南昌市某别墅暖通空调设计

2011年4月 Refrigeration and Air Conditioning Apr. 2011.149～151 文章编号：1671-6612（2011）02-149-03 第25卷第2期 杜海存，等：南昌市某别墅暖通空调设计 ·149·

南昌市某别墅暖通空调设计

杜海存 邓莉莉

（南昌大学机电学院热能与动力工程研究所 南昌 330031）

【摘 要】 介绍了一栋V-C豪华型别墅的家庭中央空调系统和太阳能供暖/热水组合系统的设计，指出利用太

阳能作为低温热源供给地板采暖的舒适性和低能耗特点，并在设计的过程中充分考虑客户的需求，使用了许多人性化设计。

【关键词】 别墅；太阳能热水；低温地板辐射采暖；多联机系统 中图分类号 TU831.4 文献标识码 A

HVAC System Design of a Villa in Nanchang

Du Haicun Deng Lili

( School of Mechanical and Electrical Engineering, Nanchang University, Nanchang, 330031 )

【Abstract】 By introducing a design of home central air-conditioning system and in the V-C deluxe villa, they are emphasized, such as the comfortable and low energy consumption, in designing the floor radiant heating system whose low temperature reservoir is provided by a solar heating water system, and which considered the demands of customers sufficiently, many humanistic characters design has also been used.

【Keywords】 Villa; Solar heating water; Low temperature floor radiant heating; Multi-couple unit system

0 引言

近年来，随着人们生活水平的不断提高，空调器已经像电视、冰箱等商品一样成为家庭的必备品，但是随着空调器的不断发展，传统的家用空调器已经满足不了某些客户的高端要求，为此家庭中央空调应运而生。与传统空调相比，家庭中央空调运行效率高，同时设有新风系统，室内的气流均匀、洁净，房间整体舒适度高，其空调末端一般配合室内装潢，也使房间更加美观。

低温辐射地板采暖是利用低温热水向房间供暖，国内外许多学者已经论证：当各种不同的采暖系统实现相同的热舒适性时，其耗能度明显不同，与其他方式相比，地板采暖系统可节能10%～40%[1]，其优越性可见一般。为了节约常规能源，减少燃烧污染物向环境的排放，将地板采暖工程热源由传统的锅炉供热替代为太阳能加辅助热源的 基金资助：南昌大学科学基金项目（2006） 作者简介：杜海存（1963-），男，本科，副教授。 收稿日期：2010-07-09

供热方式，具有十分重要的节能意义，也符合我国低碳经济的发展战略。

1 工程概况

本工程为南昌市青山湖区某住宅区V-C户型别墅，建筑面积860平方米，空调面积494平方米，采暖面积495平方米。该建筑物共三层，地下一层，地上两层，配有客厅、卧室、卫生间、休闲区、棋牌室、健身区、影视厅、书房、工人房等。设计总冷负荷为155.9kW，总热负荷为69.3kW。

本项目夏季中央空调系统采用大金VRV Ⅲ智能化中央空调系统；冬季供暖设计选用地板辐射采暖形式，热源为太阳能+燃气锅炉辅助；集中供生活热水系统采用燃气锅炉辅助太阳能集热器制生活热水。

·150· 制冷与空调 2011年

2 设计参数

2.1 中央空调设计参数

（1）室外气象参数：夏季：干球36.4℃，湿球28.3℃；冬季：干球-3℃，相对湿度74％。

（2）室内设计参数（按舒适性空调）：夏季：室内温度26±2℃，相对湿度<60％；冬季：室内温度20±2℃。

2.2 地板采暖计算参数

室外计算温度：-3℃

室内计算温度：供暖区域温度20℃；设计供/回水温度45℃/38℃，系统工作压力0.4MPa。

3 方案介绍

3.1 中央空调系统

根据建筑物内房间的特点，二层房间多为卧室，而地下一层和一层的房间功能多样化，使用频率较二层高，故将别墅分成两个分区设置空调系统，既可以充分利用空调资源，同时又降低了运行费用。A区（地下一层和一层）空调室外机机组选取型号为RHXYQ36PAY1；B区（二层）空调室外机机组选取型号为RHXYQ20PAY1；空调末端为配合室内装潢全部选用超薄型天花板内藏直吹式室内机，多数采用侧送下回的气流组织形式，少数房间安装风管和双层百叶送风口送风，如卫生间、健身房等。系统图如图1所示。

