户式水系统中央空调系统

水管式户式中央空调系统具有高舒适性和冬夏共用一套系统的特点，使得水管式户式中央空调系统仍具有较为广阔的市场，但在设计、施工中往往会出现一些问题。下面针对出现的这些问题及解决方法进行探讨。

1   水管式户式中央空调系统设计探析

1.1 主机与末端设备负荷的匹配

1.1.1 系统设计时存在的矛盾

在空调系统设计时，会遇到这样的问题：主机负荷按什么选取？末端设备按什么负荷确定？两者之间的关系怎样？这是经常困扰设计者的问题。

1.1.2 设备选型

（1）主机选型

空调主机选型有很多方式，但是，每户总冷（热）负荷是主机选型的根本依据，在确定主机型号要考虑以下因素：①业主有无特殊要求；②整栋建筑空调应用情况；③建筑所在的地区。以上三种情况对于主机的选型十分重要：情况1是主机是否考虑同时使用参数的重要依据，这与业主生活习惯有关，并不是设计人员或销售人员随意决定的；情况2是考虑建筑的使用情况，举一个简单的例子，样板间空调主机容量和整栋楼同时使用空调时的空调主机容量肯定是不一样的；情况3是考虑主机是单冷还是热泵，是仅夏季制冷，还是又需要冬季制热，是轻霜区还是重霜区，这对主机工作是很重要的。

（2）末端设备选型

末端设备为风机盘管时，与常规散热器供暖不大一样，主要是风机盘管具有调节性，而常规散热器不具备此特点。对采用热泵主机供热的地区，要校核风机盘管在变工况下的制热量，因为此时主机供回水温度为45/40℃，而非风机盘管标况下的温度。

（3）主机与末端设备之间的关系

实际选型中，末端设备的总负荷往往大于主机的负荷。有时会大很多，也就是说末端设备是按照实际房间负荷（往往要乘上一个大于1的系数）选择的，而主机是按照房间负荷总和（往往要乘上一个小于1的系数）来选择的。这样的结果会使末端设备标准工况下的总需水量大于主机的标准水流量，有时为2倍，甚至3倍。

1.1.3 解决办法

（1）主机负荷与末端设备负荷接近时，按正常设计。

（2）主机负荷远小于末端设备负荷时：

①在末端设备设置电动三通阀；

②在最远末端或不常用的房间设置电动两通阀，电动两通阀的数量不宜超过总末端设备数量的2/5；

③所有末端设备设置电动两通阀，主供回水管之间设置压差旁通装置。

1.2 多台主机并联设计

1.2.1 多台主机并联系统存在的问题

在户式空调应用中，多台主机并联是工程设计中常见的情况，而做好主机并联，又非易事，主要存在以下问题。

（1）水系统形成短路。当主机开启或其中一台主机运行时，易造成系统短路，开启的主机启停频繁。

（2）当两台主机同时运转时，易造成某一台主机缺水保护。

（3）两台主机易形成同时启动、同时停止的现象。

1.2.2 形成的原因

户式中央空调主机内一般自带水泵，如果水管仅为简单的连接，容易使水通过另一台主机直接回到系统中，形成短路。如果一台主机开启后，另一台主机开启，使原有系统平衡的水发生重新分配，极易形成两台机组抢水现象，从而影响系统正常运行。

1.2.3 解决方法（如图1）

①在每台机组的出水管加设止回阀（单向阀），使系统水形不成短路。

②将连接主机进出水管的主干管加大2-3号，形成分集水器的功能，以保证充足的水量。

③调节主机启停时间，使两台主机启停时间不同。

④水泵外置，将空调机组内的水泵移至主干管上。

图1   主机并联时管路设计

1.3 系统水容量

1.3.1 存在的问题

（1）主机启停频繁

系统安装运行后，经常发生主机启停频的现象（一般而言，在一个小时内，主机启停次数应在6次以内），这样既对压缩机有害，又会造成对电网的冲击。

（2）主机除霜时，系统水温下降剧烈。在冬季供暖的地区，当主机除霜时，系统的水温下降很大，有的甚至在20℃以下。

1.3.2 原因分析

造成以上原因是系统的热稳定性较差，热稳定性越差，系统就越不稳定，温度波动就越厉害。系统热稳定性与系统热容有关，热容就是系统升高或降低1℃所吸收或放出的热量。放出或吸收的热量越多，说明系统热容越大，同时系统的热稳定性越好。

1.3.3 问题解决：

（1）增加系统水容量。通过建立模型计算，合理的水量值见表1。

（2）增加系统水容量的方式有两种。一是加大系统管径；一是增加一台蓄水罐。以上两种方法各有特点，应因地制宜地应用。

（3）增设辅助热源。

（4）调整主机运行参数，根据不同地区，设置合理的运行参数值。

表1   系统水容量

主机标况下制冷量 /kW	制冷时最大水容量 /m 3	冬季制热时 最大系统水容量/m 3			冬季除霜时 建议系统水容量/m 3				制热及除霜时建议系统水容量/m 3	制热及除霜时，建议系统辅助热量/m 3
		Q 辅 -Q 末 >0		Q 辅 -Q 末 <0	辅助热源的辅助热量
		辅助热源的辅助热量			0kW	2kW	3kW	5kW
		2kW	2kW
8.0	0.06	0.03	0.04		0.08	0.07	0.06	0.05	0.07	2.0
11.7	0.08	0.03	0.06		0.12	0.11	0.1	0.08	0.1	3.0
19.2	0.14	0.03	0.1		0.21	0.2	0.19	0.17	0.19	5.0
27.6	0.2	0.03	0.14		0.27	0.26	0.25	0.23	0.23	5.0
43.8	0.31	0.03	0.21		0.42	0.41	0.40	0.39	0.39	5.0

