三层别墅中央空调系统设计.pdf

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1、1摘要在中央空调中，空气调节是对某一房间或空间的温度、湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节与控制，并提供足够量的新鲜空气。空调可以实现对建筑热湿环境、空气品质的全面控制，目前正被广泛地应用于现代建筑当中。本设计为别墅的空调工程设计，地点为上海市，建筑面积为 360,空调总面积为 160,要求冬天能够供热，夏天能够供冷。该别墅共三层，空调总面积不大，各房间面积相对较小、且有独立控制要求；空调使用时间分散,且各功能间负荷不会同时达到最大；综合考虑建筑物的特点、对舒适性的要求及经济性等因素，选用数码涡旋多联机系统，并对各层房间进行分区，这样既能满足别墅不同时刻不同负荷的要求，而且达到了节能的目的，同

2、时运行管理方便，调节灵活。设计中首先对各房间进行冷热湿负荷计算，再进行冬夏季送风参数计算；经比较采用一次回风系统，并为舒适度要求高的房间用室内机吸入新风。采用 R410a 环保冷媒，选用“美的”D4 机型。针对不同功能房间室内装修特点，及有无新风要求，选用不同形式的室内机，并按配置率 80%130%选择室外机。根据空调设备生产厂家的施工要求，布置室内外机位置、凝水管、风管及风口。关键词：别墅空调系统，多联机，中央空调2ABSTRACTAir-conditioning is control and regulation for temperature,moisturecleanliness an

3、d air velocity etc.of one room or space and provide enough freshair in addition.Air-conditioning can realize the comprehensive control forbuilding thermal or humid environment.So its being applied extensively inmodern buildings.This design is the cottage air-conditioning engineering design.Its locat

4、edin shanghai.The total construction areas is 160 and air conditioning areas is360.Its required that refrigerating can be realized in sunmer and heating inwinter.There are 3 storys in all.The total air conditioning area is not big,besides,the area of each room is small relatively and controlling ind

5、ependently isdemanded.At the same time,the using time of air conditioning system is sodecentralized that load of each room will not reach the maximum in themeantime.Given these above reasons,and taking the buildings feature andeconomy into the account,I adopt the DVM system.In this design,I devide t

6、herooms of each floor into different zones so that it can not only satisfied the loadneed of different times,but also realize the energy conservation.Moreover it iseasy to management and flexible to controlling.In the design of each room，I first calculate the cold,hot and wet load,again carries on t

7、he winter and summer air distribution parameter calculation;By comparison,using a return air system of the high demand for comfort withindoor air inhaledroom.AdoptR410a environmentalrefrigerant,chooseMideatheD4models.Accordingtodifferentfunctionroominteriordecoration features,and presence of fresh a

8、ir requirements,choose differentforms of indoor parts,and press select PeiZhiLv 80%130%outdoorair-conditioners.According to the air conditioning equipment manufacturersconstruction requirements,decorate indoor and outdoor machine position,coagulation plumbing,duct and draught.KEY WORDS：Villa air con

9、ditioning systemMany onlineThe centralair conditioning3目录前言.11 设计概况及设计参数和负荷计算.21.1 设计参数和负荷计算.21.2 室内空调主要设计参数.21.3 围护结构参数.22 空调冷负荷计算.52.1空调冷负荷的概念及其组成.52.2 空调冷负荷的计算方法及参数.62.3 空调房间的夏季冷负荷计算.62.3.1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷计算.62.3.2 玻璃窗瞬变传导得热形成的冷负荷.62.3.3 玻璃窗日射得热形成的冷负荷.72.3.4 内围护结构的传热冷负荷.82.3.5 人体冷负荷.92.3.6 灯光冷负荷.

10、92.3.7 设备冷负荷.102.3.8 渗透空气显热冷负荷.112.3.9 新风冷负荷.112.4 空调系统的湿负荷计算.112.5 冬季热负荷的计算.123 空调方案的确定.123.1 系统形式的确定.133.2 户式中央空调的形式和特点.143.3 新风量的确定.203.4 新风负荷计算.213.5 新风引入方式.254 空调机组选型.264.1 室外机选型.264.2 室内机选型.275 风系统设计.316 水系统设计.3946.1 冷媒管道和冷凝水管道.396.2 分歧管的选择.406.3 冷凝水管道的选择.407 阀门及系统的减振.428 结论.43参考文献.44致谢.45附表 1

