邵宗义 北京建筑工程学院教授、北京建工建筑设计研究院设备总工程师

VRV空调系统，又称户式中央空调系统、多联机，也称“家用型集中空调”，最早源于美国，适合于当地三层以下的独立式别墅建筑使用，数年前被引入我国。户式空调有许多种分类形式，最常用的冷媒多采用冷媒工质系统。由于该系统具有设计施工简单、控制灵活方便、计量和收费容易等众多优点，在我国的发展速度很快，有相当一部分被用于商业和办公建筑，远远超出了该空调系统初始的“家用”范畴，成为名副其实的“可灵活进行空调系统分割的空调形式”。

VRV系统可方便实现分区控制调节、分户计费的运行模式，有着集中空调系统不可比拟的优势，可以使复杂的设备运行管理工作，变得简单容易。特别适用于使用面积需要重新进行分割且管理相对独立的高档办公写字楼等办公建筑，是该类建筑群体的空调设计优选方案之一。

VRV系统可方便实现分区控制调节、分户计费的运行模式

一、工程背景

随着办公写字楼建筑的急剧增长，使办公写字楼的运行管理成为人们关注的问题，人们在寻找一种运行可靠、管理方便的空调系统形式，满足该类建筑的需求。由于高档办公写字楼内部一般按开敞式大空间设计，在出租时，面积是通常是按照用户的租用面积进行重新分割的，且各使用单位对独立，进住时间、日常办公模式、工作时间段、对环境的温度要求等均有所不同，使用集中空调系统管理控制起来十分困难，很难保证每个用户都能在一个单独控制的空调单元内，整个建筑的空调设备运行时间也难以保证，由此带来的后期问题也很难解决。因此，必须围绕高档办公楼的使用功能及特点，对高档办公写字建筑的空调系统形式进行优化设计，打破大型中央空调一统高档办公建筑天下的格局。

本文以办公建筑采用VRV空调系统为例，对空调系统的设计、施工和运行情况进行技术分析，从而证明了办公建筑采用VRV系统，是一种不错的空调设计方案选择。

例一，坐落在北京某特殊区域的一座综合办公建筑，仿古建筑，地下一层，地上一层，地上办公，地下一部分做为员工宿舍，另一部分做为办公用房。该建筑总面积为1400㎡，由于SARS的流行，甲方要求房间内要有足够量的新风。由于建筑地理位置的特殊性，对环保要求较严，不能使用燃煤锅炉，且无天然气源和供热热源，只能使用电能。

例二，总部基地建筑群体坐落在北京的开发园区，一、二期工程建筑面积共45万平方米，有近200栋建筑，全部为10层的独栋式办公楼建筑，并配以必要的公共设施。具有档次高，环境好，各建筑之间独立性好，建筑内面积划分灵活等特点，是非常理想的办公场所。建设方要求该办公写字楼群体采用的空调系统，应能配合建筑面积的灵活划分，实现分区域单独温度控制，并能实现各个用户的分散计量收费。经数轮多方调研、论证、比较，最终选择了VRV空调系统。

对于中小单体建筑，采用VRV系统的比较多见

 二、VRV空调系统的设计

对于中小单体建筑，采用VRV系统的比较多见。对于本综合办公楼，初始设计方案为使用电锅炉采暖加集中空调系统，后经多方调研论证，决定采用VRV系统，使得该建筑的冬季采暖和夏季空调得以解决。在修改原始设计的过程中，既要考虑VRV空调系统的优点，也要考虑意外情况发生的可能性，由于该建筑的卫生间、盥洗室均设置在北侧，并有外窗和外墙，因此，在卫生间、盥洗室、浴室等增加了辅助供热电暖装置，其热负荷的计算按照室内温度5℃（值班温度）考虑，还对特殊部位的给排水管道进行了保温及电伴热处理，确保万无一失，不出现设备冻裂等责任事故。为保证新风量，由新风机组向室内补充新风，所有房间均装有排气扇，向专设的排风道排风，排气道连接至屋顶排风机，用于将室内的污浊空气排出。根据实际情况，本工程选用了5台RVMH100GAMO室外机,理论制冷量为140kw,理论制热量为157kw，考虑到同时使用系数等情况，室内机可按照室外机容量的50％～110％配备，因此，房间空调共配备风管内藏式低静压室内机38台，大堂配备嵌入式多向气流室内机2台，使用3台高静压风管式机组，吊顶安装，作为该建筑补充新风使用。由于机组在制热工况下，机器会自动进行除霜，这时机组将停止供热，其结果会产生25％～30％的能效损失，为保证制热效果，应增大机组容量，这就等于增大了初投资。为减少出投资，我们在楼道等公共地方，敷设了部分发热电缆，按室内设计温度5℃计算其热负荷，补充了整个建筑热负荷的30％，在地下一层淋浴间，预留“浴霸”等采暖灯位置，并根据需要使用，并将卫生间、盥洗室的全部给水、排水管道，进行了保温及电伴热设计。通过增加少量的辅助供热设施，弥补了机组的出力衰减，减少了主机配置数量，降低了初投资，从运行效果看，效果良好。

