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中央空调室内机容量怎么定的?逐间冷负荷计算与常见偏差

发布日期 :2019.09.24 浏览次数 : 12078 鼎格舒适家官网

中央空调的室内机容量,不是把建筑面积除以一个固定系数就能定下来的。同样一套 105 ㎡ 的房子,朝向不同、层高不同、窗墙比不同、房间功能不同,逐间算出来的冷负荷能差出三成左右。本文讲清逐间冷负荷由哪几块构成、每一项怎么取值、面积估算法在什么条件下会偏,以及偏差出现之后会带来什么后果。

住宅客餐厅的吊顶与送风口布置:中央空调室内机隐藏在吊顶内,通过出风口向房间送风
图注:客餐厅是住宅里冷负荷最集中的区域,也是室内机容量与风口布置最需要单独核算的房间。连通的客餐厅按一个大空间计算,才能避免出现近冷远热。

一、建筑面积除以固定系数,为什么只能算初筛

市面上流传的做法是:先按建筑面积乘一个"空调面积系数",再按"一匹带 10~15 ㎡"折算室外机容量。这套算法的隐含前提有好几条——层高在 2.8 m 上下、窗墙比一般、没有整面西晒、人员密度低、没有大功率发热设备。这些前提在多数住宅里大致成立,所以它能给一个不离谱的起点,但只要有一条不成立,结果就会跑偏。把本文与暖通课堂里的相邻题目放在一起看,边界会更清楚。

空调面积系数本身是一个工程概算取值。厨房、卫生间、阳台通常不做空调,需要从建筑面积里扣除,剩下的空调面积在住宅里常取建筑面积的 60 %~70 %。这个比例随户型差异很大:得房率高、公摊小、厨卫面积小的户型,系数偏高;反之偏低。系数取错 5 个百分点,一套 105 ㎡ 的房子就差出 5 ㎡ 的空调面积,折算成匹数已经接近半匹。

更关键的是,"一匹带 10~15 ㎡"这个区间跨度本身就很大。10 ㎡ 和 15 ㎡ 之间差了 50 %,选哪一端,取决于房间的实际热负荷,而不是取决于房间多大。把这一区间直接当成定案依据,等于把最需要判断的部分交给了运气。

二、逐间冷负荷由哪几块构成

住宅的夏季冷负荷,通常由五块相加:通过外墙、外窗、屋面传进来的显热;透过外窗进入的太阳辐射热;室内人体散热散湿;照明与家电的发热;以及室外新风或门窗渗透带入的热量。前两块属于围护结构得热,后三块属于室内得热。它们的大小关系并不固定,白天西晒房间里辐射得热可能占一半以上,而夜间人员密集的客厅里,人体与设备负荷的占比会明显上升。

负荷构成主要影响因素住宅中的相对量级
围护结构传热外墙保温、外窗传热系数、室内外温差中等,随外墙与外窗做法变化
外窗太阳辐射得热朝向、窗面积、玻璃遮阳系数、有无外遮阳白天可占首位,西向房间尤为突出
人体散热散湿人数、活动强度、停留时长客厅与卧室夜间占比较高
照明与家电灯具功率、电视电脑冰箱等是否同室厨房与客厅偏高
新风与渗透是否引入新风、外窗气密性、是否常开窗有组织新风时不可忽略

上表的"量级"一列只作定性参考。真正定案要靠逐间计算,把每一块的数值算出来相加,再乘一个同时使用或冷负荷系数的修正。

三、围护结构相关的修正项怎么取

逐间计算里最容易漏掉的不是主项,而是修正项。同一栋楼同一户型,楼层位置不同、朝向不同,负荷能差出相当一部分。

修正项取值方向说明
朝向西向、西南向偏高;北向偏低西向受下午低角度太阳辐射,峰值出现在傍晚,与住宅使用时段重合
窗墙比窗墙比越大,负荷越高大面积落地窗、飘窗、转角窗需要单独核算
层高层高越大,负荷越高房间体积随层高线性增加,围护面积同步增加
楼层与端头顶层、端头户、无遮挡低层偏高屋面得热与相邻房间是否空调都会影响结果
玻璃配置Low-E 中空、带外遮阳者偏低遮阳系数差异对辐射得热影响明显
室内发热源人员多、设备多、开放式厨房偏高开放式厨房与客厅连通的户型要单独考虑

这些修正项的取值,规范给的是方法和范围,具体数字由设计人员按建筑实际做法确定。所以判断一份选型方案是否可信,先看它有没有把这些差异写出来,而不是只看最终给出的那个匹数。