11、.46河南理工大学毕业设计（论文）1前言户式中央空调与中央空调相比有巨大优势。我们一般认为中央空调只适合大型公共领域或者大型楼宇办公室，传统中央空调也确实如此，一般家庭不会也没有能力采用传统中央空调，但是传统分体空调又无法满足现代人对舒适健康的要求，特别是空调病的流行，让人们又爱又恨，因此小型户式中央空调的出现符合了现代人的需求。户式中央空调系统具有舒适、健康、节能、调节方便、振动小、噪声低等其他空调无法比拟的优势，成为未来家庭空调发展的趋势。户式中央空调系统发展趋势一：环境问题决定了户式中央空调未来趋势，中国是一个污染比较严重的国家，不仅中国，整个世界都是这样，特别是二氧化碳问题，2009

12、年哥本哈根气候大会召开可以证实这一点，我们的地球污染非常严重。综合这种情况我们必须选择一种有环保特点的家用户式中央空调，将环境污染危害降到最小。经济差异性决定了户式中央空调未来趋势，我国经济发展水平地区差异性大，在不同的地区人们对家用空调的需求不一样，即使在同一地区，由于人们的收入水平不一样，住宅形式也千差万别，而且生活习惯也不尽相同，因此对家用空调的需求也是多层次的。如何针对不同层次的用户设计不同型式的家用空调，这也是值得研究的一个问题。气候多样性决定了户式中央空调未来趋势，我国是一个幅员辽阔的国家，地理、气候条件极为复杂，拥有多种多样的气候类型。这就必然要求我们的家用户式中央空调具有多样性

13、的特点。如何根据不同的气候特征选择合适的空调型式，如何在系统设计中充分考虑不同气候，这是我们在发展家用户式中央空调时应当考虑的问题。能源紧张决定了户式中央空调未来趋势。从能源的角度来看，我国虽然能源总量很大，但由于人口众多，人均能源拥有量不高，能源供应相对较为紧张。而住宅空调在当前的能源消耗结构中所占的比重是非常大的。这就要求我国的家用户式中央空调的发展必需注重节能性，一方面要注重提高机组本身的能效比，另外一方面应当注重能源的综合利用。中央空调未来趋势已经非常明显，户式中央空调更符合我国的国情以及世界发展的潮流，随着经济的发展，新型高端住宅不断出现，户式中央空调的需求量将迅速加大，户式中央空调

14、发展前景将更加光明。河南理工大学毕业设计（论文）21 设计概况三层别墅位于上海杨浦区。别墅总建筑面积约为 370m2,空调面积约为 160m2,高度约为 10m，一层共七间，分别为父母房，客厅，贮藏室，餐厅，厨房，车库，卫生间 A；二层共七间，分别为房间 1，主人房，房间 2，房间 3，卫生间 B，卫生间 C,卫生间 D；三层共两间，分别为房间 4，卫生间 E。大门朝南。本设计为该三层别墅设计一中央空调系统，夏季供冷，冬季供热。1.2 设计参数和负荷计算上海市室外空调设计参数上海市室外空调设计参数夏季冬季大气压100.53kpa102.51kpa空调日平均计算温度30.4OC/室外湿球温度28

15、.2OC/室外干球温度34OC-4OC室外平均风速3.2m/s3.8m/s地理位置北纬 31.160东经 121.430海拔 5m1.3 室内空调主要设计参数表 1-1 舒适性空调设计参数此次设计参数选择室内温度 26OC，相对湿度 55%，夏季风速 0.25m/s。1.4 围护结构参数（1）外墙采用的是 370mm 砖墙(序号 79)，河南理工大学毕业设计（论文）3图 1-1 外墙结构（2）内墙采用 240mm(砖墙序号 1)，图 1-2内墙结构（3）屋面采用保温屋面 110mm 加气混凝土，图 1-3屋面结构（4）窗户采用单层 5mm 吸热玻璃，钢框，窗帘为涤棉平纹布。河南理工大学毕业设计

16、（论文）4参数如下图：表 1-2三层别墅各材料参数位置（mm）v(h)Vf外墙3700.1538.612.72.0内墙2400.2817.5692.0屋顶1100.4715.507.01.9楼板400.4033.307.72.0表 1-3三层别墅各材料传热系数类型外墙内墙窗户屋顶W/m2k1.491.765.81.2照 明 按 一 般 住 宅 选 取，照 明 负 荷 为20W/(m2.h),其 它 设 备 也 按20W/(m2.h).夏季室内压力稍高于室外压力。河南理工大学毕业设计（论文）52 空调冷负荷计算2.1 空调冷负荷的概念及其组成空调房间的冷、湿负荷是确定空调系统送风量和选区空调设备

