針對三種常見的戶式形式分別對其系統(tǒng)能耗比、性價比、控制系統(tǒng)等方面進行了比較，分析了其優(yōu)缺點，并總結(jié)了在戶式設(shè)計時應(yīng)考慮的問題。最后結(jié)合目前市場上推出的戶式燃氣中央空調(diào)，介紹了用于別墅的一種新型的、較為高檔的戶式中央空調(diào)形式的優(yōu)越性。
1前言
自從改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)增長，人均生活水平不斷提高，人們對生活的質(zhì)量、、室內(nèi)熱舒適性程度、空氣品質(zhì)等的要求越來越高。而傳統(tǒng)的家用分體式空調(diào)或窗式空調(diào)則由于熱舒適性較差、無新風(fēng)供給，室內(nèi)空氣品質(zhì)很難得到保證、室外機安裝在一定程度上影響大樓建筑外立面美觀等多種因素已漸漸成為一種季節(jié)性商品越來越難以適應(yīng)環(huán)境要求。因此，戶式中央空調(diào)的設(shè)計理念越來越廣泛地在高級住宅、別墅等場所作為一種空調(diào)系統(tǒng)形式被接納和采用。
打破了與家用分體空調(diào)的界限，繼承了中央空調(diào)系統(tǒng)的良好效果和家用分體空調(diào)布置靈活和高度智能化的特點。戶式中央空調(diào)與分體空調(diào)相比，是家庭個性化的一種體現(xiàn)，是現(xiàn)代化建筑時尚、潮流、高檔的必備設(shè)施。同時，戶式中央空調(diào)高效節(jié)能、熱舒適性高、穩(wěn)定可靠、運轉(zhuǎn)噪音低等優(yōu)勢也成為其發(fā)展的一種主旋律被高檔公寓、別墅用戶廣泛認可。
2幾種常見的戶式中央空調(diào)系統(tǒng)
是一種節(jié)能，舒適的家用空調(diào)系統(tǒng)。常見的主要有冷/熱水系統(tǒng)、多聯(lián)機系統(tǒng)和風(fēng)管式系統(tǒng)等三種形式。針對其能耗比、性價比、控制系統(tǒng)等也各有其優(yōu)缺點。
2.1地源熱泵系統(tǒng)
室外機為小型空氣-水熱泵機組，通過空調(diào)管路系統(tǒng)輸送至室內(nèi)的各末端裝置(風(fēng)機盤管)。風(fēng)機盤管采取就地回風(fēng)的方式與室內(nèi)空氣進行熱交換來實現(xiàn)空氣處理。室內(nèi)溫度可由設(shè)于每臺風(fēng)機盤管回水支管上與各房間室內(nèi)溫度傳感器連鎖的電動三通閥調(diào)節(jié)。亦可由風(fēng)機盤管三速開關(guān)調(diào)節(jié)(定水量運行時)。
該系統(tǒng)優(yōu)點控制較為簡便，能滿足各房間獨立控制調(diào)節(jié)的要求，較為節(jié)能。同時由于該管道系統(tǒng)為水系統(tǒng)，與風(fēng)管式系統(tǒng)相比對建筑層高要求不高。末端裝置風(fēng)機盤管機組體型小，型式多樣，布置和安裝方便。運轉(zhuǎn)噪音較小，室內(nèi)環(huán)境安靜。
但該系統(tǒng)存在的缺點是水路系統(tǒng)進入室內(nèi)，較為復(fù)雜，安裝運行不慎以及冷凝水排放都容易引起吊頂漏水隱患，破壞室內(nèi)裝潢。并且冷凝水盤管可能滋生細菌、微生物，對身體健康有影響。維護工作較難進行。解決新風(fēng)較為困難，室內(nèi)空氣品質(zhì)相對較差。
該系統(tǒng)初投資適中，運行費用較低，在別墅、多層和高層公寓均可采用。
2.2多聯(lián)機系統(tǒng)
