空調(diào)室外機(jī)機(jī)位設(shè)計(jì)研究

漆海兵

（浙江綠城東方建筑設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310012）

0 引言

隨著城市進(jìn)程的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，城市中幾乎所有住宅、辦公、酒店和商業(yè)建筑均設(shè)置了不同形式的空調(diào)系統(tǒng)，來滿足人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境的舒適要求。酒店和商業(yè)建筑常采用大型中央空調(diào)系統(tǒng)，住宅和辦公建筑常采用分體空調(diào)、VRF空調(diào)系統(tǒng)，后者由于空調(diào)外機(jī)數(shù)量較多，在方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)中需要暖通專業(yè)與建筑專業(yè)密切配合，但往往因?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)師缺乏對(duì)空調(diào)系統(tǒng)重要性的認(rèn)識(shí)以及對(duì)建筑外立面美觀的過分追求，導(dǎo)致了目前空調(diào)室外機(jī)機(jī)位存在諸多問題，大部分建筑空調(diào)外機(jī)未能安裝在事先預(yù)留的設(shè)備平臺(tái)上，不僅破壞了城市景觀，激發(fā)了鄰里矛盾，更給城市公共安全帶來了隱患。因此必須引起政府職能部門、房地產(chǎn)開發(fā)行業(yè)和設(shè)計(jì)行業(yè)的高度重視。

1 目前空調(diào)室外機(jī)機(jī)位存在的問題

1.1 沒有專門的空調(diào)設(shè)備平臺(tái)或設(shè)備平臺(tái)不合理無法安裝和維修

（1）部分建成較早的住宅小區(qū)或?qū)懽謽菦]有設(shè)置專門的空調(diào)設(shè)備平臺(tái)，空調(diào)室外機(jī)利用成本較低的鍍鋅三角角鋼支架隨意掛在建筑外墻，不僅影響城市美觀，更重要的是支架長期日曬雨淋導(dǎo)致防銹蝕能力減弱，空調(diào)外機(jī)掉落事故時(shí)有發(fā)生。

（2）經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然新建住宅小區(qū)或?qū)懽謽腔径伎紤]過空調(diào)設(shè)備平臺(tái)，但還是存在較多問題，比較普遍的就是空調(diào)外機(jī)無法安裝。

1）設(shè)備平臺(tái)太小。主要原因是設(shè)計(jì)階段考慮不周，例如，部分設(shè)計(jì)院完全由建筑專業(yè)設(shè)計(jì)師參與設(shè)計(jì)，而暖通專業(yè)設(shè)計(jì)師并未參與其中。如圖1所示，設(shè)備平臺(tái)寬度只有760 mm，考慮外墻保溫后實(shí)際寬度只有600 mm左右，而目前市場上已有的品牌中最小的1 P分體空調(diào)室外機(jī)組的尺寸都大于650 mm。

2）設(shè)備平臺(tái)凌空布置導(dǎo)致無法安裝或安裝作業(yè)極度危險(xiǎn)。如圖2所示，該設(shè)備平臺(tái)凌空布置，機(jī)組安裝只有2種方式：通過升降機(jī)從外墻進(jìn)入安裝，但該種方式不現(xiàn)實(shí)，首先在小區(qū)交付使用后，沒有過多的空間供升降機(jī)使用；其次分體空調(diào)都是用戶自購，分散安裝，使用升降機(jī)安裝成本過高。另外一種安裝方式就是通過在設(shè)備平臺(tái)和入戶走廊之間架設(shè)空中走廊，但入戶走廊設(shè)置有玻璃欄板，高度1.3 m，與空調(diào)設(shè)備平臺(tái)之間高差較大，且跨度也很大，利用活動(dòng)板架設(shè)空中走廊難度大，且無安全質(zhì)量保證，即使空中走廊架設(shè)沒問題，但由于樓層較高，空中走廊又無欄桿，安裝極度危險(xiǎn)，沒有工人愿意安裝。