为保证室内空气品质，每层还配备大金VRV Ⅲ系列中的小风量新风处理机一台，该新风机可和空调室内机一同连接在室外机上，在降低系统成本的同时，也有效减少了室外机的安装空间。同时为保证室内正压，在外墙窗口等处设置了数个排风机。

太阳能供暖/热水组合系统是利用太阳能和其他辅助热源，既能为家庭提供生活热水又能用于供暖的联合系统。该系统和传统太阳能热水系统相比更复杂，但其优点是在地板采暖上也利用了太阳能这种低品位热能。

低温辐射地板采暖是以温度不高于60℃的热水为热媒，在加热管内循环流动，加热地板，通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的供暖方式。地板采暖以其舒适、节能和卫生等优点受到消费者的喜爱。

本方案采用以“太阳能为主导供暖热源+燃气热水锅炉辅助供热”的方式采暖，燃气锅炉是当太阳能不能满足系统供热时的补充热源。本系统采用的太阳能集热器为平板型太阳能集热器，由透明玻璃盖板、吸热板、换热管和绝热材料组成（如图2），该种集热器单位集热面积大、得热量高、承压性能和热传递性能好、后期维护费用低，适用于低温利用[2]。

图2 平板型太阳能集热器结构图

Fig.2 The construction of flat-plate solar collector

图1 中央空调系统图

Fig.1 The central air conditioning system

3.2 太阳能供暖/热水组合系统

为保证太阳能作为主导供暖热源，V-C别墅太阳能地板采暖系统在设计时采用的平板太阳能集热器单块的吸热面积为1m2，吸收率95%，热容量3.06kJ，但考虑到地板采暖满负荷使用的情况较少，故在设计时选取了满负荷的60%，以减少太阳能集热器的使用量，降低系统成本。系统使用60块平板型太阳能集热器，南向安装，倾角40º，吸热总面积60m2。集热器系统分两个分区，采用并联连接，每个分区由30块集热器串联而成。

如图3所示，太阳能集热器将水加热至供水温度后送入储水箱中，利用水泵将热水送至地板采暖系统中的分水器，分水器将热水送至各个房间进行供暖，放热后的水再进入集水器，回到储水箱，再送至太阳能集热器进行加热；当太阳能不能提供系统的全部能量时，燃气锅炉启动加热供水，整个系统由太阳能控制器控制。

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图3 太阳能供暖/热水组合系统

Fig.3 The principle of solar heating/hot water combined system

按《地面辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）要求地板采暖中地面温度一般在24℃左右[3]。通过对各个房间的供水温度计算可得，所有房间的供暖热水水温约为42℃，故供暖系统的设计供/回水温度为45℃/38℃。

房间内盘管采用回折型敷设方式；加热管采用交联聚乙烯管（PEX-A管）。地下一层均设防潮层，卫生间、厨房另设防水层。各层楼板上部的加热管之下，以及沿墙内侧的周边，均铺设绝热层，绝热层采用聚苯乙烯泡沫塑料板，保温层厚度：地下一层30mm厚，其他层20mm厚，外墙周边10mm；保温层材料使用聚苯乙烯板。具体施工工艺如图4。

4 设计总结

V-C户型别墅是一栋集休闲娱乐于一体的高端型别墅，内部房间功能多样，故在设计上，选取了中央空调系统和地板采暖系统。中央空调系统采用多联机系统，在客厅设置了集中控制器，便于遥控卧室或其他房间的温度；卧室内配备无线遥控器，更加人性化；在空调系统分区方面，综合考虑了空调设备和房间的使用率等问题，将别墅分为上下两区，便于管理和控制。

（下转第174页）

图4 地下一层辐射采暖地板构造图

Fig.4 The construction of radiant heating floor

·174· 制冷与空调 2011年

海水温度会根据深度的不同而变化，通常会在某一深度形成分层，一般至少超过5m，但空调机组取水口一般在1m左右，因此，机组运行时也可基本不予考虑。

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