一種。以制冷劑為輸送介質(zhì)，室外主機由室外側(cè)換熱器、壓縮機和其他制冷附件組成。末端裝置是由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機組成的室內(nèi)機。一臺風(fēng)冷熱泵型室外機通過管路能向若干臺室內(nèi)機輸送制冷劑，室外機通過壓縮機控制實現(xiàn)能量調(diào)節(jié)，以滿足室內(nèi)冷熱負荷要求。新風(fēng)處理可采用新風(fēng)處理機HRV(HeatReclaimVentilation)全熱交換器送新風(fēng)。全熱交換器通過通風(fēng)設(shè)備在回收損失的熱能的同時，抑制了室溫的變化，從而保持了舒適清新的環(huán)境，同時減少空調(diào)負荷，節(jié)省能源。
最突出的優(yōu)點就是節(jié)約能源，運行費用較低。如今市場上多聯(lián)中央空調(diào)系統(tǒng)多采用變頻式或數(shù)碼渦漩式壓縮機。室外機的輸出可根據(jù)室內(nèi)負荷的大小自動調(diào)節(jié)，并且在部分負荷時的能耗比(cop值)相當(dāng)高。當(dāng)系統(tǒng)僅一臺室內(nèi)機開啟時，室外壓縮機能相應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或卸載，合理輸出室內(nèi)機所需能量，從而避免了傳統(tǒng)中央空調(diào)“一開全開”的不必要的能源浪費。并且由于該系統(tǒng)采用直接蒸發(fā)制冷，在熱交換過程中能量的損耗極小。而冷水機組采用水作載冷劑，冷量由冷媒傳遞給水，再將水送至室內(nèi)制冷，此過程中有兩次熱交換，能耗較大。
多聯(lián)系統(tǒng)空調(diào)室內(nèi)外機均帶有電腦板，可單獨或分區(qū)實現(xiàn)控制?？照{(diào)室外機可準確地根據(jù)室內(nèi)房間的負荷變化，迅速調(diào)整能量的輸出，避免浪費。并且利用DSP高速芯片可將室內(nèi)溫度波動誤差控制在±0.5℃范圍內(nèi)，避免了普通空調(diào)忽冷忽熱的感覺，可帶來恒溫的舒適。
室內(nèi)機運行噪音較低，最低噪音僅為27dB。而風(fēng)機盤管噪音一般都在40dB左右。系統(tǒng)采用冷媒銅管連接，室內(nèi)、外機最大配管長度可達120m，不同于分體空調(diào)安裝需受室內(nèi)、外機連接管的限制。冷媒管很細安裝無坡度要求，且室內(nèi)機都可配有冷凝水提升泵，可節(jié)約吊頂高度。而且冷凝水提升泵能避免冷凝水回流，避免夏季冷凝水滲漏，破壞室內(nèi)裝潢。
、內(nèi)外機通過信號線連接，運行穩(wěn)定可靠，一般壽命都可達15年以上。該系統(tǒng)還具有寬廣的運轉(zhuǎn)范圍，即使在寒冷的北方還能制熱。
該系統(tǒng)存在的缺點是由于直接輸送制冷劑至空調(diào)室內(nèi)機，一旦制冷劑泄漏，不易檢漏，因此對冷媒管安裝要求極高。相對于冷/熱水系統(tǒng)和風(fēng)管式系統(tǒng)而言，對空調(diào)室內(nèi)機和室外主機之間的距離和位差有要求。
該系統(tǒng)初投資費用較貴，運行費用較低，在別墅、多層和高層公寓均可采用。
2.3風(fēng)管式系統(tǒng)
每套系統(tǒng)由一臺風(fēng)冷熱泵型室外機和一臺室內(nèi)機組成。室外機和室內(nèi)機通過冷媒管連接，由從室內(nèi)機接出的風(fēng)管對各房間進行送回風(fēng)。室內(nèi)機可方便地引入室外新風(fēng)，從而改善房間空氣品質(zhì)，房間室溫由設(shè)于各送風(fēng)口與室內(nèi)溫度傳感器連鎖的變風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)，并利用變風(fēng)量中央控制自動控制室內(nèi)機總風(fēng)量處在高/中/低三檔中任一檔位置。