1.2 空調(diào)外機(jī)與室內(nèi)機(jī)組之間的配管長度超過產(chǎn)品允許的最大長度

空調(diào)外機(jī)與室內(nèi)機(jī)組之間的配管長度超過產(chǎn)品允許的最大長度。主要存在于分體空調(diào)中，表1給出了分體空調(diào)廠家建議的配管長度和極限長度。超過極限長度將導(dǎo)致空調(diào)機(jī)組無法正常工作或損壞壓縮機(jī)。部分項(xiàng)目在布置設(shè)備平臺(tái)時(shí)優(yōu)先考慮集中布置，忽視了空調(diào)配管長度的要求，導(dǎo)致空調(diào)無效果或空調(diào)外機(jī)的隨意安裝。

表1 廠家建議的配管長度

1.3 空調(diào)外機(jī)的散熱效果不好

空調(diào)外機(jī)的散熱效果不好是目前最普遍的問題，主要原因有以下幾點(diǎn)：

（1）空調(diào)外機(jī)設(shè)置在豎向凹槽內(nèi)，凹槽深度過深。建筑凹槽的深度直接影響了氣流短路的可能性，隨著凹槽深度的增加，下層排出的熱空氣急劇累積至上層，被上層室外機(jī)吸入，導(dǎo)致上層空調(diào)機(jī)組無法正常運(yùn)行。杭州某項(xiàng)目空調(diào)外機(jī)在凹槽的布置剖面圖和立面圖如圖3所示，針對(duì)圖3空調(diào)外機(jī)的布置情況做的氣流解析，如圖4所示。從圖4的結(jié)果可以看出，在15 F及以上樓層空調(diào)的吸風(fēng)溫度超過機(jī)組允許的最高溫度43 ℃。

（2）空調(diào)外機(jī)設(shè)備平臺(tái)百葉面積不足或百葉開口率過小，導(dǎo)致進(jìn)排風(fēng)阻力增加，風(fēng)機(jī)風(fēng)量下降，冷凝溫度升高，影響機(jī)組的散熱性能，導(dǎo)致空調(diào)出力不夠。

（3）機(jī)組雖然分層布置，百葉面積也滿足最低要求，但每層布置機(jī)組總?cè)萘窟^大，且垂直樓層數(shù)較多。導(dǎo)致機(jī)組排出的熱風(fēng)無法及時(shí)被室外空氣稀釋冷卻，排風(fēng)氣流出現(xiàn)貼外墻面上升的現(xiàn)象，隨著樓層數(shù)的增加越發(fā)明顯，導(dǎo)致上部空調(diào)機(jī)組吸風(fēng)溫度無法滿足要求，如圖5、圖6所示。從圖6的結(jié)果可以看出，在17 F及以上樓層空調(diào)的吸風(fēng)溫度超過機(jī)組允許的最高溫度43 ℃。

1.4 空調(diào)外機(jī)的噪聲對(duì)室內(nèi)空間產(chǎn)生影響

空調(diào)室外機(jī)由于安裝位置不合適，空調(diào)外機(jī)運(yùn)行的噪音對(duì)室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生了不可忽視的污染，這也是比較普遍的問題，尤其要重視VRF機(jī)組位置的設(shè)置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離有安靜需求的房間。

1.5 空調(diào)外機(jī)的熱烘效應(yīng)對(duì)人員的影響

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多空調(diào)外機(jī)都設(shè)置在生活陽臺(tái)，直接朝向陽臺(tái)活動(dòng)區(qū)域排風(fēng)，導(dǎo)致進(jìn)出陽臺(tái)都會(huì)有吹熱風(fēng)或冷風(fēng)的感覺，還有很多沿街商鋪空調(diào)直接落地放置，對(duì)行走的路人均產(chǎn)生了熱烘效應(yīng)。

2 空調(diào)室外機(jī)機(jī)位設(shè)置的合理化建議

2.1 分體空調(diào)室外機(jī)設(shè)備平臺(tái)大小的確定

（1）以下對(duì)市場上分體空調(diào)室外機(jī)的外型尺寸做了匯總，如表2所示。

表2 不同品牌的分體空調(diào)室外機(jī)外型尺寸

根據(jù)表2空調(diào)外機(jī)的實(shí)際尺寸，考慮接管和安裝空間，建議分體空調(diào)室外機(jī)設(shè)備平臺(tái)按表3設(shè)置。