17、的基本依据。在室外热、湿负荷的作用下，某一时刻进入房间的总热量和湿量叫做该时刻的得热量和得湿量。冷负荷的定是维持一定的空间内的热湿环境所需要的在单位时间内从室内除去的热量，包括显热量和潜热量两部分。湿负荷的含义是维持室内恒定的相对湿度所需除去的湿量。空调房间或区域的夏季计算得热量空调房间或区域的夏季计算得热量，应根据以下各项确定：1、通过维护结构传入的热量；2、透过外窗进入的太阳辐射热量；3、热体散热量；4、照明散热量；5、设备、器具、管道及其他内部热源的散热量；6、空气带入的热量；7、伴随各种散湿过程产生的潜热量。空调房间或区域的夏季冷负荷（1）空调房间或区域的夏季冷负荷应根据各项得热量的种

18、类性质以及空调房间或区域的蓄热特性进行分别计算。通过维护结构进入的不稳定传热量、透过外窗进入的太阳辐射热量、人体散热量以及非全天使用的设备、灯具的散热量等形成的冷负荷，宜按不稳定传热方法计算确定。（2）空调房间或区域的夏季计算散湿量空调房间或区域的夏季计算散湿量，应根据下列各项确定1、人体散湿量；2、空气带入的湿量；河南理工大学毕业设计（论文）63、各种潮湿表面、液面或液流的散湿量；4、设备散湿量；5、通过维护结构的散湿量。确定散湿量，应根据散湿量的种类，分别用适宜的群集系数、负荷系数和同时使用系数，有条件时、应采用实测数据。一般民用建筑不计算上述第三项和第五项。2.2 空调冷负荷的计算方法及

19、参数空调负荷与建筑物的地点、方位、平面形状、面积、层高、层数、结构类型、遮阳形式、窗墙比、室温、电照、人员、新风量等因素有关。其中方位变现为朝向，层数表现为室外风速的影响。2.3 空调房间的夏季冷负荷计算空调房间的夏季冷负荷计算应包括一下几个方面：1、通过建筑物维护结构传热进入室内的热量形成的冷负荷；2、外墙和屋面瞬时变热引起的冷负荷；3、内维护结构（内墙和楼板）由于温差产生的冷负荷；4、外玻璃窗瞬时变热引起的冷负荷；5、通过玻璃窗的日射得热引起的热负荷；6、室内热源散热引起的冷负荷：a.电动设备、电热设备、电子设备;b.照明设备；7、伴随室内各种散湿过程产生的潜热冷负荷；8、处理新风消耗的热

20、量引起的新风冷负荷。2.3.1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷计算CLQ1=KF t-（2-1）式中:计算时间，h；围护结构表面受到周期为 24h 谐性温度波作用，温度波传导内表面的时间延迟，h；-温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构外表面的时间，h；F围护结构计算面积，m2；河南理工大学毕业设计（论文）7K围护结构的传热系数，W/(m2K)t-作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差，OC。注：例如对于延迟时间为 8 小时的外墙，在确定 20 点房间的传热冷负荷时，应取计算时刻=20，时间延迟为=8，作用时刻为-=20-8=12。这是因为计算 20 点钟外墙内表面由于温度波动形

21、成的房间冷负荷时 8 小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。2.3.2 玻璃窗瞬变传导得热形成的冷负荷CLQ2=KF t（2-2）式中:F围护结构的面积，m2；K围护结构的传热系数，W/(m2OC)t计算时刻的负荷温差OC；2.3.3 玻璃窗日射得热形成的冷负荷透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷 CLQ3，应根据不同情况分别按下列各式计算：a.当外窗无任何遮阳设施时CLQ3=F Xg Jw（2-3）式中：Xg窗的构造修正系数；Jw计算时刻下，透过无遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/m2。b.当外窗只有内遮阳设施时CLQ3=F Xg Xz Jn（2-4）式中：Xz内遮阳系数；河南理