说明：表格内数值仅为建议值，实际数值应结合实际工程确定。

2   水管式户式中央空调系统施工探析

2.1 材料选择

2.1.1 存在的问题：

系统在安装调试运行后，经常发生一些纠纷，这些事情是由一些系统材料引起的。如阀门漏水、软连接开裂、保温外壳漏水等，这些情况往往给己经装修的家庭带来精神和财力的损失。

2.1.2 问题分析

出现以上问题，主要是在材料选型上，一般情况下采用了劣质的材料或不合格的产品，进而导致在使用过程出现了这样的问题。

2.1.3 问题解决：

（1）水管：建议采用热水塑料管，如PP-R管。塑料管的使用年限比镀锌钢管要长。

（2）保温：建议采用发泡橡胶，其厚度为30mm。

（3）阀门及附件：建议采用合格优质铜芯阀门和优质附件。

2.2 管道支吊架

2.2.1 存在的问题

系统运行后，在夏季有的吊顶有水淹现象。拆掉吊顶后发现水滴是沿着支吊架向下漏水所致；冬季有个别风机盘管不热，后经现场检查，发现塑料成“s”型弯。

2.2.2 问题分析：

第一种现象，说明管道支吊架的保温没有做好，从而形成“冷桥”，导致空气中水凝结，并沿着支吊架向下滴水。第二种情况是因为支吊架间距太大，尤其是塑料管道，当支吊架间距较大时，就会形成波浪弯，从而积气，形成气阻。

2.2.3 解决方法

（1）管道保温一定要做好，其基本做法有以下几种（见图2）：

图2   管道支吊架断面图

（2）不同管道最小支吊架间距见表2，表3，表4。

表2   镀锌钢管支吊架安装间距

公称直径（DN）/mm		15	20	25	32	40	50	70	80	100
支吊架间距/m	保温管	1.5	2.0	2.0	2.5	3.0	3.0	4.0	4.0	4.5
	不保温管	2.5	3.0	3.5	4.0	4.5	5.0	6.0	6.0	6.5

表3   冷水PP-R管支吊架安装间距

公称外径 (De) /mm	20	25	32	40	50	63	75	90	110
水平管/m	0.65	0.8	0.95	1.1	1.25	1.4	1.5	1.6	1.9
立  管/m	1.0	1.2	1.5	1.7	1.8	2.0	2.0	2.0	2.5

表4   热水PP-R管支吊架安装间距

公称外径 (De)/mm	20	25	32	40	50	63	75	90	110
水平管/m	0.  5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2	1.5
立  管/m	0.9	1.0	1.2	1.4	1.6	1.7	1.7	1.8	2.0

2.3 系统冲洗

2.3.1 出现的现象

系统安装完毕，在运行一段时间后，就会发现有的系统（尤其是镀锌钢管水系统）水泵噪声较大，末端设备出力不足，室内达不到设计的效果。有的系统会冻裂表冷器，烧毁压缩机。经检查发现，系统中的麻丝堵死了水过滤器；有的系统没有安装水过滤器，将水泵的叶轮缠死，而导致系统水流量减少。

2.3.2 现象分析

系统内的杂物和麻丝堵住水过滤器或缠死水泵叶轮，说明系统没有进行冲洗，没有及时进行系统维护。目前市场上的主机主要以回水温度来决定压缩机的启停，当水流量减少时，回水温度高，压缩机会满负荷工作，使得蒸发温度降低，严重时冻结蒸发器。

2.3.3 解决方法

系统安装完毕后，要进行系统冲洗，将系统内的污物冲洗冲出系统内。系统在冲洗过程中，水不得流经末端设备和空调主机，需要用管路短接。

2.4 系统试压

2.4.1 存在的问题

空调系统运行后，经过一段时间，有的地方会发生跑冒滴漏的现象，更有甚者有的附件会断裂，造成业主受损严重。

2.4.2 现象分析

工程在施工过程中，不能保证每一个焊点和每一个接头没有问题，不能保证每一个管材和附件没有沙眼或瑕疵，为了减少问题出现，系统安装完毕后应进行系统试压。如果系统换件或部分调换时，要进行二次试压，以保证系统正常运行。

2.4.3 问题解决

系统安装完毕后，一定要进行水压试验，对于隐蔽工程可以进行分段试压；再更换附件后，必须进行二次试压；对于塑料管，一定要有压降变化的纪录，其压降应在允许的范围内。

3  结束语

户式中央空调系统虽然有这样和那样的问题，但是我们应该看到，这些问题并不是不能避免的。只要我们在设计、安装和运行时按照规范或规程操作，就会得到满意的效果。