；冬季需配置热水锅炉（锅炉放置在地下一层）。利用冷却塔和热水锅炉并联模式，为各子系统的主机提供冷热源，并通过控制阀门来实现冬夏季冷热源的转换。

水冷多联空调系统基本原理图如下：

空调水系统主要设备如下表：

4 空调室内机的形式及选型

水冷多联空调系统的室内机的设计过程，包括主要包括空调冷热负荷计算、空调主机布置、空调风管布置、空调末端布置、冷媒管连接及气液管管径计算等，与传统风冷多联机空调的设计过程基本类似。根据本项目公寓的房间布局，空调机组末端采用超薄风管式室内机，暗藏吊装，同时设有冷媒型新风处理机组，新风机组为室内提供卫生要求所必要的新风量。

5 水冷多联空调的冷却水系统控制说明

5.1 设备启停顺序控制：

为保证整个制冷系统安全运行，设备启停需按照一定的顺序进行。只有当冷却水流动后,压缩机才能最后启动。

启动顺序：室内机侧开机（用户）水泵启动室外机启动

停机顺序：室内机侧停机（用户） 室外机停机水泵停止

空调室内机开机后，控制系统根据开机信号启动冷却水泵，再开启室外机。停机顺序相反。

5.2 冷却塔开启台数及节能控制：根据实际冷负荷调整循环水泵投入台数和运转频率。

5.3 压差旁通控制：调节位于供、回水总管之间的旁通管上的电动调节阀的开度，实现进水与回水之间的旁通，以保持供、回水压差恒定。

5.4 水流检测、水泵控制：如果水流流量太小甚至断流，则自动报警并自动停止相应空调机

组的运行，且当某一台水泵出现故障时，备用水泵将动投入运行。

5.5 冷却水温度控制：根据冷却水温度控制冷却塔风机的启停。

5.6 冷却水系统的监测内容包括：冷却塔冷却风扇的启、停，冷却塔进水蝶阀的开度，冷却

水进、回水温度，冷却水泵的启、停，旁通阀的开度等。控制中心根据监测的数据自动控制设备的运行。

6 水冷多联空调系统的特点

6.1水冷多联空调系统继承了传统多联空调系统的先进技术，包括压缩机无极变容量调节技术，长连管回油技术，电子膨胀阀技术等。

6.2传统的风冷多联机由于连管长度限制，无法应用到高落差的建筑物上。而水冷多联空调系统以水管连接，基本无管长限制，尤其适用于高层建筑或大型楼宇。同时由于采用水作为冷热源，主机无需与室外空气直接换热，因此基本不用考虑散热问题，可方便的设置在当层或者集中放置在设备机房内，大大的提高了建筑的空间利用率，且无需开百叶，不会对建筑外立面的美观性造成影响。

6.3 水冷多联空调系统的满负荷能效比可达4.7，节能效果明显。

6.4 水冷多联空调系统可实现内外分区，可满足现代建筑物在同一时间不同区域制热和制冷的需求，系统通过温控阀切换其工作状态：当系统冷负荷为主要负荷时，自动启动冷却塔进行散热；当系统热负荷为主要负荷时，自动开启锅炉提供热源；当冷热负荷基本相等时，冷却塔与锅炉都无须开启，即通过热回收便可满足空调要求，避免产生多余的电费，并且当冷热平衡是，热回收的效率最大。

6.5 由于水冷多联机空调系统室外机设置了空调水系统，空调水直接进入空调室外机套管式水冷换热器，其水质必须满足一定的要求，以免影响换热效果，甚至堵塞套管换热器。

6.6 建议布置冷却水系统时尽量采用同程连接，以使各末端水阻力大致相等，稳定性好，水量分配均匀，更容易的实现水力平衡。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。