22、工大学毕业设计（论文）8Jn计算时刻下，透过有内遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/m2。c.当外窗只有外遮阳板时CLQ3=F1 Jw+(F-F1)Jw0 Xg（2-5）式中：F1窗口受到太阳照射时的直射面积，m2。Jw0计算时刻下，透过无遮阳设施玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/m2。d.当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时CLQ3=F1 Jn+(F-F1)Jn0 Xg Xz（2-6）式中:Jn0计算时刻下，透过有内遮阳设施窗玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度，W/m2。2.3.4 内围护结构的传热冷负荷a.相邻空间通风良好时当相邻空间通风良好时，内墙或间层楼板由于温差传热形成的冷负荷可按下式估算

23、：CLQ4=K F(twp-tn)（2-7）式中：twp夏季空气调节室外计算日平均温度，OC；b.相邻空间有发热量时通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算：CLQ4=K F(twp+tls-tn)（2-8）式中：河南理工大学毕业设计（论文）9CLQ4稳态冷负荷，下同，W；tn夏季空气调节室内计算温度，OC；tls邻室温升，可根据邻室散热强度采用，OC。2.3.5 人体冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷 CLQ5，按下式计算：CLQ5=nq1 Xt-（2-9）式中：群体系数；n计算时刻空调房间内的总人数；q1名成年男子小时显热散热量，W；t计算时刻，h；人员

24、进入空调区的时刻，h；t-从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间，h；Xt-t-时刻人体显热散热的冷负荷系数。2.3.6 灯光冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷 CLQ6，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：白炽灯散热形成的冷负荷CLQ6=n1 N Xt-(2-10)镇流器在空调区之外的荧光灯CLQ6=n1 N Xt-(2-11)镇流器装在空调区之内的荧光灯CLQ6=1.2 n1 N Xt-(2-12)暗装在空调房间吊顶玻璃罩内的荧光灯CLQ6=n0 n1 N Xt-(2-13)河南理工大学毕业设计（论文）10式中:N照明设备的安装功率，W；n0考虑玻璃反射，顶棚内通风情

25、况的系数，当荧光灯罩有小孔，利用自然通风散热于顶棚内时，取为 0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为 0.6-0.8；n1同时使用系数，一般为 0.5-0.8；t计算时刻，h；开灯时刻，h；t-从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h；Xt-t-时刻灯具散热的冷负荷系数。2.3.7 设备冷负荷热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷 CLQ7，按下式计算：CLQ7=qsXt-(2-14)式中：热源投入使用的时刻，h；t-从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的持续时间,；Xt-t-时间设备、器具散热的冷负荷系数；qs热源的实际散热量，W。a.电热工艺设备散热量qs=n1n2n3n4 N(

26、2-15)b.电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量qs=n1n2n3 N/(2-16)c.只有电动机在空调房间内的散热量qs=n1n2n3 N(1-)/(2-17)d.只有工艺设备在空调房间内的散热量qs=n1n2n3 N(2-18)式中:河南理工大学毕业设计（论文）11N设备的总安装功率，W；电动机的效率；n1同时使用系数，一般可取 0.5-1.0；n2安装系数，一般可取 0.7-0.9；n3负荷系数，即小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取 0.4-0.5 左右；n4通风保温系数；2.3.8 渗透空气显热冷负荷渗透空气的显冷负荷 CLQ8，按下式计算：CLQ8=0.28 G(tw-

27、tn)(2-19)式中：G单位时间渗入室内的总空气量，kg/h；tw夏季空调室外干球温度，OC；tn室内计算温度，OC。2.3.9 新风冷负荷目前，我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定或推荐的原则,办公楼的新风量取 45m/h。夏季，空调新风冷负荷按下式计算：CLQ91.2 LW(hW-hN)(2-20)式中:CLQ9夏季新风冷负荷，KW；LW新风量，kg/s；hW室外空气的焓值，kj/kg；hN室内空气的焓值，kj/kg。2.4 空调系统的湿负荷计算河南理工大学毕业设计（论文）12人体湿负荷可由下式计算：W=nnq(2-21)式中：q成年男子的小时散湿量，g/h；

28、n室内全部人数；n群集系数；（计算数据见附表 1)2.5 冬季热负荷的计算冬季热负荷所需量为 45-70W/m2.,这里取值为 70W/m2。别墅所需热量的面积为 230m2.河南理工大学毕业设计（论文）133 空调方案的确定3.1 系统形式的确定一直以来，解决夏季降温和非严寒地区冬季供暖问题，人们均采用房间空调器。房间空调器在住宅中之所以能迅速普及有其一定的优势：制冷（热）迅速、安装简单快捷、冷（热）量调节方便、能耗计量容易、价位较低；但它的缺点也很突出：首先，房间空调器的能耗比低（2.6-2.9KW/KW）；其次，它无法采集新风，难以保证良好的室内环境品质和舒适性；再次，房间空调器的无规则