的優(yōu)點是各房間采用風(fēng)管集中送回風(fēng)，室內(nèi)噪音低。而安裝有空調(diào)室內(nèi)機某一間房間（一般為客廳）相對噪音會偏高。便于引進新風(fēng)，室內(nèi)氣流組織可根據(jù)風(fēng)口布置合理化。室溫波動小，舒適度高，而且由于是直接蒸發(fā)式，耗電少，能效比高。風(fēng)管式系統(tǒng)較為簡單，易施工，工程造價低。
缺點是該系統(tǒng)很難同時滿足多個空調(diào)房間不同的空調(diào)負荷要求，分室調(diào)節(jié)要設(shè)專門的風(fēng)閥。對房間層高有一定要求。
該系統(tǒng)初投資較低，運行費用適中。我國住宅房屋因?qū)痈邌栴}，采用此系統(tǒng)局限很大，一般僅適用于別墅型住宅。
3戶式中央空調(diào)設(shè)計中應(yīng)考慮的問題
戶式中央空調(diào)在中國的發(fā)展市場越來越大，風(fēng)管式系統(tǒng)由于風(fēng)道占用較大的室內(nèi)空間以及各房間溫度單獨控制困難等原因，不適合在中國住宅建筑中應(yīng)用。多聯(lián)系統(tǒng)由于初投資較高，一般房產(chǎn)開發(fā)商難以接受，對一些高檔住宅、別墅是個最佳選擇。對一些初投資預(yù)算較小的建筑，冷/熱水系統(tǒng)倒更易于推廣及采用。而中國目前戶式中央空調(diào)的技術(shù)路線則以冷/熱水機組為主。
因此，隨著人們居住觀念的轉(zhuǎn)變以及對住宅室內(nèi)空氣品質(zhì)保證的要求，目前戶式中央空調(diào)設(shè)計首先必須考慮與IAQ相關(guān)的問題(1)新風(fēng)量(2)空調(diào)設(shè)備部件對室內(nèi)空氣的污染(3)氣流組織。
3.1新風(fēng)量
大多數(shù)戶式中央空調(diào)設(shè)計，新風(fēng)量不足,有的甚至沒有新風(fēng)，尤其冷/熱水系統(tǒng)。造成此原因大致因為：(1)開發(fā)商建造住宅層高較低，限制新風(fēng)管路的布置；(2)受傳統(tǒng)空調(diào)方式的影響，沒有意識到新風(fēng)與室內(nèi)空氣品質(zhì)關(guān)系。因此，設(shè)計應(yīng)嚴格按照住宅居室送風(fēng)換氣量來確定新風(fēng)量，以滿足住宅新風(fēng)要求。并且新風(fēng)方式的選擇從少損失室內(nèi)冷量和節(jié)能的角度出發(fā)，應(yīng)盡量優(yōu)先選擇具備熱回收功能的全熱交換機。
3.2空調(diào)設(shè)備部件對室內(nèi)空氣的污染
戶式中央空調(diào)由于必須和室內(nèi)裝飾密切配合，臥式暗裝風(fēng)機盤管、直接蒸發(fā)式換熱器及各種管路、閥門一般被限制在較小的吊頂空間內(nèi)。設(shè)備的清洗、維護較為困難，污染源位置隱蔽，積蓄時間長，使室內(nèi)空氣品質(zhì)長期處于不良狀態(tài)，而且污染程度會不斷加劇。表現(xiàn)在：(1)風(fēng)機盤管凝水盤長期在陰暗潮濕的環(huán)境中易滋長微生物和細菌，導(dǎo)致污染物和氣味會由風(fēng)機送入室內(nèi)房間嚴重影響室內(nèi)空氣品質(zhì)；(2)送、回風(fēng)口過濾網(wǎng)長期不清洗易于積聚塵粒、滋生細菌；(3)風(fēng)管系統(tǒng)風(fēng)道內(nèi)表面不清潔，微生物也容易在其內(nèi)聚積、繁殖。
3.3氣流組織