图1 某综合一层空调布置平面图

 对于例二，当时大规模的办公楼群体全部采用VRV空工程在当时并不多见。当初建设方希望空调系统可以按照招租面积进行分区域单独控制和方便地实现各个用户的计量收费，最后，经多方调研论证和比较后，选择了数码多联变冷媒流量的VRV空调系统。特别需要注意的是，由于北方地区有冬季采暖及部分建筑设备保温防冻的问题，单一使用VRV空调进行冬季采暖的设计风险较大，如何保证冬季的正常供暖和设备、管道的防冻问题应引起注意。为保险起见，设备专业除建议建筑专业上加强维护结构的保温性能外，还特别对管道井中的管道和卫生间内的管道采取了保温防冻措施，避免冬季发生不测。由于本建筑群体建筑的楼层、朝向有所不同，各房间冷热负荷也不相同。考虑到房间供热、制冷效果和温度升降速度，这里应以设备的最不利的出力情况进行选型。在配置室内机组时，应按照室内机组的冷、热最大出力与建筑物的冷、热负荷值进行比较，取最大值做为选配机组的依据，特别还应注意到户式集中空调冬季制热工况除霜造成的出力下降对制热效果的影响。

室内外空调通风计算参数分别见表1、表2：

 表1 室内设计参数表          

表2 室外空调通风计算参数

图2  某商务楼一层空调布置平面图

三、户式空调在设计、施工时应注意的问题

1、设计时应考虑的问题

北方地区单独使用户式空调时，应特别注意卫生设备和管道的保温防冻问题，这也是设计者最担心的问题。解决室内设备、管道的防冻问题解决的途径有两个：第一，与建筑专业配合，尽量将厨房、卫生间等房间设计在合理位置，并尽量设置管道竖井及厨卫的排风风道，人工控制排风引起的负荷。其次，根据不同性质建筑，对明装管道和管井中的管道进行保温设计，必要时可采用电伴热等防冻措施。

选择室内机组时，应根据具体情况，选则适合的机型和出风口形式，确保证室内气流组织合理。

设计空调系统时，还应该根据建筑不同分区的情况，注意建筑内外空调区域的划分，使内外区的空调机组分开设置，以保证不同的需要。

“非典”流行过后，人们对空气的品质要求有所提高，许多户式空调用户希望能够提供足够的新风，但从建筑节能的角度，新风量又不宜过大。通常提供新风有三种方法：第一种方法也是最简单的方法，就是定时开窗通风换气；第二种方法是将新风用管道直接引到机组的新风接口，但提供的新风量有限；第三种方法就是采用恒温换气机（全热空气交换器）进行通风置换，由于换气机同时进行送排风，使房间压力基本保持平衡，并能提供足够的新风，同时还可以回收部分冷热量，节约了能源，但会增加初投资。在条件允许的情况下，应尽量采用该种方式。

2、施工中应注意的问题

由于受到空间高度的限制，设计要求的凝结水管坡度有时难以保证，这就需要根据实际情况采取必要的技术措施，确保凝水的排放畅通，现在的许多末端产品都可以配备排水泵，建议有条件的用户采用这种排水方式为宜。也有设计者采用凝水管环装敷设、多点排泄的方式，减少了空间占位，又解决了凝水排放问题。

对于民用建筑，由于人们习惯了“人走关空调”的行为作法，但在冬季，没有其他辅助采暖措施时，亦发生管道冻坏现象，因此管道保温十分重要。在冬季取暖时，其室外温度越低，建筑所需的热负荷就越大，但这时空调机组的供热出力是最低的，因此，应在做好经济比较的前提下，决定是否采用其他辅助采暖方式。

对采用空气源热泵的室外机的安装位置，尽量避免因室外热气流引起的温度随楼层升高而形成的温度场对空调效率的影响。曾有研究表明：室外温度升高1℃，其空调的效率将下降0.5～1％左右。因此，对于较多的室外机设置，应适当采取分散布置的方式，避免垂直空气温度场的产生。多数情况下，应尽量避免室外机设置不必要的遮挡（有时，为避免阳光直射，需要设置必要的遮挡，但要保持足够的间距，保证空气流畅），在凹陷式露台设置室外机组时，还应当设置必要的导流措施。

四、空调系统的运行

VRV空调的最佳运行方式是连续不间断运行，对于公共建筑、办公建筑和民用建筑，都应如此。在北方采暖地区的冬季运行时更应该注意，特别是冬季使用VRV系统采暖的用户，不能采用“随手关闭空调”的“节电行动”。从供热安全和节能的角度，可以利用机组的运行自控功能连续运行。可将机组设置成两种运行模式，即“正常（温度）工况”和“值班（温度）工况”，两者按设定时间和设定的参数自动进行切换运行，这对于VRV空调系统是很容易做到的，当然也可以进行人工控制，这样就可以满足不同用户、不同时间段的运行要求。

人们应更新设计理念，打破大型集中空调一统办公写字建筑空调系统的局面，由于VRV空调系统的众多优点，例如：可进行小范围的温度自动调节，可由用户自行进行设置温度并控制运行的特点，有效地减少了物业方对空调系统的管理工作量，还能很好地解决了因房间温度不均引起的投诉问题。VRV空调单纯使用电力，计量和收费关系简单明了，收费管理非常方便。从已建成的使用VRV空调系统的办公写字建筑和运行效果来看，高档办公写字楼建筑采用VRV中央空调系统，应该是一种较理想空调方案的选择。