空调的负荷特性一定的空调系统模式与一定的空调对象的特性相联系，住宅建筑有别于过去空调技术所服务的其它建筑，其负荷分布具有自身明显的特点。我国人口众多，土地资源日趋紧张，在今后相当长时期内居住建筑仍将以高密度住宅形式为主。本文基于高密度住宅形式讨论空调系统的设计问题。
以户为尺度考察住宅空调系统的特点主要表现为使用时间和使用数量具有强烈的随机性特征。这些随机性受到家庭人员构成、职业性质、经济水平、生活习惯等因素的影响。如有些住户一般不启用空调设备，只有在气候非常炎热和非常寒冷时才启用，而且只是傍晚下班后和夜间睡眠时才启用，还要尽量压缩启用的数量。而有的住户则对空调设备/系统有较强的依赖性，气温稍高或稍低就启用空调设备，开启的时间长而且数量多。对每家住户而言，都根据自身的情况形成一定的使用规律。
以住宅小区为尺度考察空调设备使用数量的随机性特征服从于贝努里分布，据此可计算出住宅小区在设计工况下空调设备的同时使用系数。但仅关注设计工况还不够，系统分析时应掌握全天的使用情况。根据笔者的调查，空调设备/系统的使用时间通常可分别以4个时段考虑。
（1）07时段，属夜间睡眠时间，运行时间流体机械长，使用数量较多，一般居民会有2个房间同时使用，同时使用系数占全天的第2位；（2）712时段，上午气温相对凉爽，同时也需要通风换气，即使家中有人，此时段一般也不启用空调设备，使用率在全天中最低；（3）1218时段，下午室外气温最高，此时多数家庭成员在外工作。但家中有人通常也会开启空调设备，同时使用系数在全天中占第3位；（4）1824时段，此时段内，房间内空气温度往往达到最高，人员又最多，因此开机数量最多，使用房间数可达到3个左右，同时使用系数全天最高。
同时使用系数的大小还受到室外气温的影响。即在保持不同时段的同时使用系数相对大小不变的趋势下，对应不同的室外气温，同时使用系数的值不同。以室外日平均气温t作为室外气温的代表值。在夏季把t分为三类，分别对应着适宜、热、炎热三种状态。即当t<25e时，一般仅中、下午温度高，最高达到30e，而上午和夜间均较凉爽，空调设备开启率很低，仅下午稍高。
住宅空调的最显著特征是负荷分布的极大离散性。低负荷运行占据了主要时段，因此采用的空调系统模式必须具有优良的负荷跟随性，住宅处于在低负荷状态时，要求系统仍能保持较高的能量利用效率。
把水源热泵与小区集中空调划为同一个系统，是因为水源热泵有集中的冷却水输送系统，从系统形式上与小区集中空调的冷冻水输送系统相当。可以认为，系统的结构形式只有冷量的生产，而不存在冷量的传输；ò类、ó类系统都存在冷量的生产和输送两个环节，不过二者的规模大小不同，导致性能差异悬殊。
运行能耗的比较分析仍以制冷系数作为运行能耗的比较参数。鉴于住宅空调负荷的分布特性，能耗分析不仅要比较满载工况更主要的是比较部分负荷工况。与传统意义以及ARI550标准的部分负荷的含义不同，此处部分负荷工况指的是在室外气候参数不变时，空调负荷发生变化（如房间开启数量改变），制冷系统通过能量调节与之适应时的状况。而不是室外气候参数改变，制冷系统工况条件变化导致制冷系数改变的情况。
由于冷却水和冷冻水系统的能耗占压缩机能耗的20%24%，当它不能随负荷的变化而减少时，在低负荷情况下就构成了整个系统的主导影响。因此，实际工程中应避免单机长期处于50%以下负荷运行。
-K变化曲线由此，在冷水机组选型时，应注重台数间负荷的大小配置。负荷不应均匀分配，必须结合住宅的空调负荷特点，至少设置一台小负荷机组，满足在适宜和热气候条件下白天低负荷运行的要求，负荷按不大于设计负荷的10%配置。由于主机台数不会太多，有时小负荷机组仍可能出现在较长时间内负荷低于50%的情况。此时，冷却水和冷冻水系统变流量运行就很有必要。
另一种提高运行经济性的有效方法是采用蓄冷系统。在冷量的生产和冷量的需求之间建立一个缓冲器和贮存器，使冷量的生产不受空调负荷急剧变化的直接影响。冷水机组可以在夜间低电价时段满负荷运行。毫无疑问，冷量生产过程中机组总体效率的提高和运行电价的降低，运行的经济性将有显著提高。冷量输送系统可以灵活配置，水泵台数可适当增加，而不受冷水机组台数的限制，以适应不同的负荷要求，避免流量过剩。蓄冷系统还可以减少空调系统夏季高温期间对城市电网的强大负荷冲击。社会效益也十分显著。水源热泵系统提高效率的方法是改善集中冷却水系统的设计。冷却塔的选择和冷却水泵的配置与冷水机组选型的方法及原则相同。
结论（1）对于高密度住宅小区，所讨论的几种空调模式中运行能耗最少的是集中供冷系统，家用空调器和变冷媒流量热泵型空调系统次之，而户式中央空调最高。
（2）影响运行费用最主要的因素是制冷机的制冷效率。输送系统的能耗只是在单台机组的低负荷时（低于50%）对总体效率产生显著影响。
（3）为保证集中式供冷系统泠水机组高效率优势的发挥，在系统设计时应尽量避免单台机组的低负荷运行。单台机组不宜降到50%负荷下运行。根据住宅负荷特性，应配置一台小负荷机组满足占总运行天数74%的日平均气温<30e的时间内白天低负荷运行时段的需求。负荷按不大于设计负荷的10%配置。机组台数根据负荷总量的大小可选为34台，机组的冷量配置应构成冷量供应梯级为15%25%.
（4）集中式系统便于自然能源及余热废热的利用，也便于空调冷凝热的回收利用。而其它两类系统均不具备此条件，仅能在冬季吸收空气热量。在有自然能源及余热废热利用的场合，集中式系统的优势更加突出。
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