某企业大学空调系统设计

某企业大学空调系统设计

林广都

广东省建筑设计研究院广东.深圳518057

摘要：本文通过某企业大学空调系统设计，详细介绍坡地建筑群空调冷热源选型、水系统、风系统的设计特点，及其项目的节能控制和先进性，供同行参考。

关键词：企业大学；坡地建筑；空调系统；节能控制

引言

在经济全球化潮流愈发汹涌的当下，企业文化竞争力的提升显得尤为重要。企业大学已成为企业文化竞争力创建的极佳平台，是一种以培养企业内部中、高级管理人才为目的企业高等学府。

本项目属于滨海度假区的坡地建筑群，定位高端，对建筑功能、空间和室内品质要求较高，其新颖的砖幕墙立面和室内漏梁设计给项目尤其是暖通专业带来了很大的挑战，本文针对项目特点，通过介绍空调冷源选型，空调系统的设计，尤其是空调系统的节能设计，给大家一些设计参考和建议。

1、建筑概况

本工程总建筑面积5.3万㎡，空调总面积为26340㎡。由主体楼区（教学楼区），综合馆区，招待所区三大部分组成，为含教学、餐饮、会议、宿舍、娱乐等多种功能的坡地建筑群。其中：

（1）主体楼与综合馆以绝对标高40.000为±0.000（平顶层），地上3层，上层高度18.9m，地下5层，地下高度24.5m。，空调面积为20000㎡，设置集中式空调系统，主体楼地下一层主要作车库和设备用房用，其它楼层为培训教学用房，综合馆为体育娱乐用房。

（2）招待所10、11与12栋为独立栋，地上4层，上层高度14.825m，地下层1层，地下层高度3.50m。含主体招待所10栋空调面积共为6340㎡，设置多联机空调系统。招待所各层作为宿舍用房。

3、空调冷热源及设备选择

本工程水机系统空调面积为20000㎡，夏季空调逐时计算总冷负荷3504kW（995RT），总热负荷为1375kW，冷负荷指标为175W/㎡，热负荷指标为67.5W/㎡。

3.1冷源

考虑各区域的同时使用情况，根据业主提供使用功能情况，考虑0.7的同时使用系数，选用2台制冷量为1252kW（356RT）的水冷螺杆式制冷机组，采用一次变频泵变流量系统。在夏季出现极端峰值时，可开启风冷热泵机组与水冷螺杆机组联合供冷。夏季夜间较低负荷时可开启风冷热泵供冷。

本工程招待所采用多联机空调系统。10栋楼总冷量为136.3kW，室外机装机容量为208kW；11、12栋楼总冷量均为366.85kW，室外机装机容量均为621.7W。结合建筑的布局、建筑物性质、规模，大楼设置23套多联机空调系统。

3.2热源

考虑0.7的同时使用系数，选用两台制冷量为458kW，制热量为481kW的模块式风冷热泵机组。制热和制冷共用末端管路，通过阀门切换实现功能转换。

招待所冷负荷远大于热负荷，各多联机系统配置按冷负荷选型。

3.3泳池系统

泳池采用三集一体热泵机组，满足各季节供暖、制冷、除湿机以及新风、排风的要求。

4、空调系统形式

4.1空调水系统设计

（1）空调系统冷冻水供回水温度为7°C/12°C，热水供、回水温度为45/40℃，空调水系统采用两管制异程式。各栋建筑设独立支管，由地下一层制冷机房主管接出，按不同的使用区域设置静态水力平衡阀，以便调节各栋水路的水力平衡。各建筑内竖向采用异程式系统，各层水平管路设静态水力平衡阀。

（2）本工程冷热水系统定压采用闭式定压膨胀罐定压，定压膨胀罐设于地下一层制冷机房。

4.2空调末端

（1）图书馆、羽毛球馆等大空间的空调系统采用一次回风全空气系统。系统采用组合式空调机组，空调机组内设变频送风机和冷（热）水盘管。在新风管上设电动双位调节阀；在空调回水管上设比例积分阀。在夏季和冬季，开启电动水阀，按最小新风比运行；在过渡季，新风阀开至最大，全新风运行。