29、设置破坏了建筑外观；另外，房间空调器室外机的废热、噪声及凝结水的随处排放，都成了城市新的公害。随着大型中央空调向节能、环保方向不断创新发展和人们对高品质生活的不断追求，小型空调也向着大功率、舒适、节能、甚至是美观豪华的趋势发展。以窗式空调、分体挂壁机、分体柜机为代表的普通房间空调已经不能满足市场的需求，而户式中央空调不仅适用于大面积多居室的单元房、别墅，也同样适用于中小型饭店、娱乐场所及办公楼等，具有相当可观的潜力和应用前景。目前，居民的居住面积不断增大，对室内空气品质的要求也越来越高。例如：一个三居室用户要装四部空调，需要四个不同的室外空间，使家用空调特别是分体式空调的安装受到限制，无法从根

30、本上克服空气流通不畅、空气质量差等弊端。而大型中央空调虽可同时为多用户集中供冷暖，但缺少个性化选择、自由度小，一次性投资较大，只能应用在大型建筑物。同时，大型中央空调用于大型建筑（特别是出租式建筑时）又会遇到收费较困难、加装收费设备的成本增加等问题。为了解决上述两种空调的弊端，户式中央空调就应运而生。户式中央空调作为一种节能、舒适的小型化独立空调系统，在国内市场上一出现便引起各方的关注。户式中央空调的出现，为空调行业在中央空调和房间空调器两大领域之间提供了新的空调发展领域，为我国家用空调发展带来了新的技术解决方案。它与传统的中央空调系统和房间空调器相比，具有自身的优势：首先，初投资适宜；与传统

31、的中央空调相比，省去了专用机房和复杂的管路系统。其次，室内环境舒适；与传统的房间空调器相比，户式中央空调机组大部分可引入新风，能有效改善室内空气品质，而且室内温度均匀适宜，气流组织合理，能营造宜人的室内环境。再次，对房地产商而言，施工安装程序简单，管理方便；特别是户式中央空调系统的不同用户可一次建成，也可后期安装，河南理工大学毕业设计（论文）14使开发商投资分散，风险降低；住户入住后，使用费由住户直接向供电或供气部门交付，使得物业管理也相对方便。最后，住户在室内装修时可结合空调的布置实现个性化装修设计；而且室外机的挑台布置在建筑设计初期已同步考虑，避免了房间空调器室外机对建筑景观的影响。目前，

32、我国户式中央空调正处于高速发展的成长期，但由于受价格、质量、服务及住房等诸多因素的影响下，成长期相对较长。据有关资料统计数据表明：美国拥有空调的家庭约有72%，其中户式中央空调约占48%，窗式空调、分体空调约占24%，即户式中央空调约占美国家庭空调的2/3。目前我国户式中央空调的使用率仅占空调行业的5%左右。这对于有13亿人口、空调的生产和消费大国来说，的确不多。从发展趋势上看，巨大的市场需求空间令各厂家和商家尤为乐观。未来的空调市场，家用中央空调将作为小型中央空调中的一支主力军，可望与中央空调、普通家用空调一争高下。经对比分析，该别墅空调设计采用户式中央空调系统，下节将分析选定其具体形式。3

33、.2 户式中央空调的形式和特点户式中央空调的快速发展，形成了多种多样的系统形式。按照空调系统内传送房间工质分为三大类型：送风型、送水型和送制冷质型；按照冷热源的方式分为：电制冷式、燃气式；按机组的冷却方式分为：风冷式、水冷式、蒸发冷却式；按控制方式又分为：定频式、变频式和定变频结合式；按系统的末端分又有：多联式室内机、风机盘管、送回风口、辐射顶（地）板等型式。户式中央空调具有很多特点：1.适用性和对于项目特殊性的适应能力比较强。例如，在中国北方，全年温差较大，分体空调是无法适应需求的，而户式中央空调机组采用加工精度高的压缩机组，在系统的整合设计和组装工艺上也远高于普通空调，可以完全满足适应能力