戶式中央空調(diào)氣流組織形式很大程度上受室內(nèi)裝修的影響和制約，以至于為追求室內(nèi)裝飾效果而犧牲氣流組織。室內(nèi)送回風(fēng)短路、活動區(qū)氣流組織效果極差，這些問題均應(yīng)在設(shè)計中避免。
此外，一般在設(shè)備選型時，室內(nèi)機容量應(yīng)根據(jù)空調(diào)房間負荷的計算結(jié)果，再按系統(tǒng)型式和實際使用情況考慮1.0~1.2的負荷系數(shù)。而室外機容量則根據(jù)負荷計算結(jié)果得出系統(tǒng)逐時綜合最大負荷后，再乘上一個同時使用系數(shù)。因為一般家庭住宅中，各房間同時開啟空調(diào)的概率很小。對冷/熱水系統(tǒng)而言，同時使用系數(shù)一般可按0.5~0.7選取，這樣最終確定冷/熱水機組的容量就不會太大，造成不必要浪費?？傊?，設(shè)備選型應(yīng)按內(nèi)機冷量選取要偏大而外機冷量選取要偏小的指導(dǎo)原則設(shè)計。
冷/熱水系統(tǒng)限制建筑吊頂高度的主要因素就是冷凝水管排放的坡度問題。因此，在設(shè)計時也應(yīng)充分考慮到此問題，冷凝水排放應(yīng)采用就近有效排放的原則。在實際安裝中，按《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GB50019-2003)規(guī)定，冷凝水盤泄水支管沿水流方向坡度不宜小于0.01，冷凝水平干管不宜過長，其坡度不應(yīng)小于0.003的設(shè)計要求施工。
戶式中央空調(diào)空調(diào)的冷、熱水供回水管、制冷劑管道、冷凝水管、空調(diào)送回風(fēng)管、等有冷熱損失或結(jié)露可能的設(shè)備、材料、部件均應(yīng)作好絕熱保溫措施，并應(yīng)按相應(yīng)標準選取保溫層厚度。水溫為7~65℃的空調(diào)冷熱水管最小保溫層厚度可參見下表（一）。保溫材料應(yīng)采用不燃和難燃材料，保溫管道支架應(yīng)防止“冷橋”產(chǎn)生。
4戶式燃氣中央空調(diào)的應(yīng)用
隨著人們不斷對自身生活質(zhì)量、居住環(huán)境、室內(nèi)空氣品質(zhì)要求提高的同時，人類生存的大氣環(huán)境也在不斷惡化。常用電制冷空調(diào)設(shè)備的制冷劑氟利昂從環(huán)保要求來講已嚴重破壞臭氧層，使用將受嚴格控制。因此筆者認為從環(huán)保角度出發(fā)，目前市場上推出的戶式燃氣中央空調(diào)將作為一種新型戶式中央空調(diào)方式越顯其優(yōu)越性。
戶式燃氣中央空調(diào)以天然氣為能源，采用溴化鋰和水為天然冷媒，實現(xiàn)穩(wěn)定的夏季制冷、冬季制熱，并還能提供全年恒溫的衛(wèi)生熱水。天然氣是一種理想的清潔高效能源，采用天然氣可提升整個社會的能源設(shè)施投資回報率，化解夏季電力緊缺、燃氣富余這個困繞全球能源領(lǐng)域的矛盾。并且隨著“西氣東輸”管道工程的建設(shè)，天然氣資源會有根本性的氣源保證。
4.1工作原理
戶式燃氣中央空調(diào)的工作原理等同于一般的燃氣直燃機。制冷循環(huán)時通過制造室外機容器內(nèi)的真空條件，利用蒸發(fā)除熱的原理來實現(xiàn)。溴化鋰溶液就可以創(chuàng)造這種真空條件，因為溴化鋰(LiBr)是一種吸水性極強的鹽類物質(zhì)，可以連續(xù)不斷地將周圍的水蒸汽吸收過來，維持容器中的真空度。
4℃的冷劑水噴灑在蒸發(fā)器管束上，管內(nèi)14℃的空調(diào)水降為7℃，冷劑水受熱后蒸發(fā)，溴化鋰溶液將蒸發(fā)的水蒸汽熱量吸收，然后通過冷卻器釋放到大氣中去。變稀了的溶液經(jīng)過燃燒加熱濃縮，分離出的水再次去蒸發(fā)，濃溶液再次去吸收，如此循環(huán)不已。