四、算出负荷之后,怎么换成室内机容量

得到房间冷负荷(W)之后,要把它对应到室内机的型号档位上。这一步有三个要点。

  • 匹与瓦的换算属于行业习惯值,不是标准规定值。常用口径是 1 匹 ≈ 2500 W 制冷量,1.5 匹约 3500 W、2 匹约 5000 W、3 匹约 7100 W。不同品牌的名义制冷量并不完全等于这些整数,选型应以产品样本的名义制冷量核对。
  • 名义制冷量是在名义工况下测得的。按 GB/T 18837—2015,多联机的名义工况有规定的室内外温度条件,实际运行温度偏离工况时能力会变化。所以样本上的数字是横向比较用的基准,不等于房间里的实际出力。
  • 室内机容量取大不取小,但也别盲目放大。选小了降温慢、长期满负荷;选大了风量大、除湿时间短,体感反而"凉而不爽",同时噪音与能耗都上升。合理做法是把计算负荷落在所选内机档位的中间偏上位置。
房间类型(成都住宅常见)计算负荷的思路内机档位常见落点
卧室(南向、常规窗)围护传热 + 人体 + 少量照明2.2~2.8 kW 量级
卧室(西向、飘窗)在上一行基础上加大辐射得热修正2.8~3.6 kW 量级
客厅辐射得热 + 人员 + 家电 + 与餐厅连通4.5~5.6 kW 量级
开放式客餐厅按连通后的大空间合并计算5.6~7.1 kW 量级
书房人体 + 电脑设备发热较集中2.2~2.8 kW 量级

上表第三列的量级只作参考,用于核对设计人员给出的方案是否落在正常区间,不能替代逐间计算。

五、一套 105 ㎡ 三居的逐间算例

假定条件:成都市区一套 105 ㎡ 的高层住宅,厨房与卫生间不做空调,空调面积取建筑面积的 65 % 左右,约 68 ㎡;客厅与餐厅打通,主卧南向常规窗,次卧东向,书房北向,房间层高 2.8 m。按住宅夏季设计冷负荷概算区间(高层 80~120 W/㎡,属工程经验概算)逐间展开:

房间面积(㎡,约)负荷特征估算指标(W/㎡,工程经验)房间负荷(W,约)内机档位
客厅 + 餐厅26南向大面窗、人员与家电集中110~1202900~31003.6 kW 量级
主卧15南向常规窗、夜间两人90~1001350~15002.8 kW 量级
次卧12东向、上午得热90~1001080~12002.2~2.8 kW 量级
书房9北向、设备发热集中85~95770~8602.2 kW 量级
合计62——6100~6660室内机合计约 11 kW 量级

把这张表和"建筑面积除以 12 ㎡/匹"的粗算放在一起对比,差别就出来了。粗算给出的是 105 ÷ 12 ≈ 8.75 匹,若按 65 % 空调面积折算则是 68 ÷ 12 ≈ 5.7 匹,对应室外机制冷量约 14 kW 量级。逐间相加得到的是 6.1~6.7 kW,室内机合计约 11 kW 量级——室外机并不是照抄室内机之和,这里就引出了下一步:室内外机容量之比怎么定。

六、面积估算法常见的三类偏差

把粗算结果直接当定案,最容易在三类情形下出错。

偏差类型典型情形后果
低估峰值大面积西向落地窗、顶层、端头户傍晚房间降不下来,室外机长期满负荷
高估需求北向小房间、平时只有一两人使用内机档位偏大,风量大、除湿不足、启停频繁
漏算连通空间开放式客餐厅、厨房与客厅相通单台内机带不动整个连通空间,出现"近冷远热"

七、验收阶段可以要求交付哪些计算资料

选型是否做过计算,从资料上就能看出来。一套完整的设计文件通常包含:

  • 逐间冷负荷计算表,含围护结构做法、朝向、窗面积等输入条件;
  • 室内机型号与名义制冷量清单,以及每台内机的布置位置与气流方向说明;
  • 室外机型号、名义制冷量与室内外机配置率的计算过程;
  • 冷媒管走向、管径与长度、最大落差的复核说明;
  • 冷凝水管走向与坡度、检修口位置与尺寸的标注。

这五项里,前三项决定了"够不够用",后两项决定了"装完会不会出问题"。只给一个匹数不给过程的方案,建议要求补全。

八、成都气候条件下还要补一步制热校核

成都属夏热冬冷地区。按 GB 50736—2012,成都冬季供暖室外计算温度 2.7 ℃、冬季空调室外计算温度 1.0 ℃、冬季空调室外计算相对湿度 83 %。室外空气相对湿度高,热泵在冬季制热时蒸发器更容易结霜,机组会周期性进入化霜工况,这段时间室内送风温度会短时下降。

更实质的问题是能力衰减:空气源热泵在成都冬季工况下制热 COP 常见 2.2~3.0(工程经验值),而额定制热量是在标准制热工况下测得的,实际制热能力会低于名义值。所以夏天制冷够用,不等于冬天制热够用。选型时应单独核对机组的低温制热能力与当地冬季室外计算温度是否匹配,必要时把制热能力作为定案依据,而不是只看制冷量。

此外,GB 50736—2012 第 3.0.1 条规定,夏热冬冷地区主要房间供暖室内设计温度宜采用 16~22 ℃;第 3.0.5 条又规定辐射供暖室内设计温度宜比对流供暖降低 2 ℃。若住宅同时配置地暖,空调只承担夏季制冷与过渡季调节,冬季制热校核的压力会小很多,这也是"空调 + 地暖"组合在成都常见的原因。

本文涉及的冷负荷指标与能力衰减区间均标注为工程经验概算或经验值,不构成标准规定值;标准数值引自 GB 50736—2012 与 GB/T 18837—2015,实际工程应由专业设计人员按建筑实际条件完成计算。本文由四川鼎格舒适家整理,供选型阶段核对方案使用。需要按自家户型和现场条件核定一遍的,可以走快速报价。

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