34、。2.具有能够对室内温湿度、新风量进行调节，均匀分布，可与装修较好配合，控制室内设备噪声等特点。3.具有系统多样、使用灵活、较好的个性化、室内布置灵活的特点。4.户式中央空调系统可根据实际负荷自动化运行，节约能源及运行费用，符合目前中国仍存在用电紧张的现状。5.不需要另设机房，无需占用设备层，减少公用设施和土建投资，同时可有效的减少室外机位，减小开发商的开发成本和建筑设计难度。6.可根据物业发展情况，分期分批投资添置各用户的空调系统，有效利用开发资金。7.可以避免破坏楼体的整体外观，又可使用户充分享受高档家居环境，更利于装修的配合。正是由于中央空调系统形式和特点河南理工大学毕业设计（论文）15

35、的多样性，适合应用于广泛的场合。户式中央空调系统常用的几种形式为：小型风冷热泵冷热水机组加风机盘管空调系统、风管式空调系统、家用VRV空调系统。一、小型风冷热泵冷热水机组加风机盘管空调系统此系统是以小型风冷热泵机组为主机，配以风机盘管为末端设备，组成以一户住宅为单元的小型集中空调系统。与其它户式中央空调相比，这种空调系统的优点如下：（1）安装方便，适用范围广室外主机可直接放置于室外花园空地，房顶平台及阳台上，按照用户的需要灵活安装。室内风机盘管机组体型小，布置和安装也很方便。因此，这种系统广泛适用于别墅、高档住宅、复式建筑、多房多厅家居等场所。（2）费用低廉、安全环保室内制冷管路为低压水系统管

36、路，安装费用低廉且无须定期补充昂贵的制冷剂。制冷剂密封在室外机组内，对环境影响远小于VRV系统。（3）噪音较低风机盘管低档运行时噪音一般在3040dB(A)。（4）控制方便，运转节能风机盘管具有调节风机转速的普通三速开关，可根据室温变化，调节风机转速，也可设温度控制器及两通或三通电磁阀实现自动控制。室内无人时可单独关闭此房间风机盘管，使得运转经济、节能。（5）一次性投资相对较低，对于初投资预算小的建筑易于推广。风冷热泵冷热水机组加风机盘管系统的缺点如下：（1）室内解决新风困难，在过渡季节利用室外空气降温的时间较短；（2）因机组分散设置，台数较多时，维修管理工作量较大；（3）由于机组静压小，在机

37、组内不可能使用高性能的空气过滤器，空气洁净度不高水管有可能漏水，冷凝水盘可滋生影响人体健康的微生物。综上所述，风冷热泵冷热水机组加风机盘管系统适用于对初投资预算要求低且对新风品质要求不高的住宅建筑。目前，在高级住宅、商住用房的户式中央空调系统（主要是风机盘管系统）中出现了一种利用新风换气机供给新风的系统形式。新风换气机的实质是空气热回收装置，按空气热交换器的种类可分为板式、板翅式、转轮式、热管式等几种，按回收热量的性质分为显热回收器与全热回收器。目前市场上的新风换气机一般指板翅式的空气显热回收装置。转轮式全热回收装置也有产品，但由于价格较高，应用较少。二、风管式空调系统河南理工大学毕业设计（论

38、文）16这种空调系统输送冷热量的介质为空气，制备冷热风的空气处理装置为直接蒸发式风冷热泵机组，它与大型全空气中央空调系统的原理基本相同，利用室外主机集中产生冷、热量，将从室内引回的回风（或回风和新风的混合风）进行冷却（加热）处理后，再送入室内消除房间空调冷、热负荷。相对于其它的户式中央空调，风管式空调系统具有以下优点：（1）造价较低，业主较容易接受；（2）可引入新风，空气品质能得到较大的改善；（3）风口布置灵活，气流组织较好；（4）易于实现送风过滤、加湿等，空气质量较高；（5）冷凝水排放容易，避免冷凝水盘可能滋生的微生物影响人体健康；但风管式空调系统也存在以下缺点：（1）风管式系统的空气输配系

39、统要求有较大的建筑空间，因此一般要求住宅有较大的层高；（2）机组送风量一般不能随房间空调负荷变化而变化，分室温度控制较难实现。目前为解决室温控制的问题，常采用的方法有：（1）在空调系统中设置中央控制器、房间温度控制器。中央控制器可根据用户需要实现对室内、外机组的智能控制；房间温度控制器可自动根据用户设定温度或用户手动控制，通过对相应的电动风量调节阀的控制，实现对各个房间空调送风的控制。（2）采用变风量系统，其末端为带动力的变风量风机箱，它可使每个出风口的压力提高6090Pa，降低空调室内机对机外余压的要求，送风能力明显提高；这种系统运用计算机控制技术、多变量控制理论对户式中央空调进行集散控制，

