某超高层建筑VRF空调系统设计及分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇某超高层建筑VRF空调系统设计及分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要 介绍了某超高层建筑空调系统的设计，针对其中公寓部分的vrf空调系统进行了详细的分析。在理论分析的基础上，运用Airpak 流体动力学数值模拟软件对公寓部分采用VRF空调系统的合理性及可靠性进行了分析。

关键词 VRF空调系统 数值模拟

中图分类号：TB657 文献标识码： A

0 引言

近年来，随着科技的进步和经济的高速发展，超高层建筑在我国迅猛发展。超高层建筑高度高、规模大、功能多，使得空调系统的设计更为复杂。空调系统形式进行选择时，需对设计方案的可行性、可靠性、安全性、投资、能耗、运行费用、调节性、操作管理的方便性、环境影响、舒适性和美观性等技术经济评价因素进行客观准确的计算和综合对比分析。

VRF空调系统具有良好的性能、自由的组合、简单的系统、简便的安装等技术特点，被广泛应用于中央空调系统的设计，并逐渐成为中央空调市场的重要组成部分。随着自身的不断完善和发展，VRF空调系统已广泛应用于大型建筑设计中，并在超高层建筑设计中具有一席之地。

1 工程概况

该超高层建筑坐落于天津市河北区，地下四层，建筑高度20.5m，建筑面积约6.15万O，主要功能为地下汽车库及设备用房。地上由裙房将办公、公寓两座塔楼连为一体。裙房4层，建筑高度20.4m，建筑面积约4.95万O，主要功能为店铺、餐饮。办公塔楼5至30层（其中5、21层为避难层），建筑高度129.0m，建筑面积约4.42万O，主要功能为办公。公寓塔楼5至46层（其中5、21、37层为避难层），建筑高度172.6m，建筑面积约5.22万O，主要功能为酒店式公寓。本文针对酒店式公寓的空调系统进行了介绍及分析。

2 公寓空调系统设计

公寓标准层各层的房间分隔、功能等是一致的，每层共8套公寓。每套公寓均单独设置一套VRF空调系统，室内机采用天花板内藏风管式，结合装修吊顶样式采用双层百叶侧送风，室外机设置在各户对应的露台上。

公寓共39层，各层室外机均设置在同样位置。各层室外机受热压的相互作用，可能会造成室外机热气流短路，使得上层的室外机散热效果很差。随着室外机设置位置的增高，吸入环境空气温度不断升高，冷凝压力随之增大，最终导致了整个系统性能系数（COP）的下降，甚至可能出现室外机因热保护而停机的情况【1】。为确保公寓部分采用VRF空调系统的合理和可靠，运用Airpak 流体动力学数值模拟软件进行空调外机与环境的温度场模拟。

选取南侧某套公寓进行模拟分析，室外机布置如图1所示。

图1 室外机布置平面图

在模型中，设置流动为紊流，粘性模型采用双方程模型，空气比重满足BOUSSINESQ 假设，开启换热和流动模型，考虑重力影响和自然对流【2】。在物理模型的边界条件设置中，室外机几何尺寸宽×高×深：1120×1558×400mm，制冷量：20KW，风量：10000m3/h 。外机设定为内热源，其散热量按照下述方法求取：制冷量20kW，制冷额定功率6.63kW，根据逆卡诺循环，室外机的冷凝热为26.63kW。

模拟过程中选取环境风速为0m/s，室外气温为33.4℃。模拟分析结果如图2、3所示。

图2 6-46 层1-1 剖面温度场分布图

图3 6-46 层2-2 剖面温度场分布图

根据模拟分析结果可以得出：由于建筑较高大，通风换热条件较好，室外机随层高的增加回风温度变化不大，机组排出的热气流对上层的影响在可控范围内，室外机的平均回风温度未超过厂家给出的极限温度（厂家限定室外机进风极限温度为46℃），室外机能够正常运行。

3 结论和建议

VRF空调使用灵活，易于安装，管理维修简便，空调系统运行成本核算精确，更能满足用户个性化的使用要求，且空调设备占用的建筑空间比较小，更能符合节能要求。

VRF空调系统应用于超高层建筑公寓部分是可行的，但考虑到上层的室外机可能受到下层上升热气流的影响，需进行数值模拟以确保系统设计的合理性及可靠性。

参考文献：

【1】高涛，吴兆林，周志刚.高层建筑多联机室外机分层设置制冷系统影响因素分析[J].暖通空调，2008，3

【2】叶欣，蒋修英，沈国民. Airpak软件在气流组织领域的应用[J].应用能源技术，2006，10