表3 分體空調(diào)室外機(jī)設(shè)備平臺(tái)

（2）分體空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1）盡量減少布置在生活陽臺(tái)。如果條件限制一定要設(shè)置在生活陽臺(tái)，應(yīng)保證空調(diào)百葉對(duì)外開啟，避免熱風(fēng)吹向陽臺(tái)。

2）臥室窗外盡量不布置設(shè)備平臺(tái)。如果條件限制需要布置在臥室窗外，則不應(yīng)采用落地窗，同時(shí)應(yīng)考慮窗戶能方便開啟，并考慮窗戶的隔聲滿足要求。設(shè)備平臺(tái)的百葉開口率不小于85%，且百葉面積不小于機(jī)組立面面積的2倍。設(shè)備平臺(tái)應(yīng)設(shè)置地漏或預(yù)埋管，方便冷凝水排放，避免影響陽臺(tái)使用。

2.2 家用VRF空調(diào)室外機(jī)設(shè)備平臺(tái)大小的確定

（1）以下對(duì)市場上家用VRF空調(diào)室外機(jī)的外型尺寸做了匯總，如表4所示。

表4 不同品牌的家用VRF空調(diào)室外機(jī)外型尺寸

根據(jù)表4的尺寸，建議3～5 HP空調(diào)外機(jī)設(shè)備平臺(tái)大小為1 350 mm×950 mm，4～9 HP空調(diào)外機(jī)設(shè)備平臺(tái)大小為1 500 mm×1 000 mm。

（2）家用VRF空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1）空調(diào)室外機(jī)組四周與墻壁的最小距離應(yīng)符合以下要求：接管或操作側(cè)≥300 mm，非操作側(cè)≥100 mm。

2）放置空調(diào)外機(jī)的設(shè)備陽臺(tái)必須通風(fēng)良好，機(jī)組的進(jìn)排風(fēng)處如果設(shè)置通風(fēng)百葉，百葉面積需滿足要求，要求進(jìn)風(fēng)速度不大于0.6 m/s，排放速度1.5～2 m/s。百葉的開口率要求大于85%，且應(yīng)采用可拆卸百葉。

3） 選用上排風(fēng)的空調(diào)外機(jī)時(shí)，應(yīng)根據(jù)廠家要求設(shè)置導(dǎo)流風(fēng)管。

4）需要考慮配管長度以及環(huán)境溫度綜合引起的外機(jī)容量衰減，滿足節(jié)能規(guī)范的要求。

2.3 商用VRF空調(diào)室外機(jī)設(shè)備平臺(tái)大小的確定

（1）以下對(duì)市場上商用VRF空調(diào)室外機(jī)的外型尺寸做了匯總，如表5所示。

表5 不同品牌的商用VRF空調(diào)室外機(jī)外型尺寸

（2）設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1）設(shè)備平臺(tái)的最小尺寸：根據(jù)表5的數(shù)據(jù)，并考慮安裝要求來確定設(shè)備平臺(tái)的最小尺寸，安裝要求吸風(fēng)側(cè)大于300 mm，操作側(cè)大于500 mm，接管側(cè)大于200 mm，另外一側(cè)不小于100 mm，如圖7所示。

2） 空調(diào)設(shè)備平臺(tái)的位置除滿足設(shè)備平臺(tái)的最小尺寸要求外，還必須保證百葉面積；要求進(jìn)風(fēng)速度不大于1.5 m/s，排放速度6～8 m/s。百葉的開口率要求大于75%，同時(shí)要求校核室外風(fēng)機(jī)機(jī)外靜壓是否滿足要求。校核后設(shè)備平臺(tái)寬度一般會(huì)比設(shè)備平臺(tái)的最小寬度大很多。