40、通过设在各房间的数字式温控器，采用模糊逻辑控制技术无级调节相应的变风量箱风机的转速，从而调节房间的送风量，达到控制室温的目的。但这种变风量末端的引入将会使整个空调系统的初投资大大增加。三、家用VRV（Variable Refrigerant Volume可变冷媒流量）中央空调系统VRV空调系统是在空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。VRV空调系统可采用变频压缩机或数码涡旋压缩机，两种技术都能达到调节容量的目的，因而具有明显的节能、舒适效果。VRV空调系统是一种冷剂式空调系统，以制冷剂为输送介质，由一台室外机和数台

41、室内机组成。每一台室内机都具备根据房间的要求进行独立的制河南理工大学毕业设计（论文）17冷或制热的运转能力，室外机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂。VRV系统是通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内热负荷要求的高效率冷剂空调系统。与其它户式中央空调形式相比，家用VRV系统具有以下特点：（1）安装简单，布置灵活家用VRV系统为冷媒直接蒸发制冷，不需要冷冻水及冷却水系统，省去了相应的设备和管道系统，室外机放在室外、屋顶或阳台等地，减少了占地面积，简化了安装工程。另外，各种型号及规格的室内机可安装于同一系统内，

42、并且每台室内机都可独立有效的进行控制，可满足不同负荷、不同装饰要求的房间布置。(2)节约能源，运行费用低家用VRV变频中央空调系统采用变频式压缩机，室外机的输出可根据室内负荷的大小自动调节；VRV空调在部分负荷时的能耗比（COP值）相当高,当系统仅有一台室内机开启时，室外压缩机能相应调节转速，合理输出室内机所需能量。另外，家用VRV系统采用直接蒸发制冷，属于一次热交换系统，在热交换的过程中能量的损耗极低，而传统的风或水系统则有两次热交换，这也是家用VRV系统比其它户式中央空调系统节能的另一个原因。(3)系统控制先进，舒适性好家用VRV变频中央空调系统室外机、室内机都带有电脑板，对每台室内机可实

43、现单独控制，用户可以非常方便直接地从室内机遥控器开启室内机，室内机可实现时间、温度、风量、风向、状态等的自动控制与设定。室内温度控制方式采用高精度PID控制系统，可将室内温度精度控制到0.5范围内，这是其它空调系统所达不到的。另外，VRV系统主机及室内机噪声均低于其它空调系统的主机及末端设备，室外机还具备“夜间噪声控制”功能，可降低23dB(A)的夜间运转噪声。(4)设计简单、维修方便VRV系统不需要其他空调系统的设计那样，必须进行大量繁琐的水系统、风系统的设计计算，只要根据不同系统形式、不同规格主机型号进行配管即可，并且不存在系统的水利失调问题。另外，VRV系统具有故障自动诊断功能，可以自动

44、判断显示系统各种故障，简化了日常维护及维护工作。(5)工作温度范围宽家用VRV系统在室外环境干球温度为-546的情况下可以正常制冷，河南理工大学毕业设计（论文）18在湿球-1515.5的情况下可以正常供热，且在低温供热时供热衰减很小。(6)初投资高，限制了VRV系统的推广通过以上特点，我们可以得出以下结论，家用VRV变频中央空调对于高档住宅、豪华别墅等对空调要求较高的建筑是个最佳选择。目前可变冷媒流量(VRV)空调系统已成为空调发展的趋势,各大空调厂家纷纷推出相应的产品,90年代我国的VRV空调系统主要是日本的变频控制方法，90年代后期美国谷轮公司开发了数码涡旋压缩机，并先后被用于各大空调厂家

45、。近几年,国内的空调厂家如美的、海尔等也纷纷研制开发了数码涡旋空调系统。VRV空调系统具有设计安装方便、布置灵活多变、占建筑空间小、使用方便、可靠性高、运行费用低、不需机房、无水系统等优点。但VRV系统初投资高，限制了其推广,对于高档住宅、豪华别墅等对空调要求较高的建筑是个最佳选择。因此，本别墅设计选用VRV空调系统。数码涡旋式压缩机的结构是较为特别的是一种数码涡旋式压缩机，也采用吸气回流的原理调节压缩机的制冷量。这种涡旋式压缩机具有轴向浮动的特性，两个涡旋盘依靠静盘背后的气体压力在轴向紧紧贴合在一起，保持气体的密封以压缩气体。气体背压丧失后，就失去了使涡旋盘贴合在一起的驱动力，两个涡旋盘将脱