制熱循環(huán)時燃燒的火焰加熱溴化鋰溶液(LiBr+H2O)，溶液產(chǎn)生的水蒸汽將主體換熱管內(nèi)的空調(diào)溫水加熱，凝結(jié)水流回溶液中，被溶液泵送回高溫發(fā)生器，再次被加熱，如此循環(huán)不已。
4.2性能特點
戶式燃氣中央空調(diào)的室內(nèi)機由傳統(tǒng)中央空調(diào)風(fēng)機盤管與家用分體空調(diào)室內(nèi)機兩類構(gòu)成，款式多樣，選擇自由，可滿足各類型的家庭需要。其室內(nèi)機的優(yōu)缺點與前述三種戶式中央空調(diào)的基本相似。但該戶式燃氣中央空調(diào)的室內(nèi)機又有其獨特的優(yōu)勢。室內(nèi)機配套齊全，裝有電動閥，可控制單臺室內(nèi)機空調(diào)水的通斷，停機時避免能源損失；裝有自動排氣閥，無氣堵，管道不需坡度，大幅度節(jié)省房屋高度空間；裝有水過濾器，能確保盤管不會因施工不慎造成的堵塞；裝有風(fēng)堵傳感器，能準確提示濾網(wǎng)清洗，確保室內(nèi)空氣潔凈；特殊的風(fēng)機設(shè)計，使室內(nèi)運行噪音值低，環(huán)境安靜。內(nèi)機安裝方便可靠，自動排氣閥和電磁閥組成上閥組，水過濾器和流量調(diào)節(jié)閥組成下閥組，閥組和銅波紋軟管均為室內(nèi)機標準配置，避免用戶采用劣質(zhì)配件而造成終身質(zhì)量隱患。控制方便，配置線控器，內(nèi)設(shè)溫度傳感器，可根據(jù)室溫自動控制風(fēng)機的變風(fēng)達到恒溫調(diào)節(jié)。
室內(nèi)新風(fēng)機選擇同樣建議考慮具備熱回收功能的，如此可節(jié)省50-70%的熱能。新風(fēng)機應(yīng)具備空氣過濾功能。
戶式燃氣中央空調(diào)室外機夏季制冷、冬季制熱不同于熱泵機組會受周圍環(huán)境溫度影響而有不同程度衰減，其不受環(huán)境波動影響。缺陷在于：（一）外機體積較大（受吸收式制冷原理限制）；（二）需排除水蒸氣和燃燒氣體；（三）每年需定期做好保養(yǎng)。因此，限制了其安裝場所應(yīng)便于人員進出，避開人員視線。一般最好安裝在后院或可上人屋面，周邊應(yīng)留有足夠空間以便保養(yǎng)。
4.3熱水系統(tǒng)
戶式燃氣中央空調(diào)不同于一般戶式空調(diào)的另一大優(yōu)勢在于它的外機在不影響夏季制冷、冬季制熱的同時能全年提供住宅內(nèi)生活熱水系統(tǒng)，無須設(shè)置專門的熱水系統(tǒng)裝置。
該系統(tǒng)初投資較高，僅一臺室外機費用就較為昂貴。因此，該系統(tǒng)一般僅適用于高檔別墅型住宅。但這種戶式中央空調(diào)方式從適用性、環(huán)保性等方面的總體評價來講將會漸漸成為一種首選的趨勢。
5結(jié)語
總之，戶式中央空調(diào)在我國市場上發(fā)展需求的前景廣闊，我國戶式中央空調(diào)的發(fā)展方向也應(yīng)充分考慮中國住宅建筑自身的特點，開發(fā)出更適合中國國情的中央空調(diào)系統(tǒng)。“健康建筑”是人類對21世紀住宅提出的基本要求，而“綠色建筑”則提出了對室內(nèi)環(huán)境和節(jié)能環(huán)保方面的要求，強調(diào)室內(nèi)環(huán)境要滿足居住者的舒適感、身心健康和室內(nèi)空氣品質(zhì)，這將與暖通空調(diào)專業(yè)對戶式中央空調(diào)研究課題息息相關(guān)。