3）室外機(jī)出回風(fēng)在同一平面上時(shí)，必須確保足夠的出回風(fēng)速度，避免氣流短路。

4）空調(diào)室外機(jī)與室內(nèi)的高差和配管長度除滿足機(jī)組技術(shù)要求外，外機(jī)容量衰減必須滿足當(dāng)?shù)毓?jié)能的要求。

5）建議設(shè)備平臺(tái)至少兩面設(shè)置百葉，不建議將空調(diào)外機(jī)放置在凹槽內(nèi)。

6）對(duì)采用VRF系統(tǒng)的高層建筑，建議應(yīng)對(duì)空調(diào)外機(jī)的熱環(huán)境利用專業(yè)軟件進(jìn)行氣流解析。

2.4 百葉面積、開口率、百葉角度的建議

由于建筑美觀的要求，空調(diào)器進(jìn)行外露安裝基本不可能，都要求將機(jī)組安裝在一個(gè)空間內(nèi)，這個(gè)空間一般只有一面或兩面是百葉，尤其以一面百葉居多。百葉的形式、面積、角度對(duì)機(jī)組的散熱起到至關(guān)重要的影響。暖通設(shè)計(jì)師和建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)密切配合，既保證建筑效果又保證空調(diào)的散熱效果，當(dāng)兩者存在矛盾時(shí)應(yīng)優(yōu)先保證空調(diào)的散熱效果。

2.4.1 百葉的形式

常用的百葉有平直百葉（fl at型）和防雨百葉（S型）2種，如圖8、圖9所示。建筑設(shè)置百葉的目的僅僅是為了遮擋視線，避免看見空調(diào)機(jī)組。S型格柵自身有角度的彎曲，導(dǎo)致氣流在進(jìn)出格柵時(shí)都會(huì)受到影響，局部阻力損失較大，出風(fēng)阻力較大，使室外機(jī)室的熱氣流不能順利排出，甚至?xí)鹞棚L(fēng)短路現(xiàn)象，從而導(dǎo)致室外機(jī)吸風(fēng)溫度升高，影響機(jī)組散熱，因此應(yīng)避免選用S型防雨百葉。fl at型格柵的排風(fēng)流動(dòng)阻力系數(shù)小，不易發(fā)生回流現(xiàn)象?？照{(diào)散熱百葉宜選用fl at型百葉。

2.4.2 平直百葉開口率和角度的選擇

雖然平直百葉的阻力系數(shù)在同樣的開口率下比防雨百葉小很多，但是，平直百葉的阻力系數(shù)隨著百葉開口率的降低而增大，隨著百葉角度的增大而增大，因此，必須合理設(shè)置百葉的葉片間距和角度。通過相關(guān)文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)：百葉與水平方向的安裝水平角度小于10°對(duì)機(jī)組能力和能效影響都較小。角度為20°時(shí)，能力下降27%，能效下降44%；角度為45°時(shí)，能力下降44%，能效下降63%；當(dāng)格柵角度超過30°后，熱風(fēng)再吸入現(xiàn)象開始嚴(yán)重；角度為70°時(shí)，會(huì)造成排風(fēng)和吸風(fēng)短路。

百葉的間距和角度決定了百葉的局部阻力系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)組機(jī)外靜壓、機(jī)組風(fēng)量由公式計(jì)算出百葉的最大局部阻力系數(shù)，并提供給廠家作為散熱百葉設(shè)計(jì)的依據(jù)。

3 結(jié)論

（1）方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)重視空調(diào)室外機(jī)機(jī)位的設(shè)置。

（2）空調(diào)室外機(jī)機(jī)位的大小和位置須考慮多種品牌的外型尺寸和必須的安裝檢修空間。

（3）必須通過計(jì)算確定空調(diào)外機(jī)散熱百葉的面積、葉片間距和空氣動(dòng)力特性。

（4）對(duì)于VRF空調(diào)室外機(jī)分層布置在凹槽或同層布置容量過大，樓層數(shù)較多的項(xiàng)目必須對(duì)空調(diào)外機(jī)的運(yùn)行環(huán)境做氣流解析。

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