46、离，出现较大的轴向间隙，吸入的气体将因内部泄露而无法压缩，压缩机输气量基本为 0。这样就产生了数码涡旋压缩机调节制冷量的基本原理：人为控制静盘背后的气体压力，使两个涡旋盘脱离，吸入的气体由于涡旋盘间较大的轴向间隙又回流至吸气口，压缩机保持空转但无排气，制冷量为 0。对应于压缩机正常工作的“负载状态”，此时可称为“卸载状态”。背压依靠一个电子阀控制，当电子阀关闭时，压缩机处于负载状态，正常工作，制冷量为 100%。当电子阀开启时，背压降低，压缩机处于卸载状态，制冷量为 0。从这种意义上讲，此调节方式又带有开停调节的特征，最大的区别是压缩机不停机，因此也没有开停损失，但压缩机空转也将消耗一定的能量

47、。根据前述的对开停调节的讨论，很容易理解，在控制上应确保卸载时间不应太长，否则制冷系统高、低压平衡后将造成额外的能量损失。控制负载状态和卸载状态的时间比例即可得到不同的制冷量，从而实现制冷量调节的目的。数码涡旋的调节方式不需要变频控制器，没有变频调节的各种缺点，但其调节范围最大只能够达到 100%。另外，控制背压的电磁阀是极为关键的零件，电磁阀的失效将直接导致压缩机的失效。河南理工大学毕业设计（论文）19数码涡旋式压缩机变容量控制原理数码涡旋压缩机的控制循环周期包括一段“负载期”和一段“卸载期”。在负载期运行时，涡旋盘提供压缩机全部的容量。在卸载期间，由于压缩机的柔性设计，两个涡旋盘在轴向有一

48、个微量分离。由于这种涡旋盘的分离，就不再有制冷剂通过压缩机，因此也就没有负荷。这样，在负载期间，压缩机可输出 100%的容量，而在卸载期间就不作输出。由负载期和卸载期的时间平均来确定压缩机的平均输出容量。假定额定制冷量为 10KW，控制周期为 20S，若要输出 5KW 的能力（总能力的 50%），则负载时间占有周期时间的 20%，即负载 4S，卸载 16S 即可，以此类推。由此可见，由于动盘和静盘在轴向具有“分合自如”的柔性特性，使得数码涡旋式压缩机的输出呈现满载“1”和空载“0”的循环，也就是呈现为“0-1”的数码特性。数码涡旋技术的特点数码涡旋式压缩机作为一种制冷量可调节的压缩机，具有以下

49、几个特点：尽管在调节过程中压缩机并未停转，但其制冷量输出为 0 和 100%两档，从调节的输出特性上具有开停调节的特征。与普通的开停调节相比，数码涡旋技术的区别是其调节过程的开停频率要快得多。从实现调节的方式上，又具有改变泄露系数的特征。数码涡旋式压缩机通过改变负载和卸载周期时间，在 10%-100%负荷范围内实现了制冷量连续可调，可以提供精确的室温控制和快速的负荷响应。这方面与普通的开停调节又有本质的区别，实际上具有变转速调节的连续调节技术特征。由于其制冷量连续可调的特性，数码涡旋式压缩机具有优良的季节能效比（SEER）。其原因表现在几个方面；首先，数码涡旋式压缩机具有较宽的制冷量调节范围，

50、启停次数很少，避免了开停机时的能量损失；其次，调节过程中压缩机运转时仍处于额定转速，因此在部分负荷运行时具有良好的能效比（EER）；第三，调节过程中压缩机满负荷和空载运转的切换周期很短，避免了制冷系统高、低压平衡造成的损失。数码涡旋式压缩机具有良好的回油特性。回油是制冷系统所必须解决的一个主要问题。数码涡旋式压缩机有两个因素使得回油容易实现：第一，油只在负载周期内离开压缩机，在空载情况下离开压缩机的油很少；第二，压缩机在负载内满负荷运行，此时的气体速度足以使油回至压缩机。河南理工大学毕业设计（论文）20和其他变容量压缩机（如变频压缩机）相比，数码涡旋式压缩机没有变频控制器导致的电磁兼容问题，不