（2）培训主楼B1层500人大礼堂、中演讲厅地下二层观演厅采用一次回风热回收全空气系统。系统采用组合式热回收空调机组，机组内设变频送风机、排风机、冷（热）水盘管、转轮热回收装置及旁通风阀等。在新风管上设电动双位调节阀；在空调水管上设比例积分阀。在夏季和冬季，开启电动水阀，开启转轮热回收装置，按最小新风比运行；在过渡季，新风阀开至最大，停止转轮热回收装置，按全新风运行。

（3）培训楼、登记接待处、B1层餐厅（甲方要求）、办公室等房间及内走道采用风机盘管加新风系统，系统的新风由设于各层的新风处理机提供，新风过滤并经过新风空调器处理后，直接送入空调房间。

5、节能控制系统

（1）冷水机组台数控制：根据供回水温度以及流量，计算负荷量。将负荷量与冷源容量进行比对，控制制冷主机及其对应水泵、冷却塔的运行台数。传感器设在负荷侧供、回水总干管上。

（2）冷冻水泵变频控制（冷冻水供回水压差恒定控制水泵变频）：取水系统环路中各个最远端支管供、回水管道上有代表型的压力信号，计算压差，控制冷冻水泵频率，维持供回水压差在设置值范围。水泵变频的下限频率为其标准频率的70%。冷水系统台数控制优先冷冻水泵变频控制。

（3）制冷系统采用了水冷螺杆式机组与风冷热泵相结合的配置，在夜间较低负荷的时候开启风冷热泵提供冷水，能有效地适应负荷变化的要求，防止了能源浪费现象。

（4）空调冷冻水统采用变流量控制，根据供回水总管上的压差控制器调节水泵运行的台数及变频频率。

（5）大空间采用全空气系统，采用变新风比焓值控制方式按不同季节调节新风量，在过渡季节可全新风运行。

（6）主要功能房间设置二氧化碳浓度探测器，根据房间内的二氧化碳的浓度自动调节新风比，保证室内空气品质。车库设置一氧化碳浓度探测器，根据车库一氧化碳浓度，自动控制风机开启数量。

（7）人员密集、新风比较大的大空间采用一次回风热回收全空气系统，回收排风余热，全热回收效率不低于60%。

6、工程设计特点及先进性

（1）本工程工程广泛采用变频技术，制冷系统采用变频制冷主机、变频水泵及变频冷却塔，并提供了可靠的变频运行控制策略，实现各设备之间的联控。

（2）新风热全热回收应用：500人大礼堂、观演厅等大空间采用一次回风热回收全空气系统，系统采用组合式热回收空调机组，室外新风先与室内排风经过全热交换进行冷（热）量回收，再经处理后送入室内，回收部分排风能量，热回收效率达到60%以上。

（3）合理选择主机搭配：本项目为企业高管培训中心，根据培训中心平时同时使用率低的特点，选择风冷热泵作为备用冷源，即满足冬季的供热需求，又可与水冷螺杆机组联合供冷，保证夏季极端峰值供冷需求，再则避免水冷机组平时出现“大马拉小车”现象。

（4）空气质量监测系统：主要功能房间设置二氧化碳浓度探测器，根据房间内的二氧化碳的浓度自动调节新风比，保证室内空气品质。车库设置一氧化碳浓度探测器，根据车库一氧化碳浓度，自动控制风机开启数量。

（5）泳池空调系统节能设计：泳池采用三集一体热泵机组，满足各季节供暖、制冷、除湿机以及新风、排风的要求，同时回收冷凝热量，保持泳池水恒温。

（6）合理的水力平衡方式：本项目为各楼栋不完全连续坡地建筑群，按楼栋设置一级平衡调节，楼栋内按楼层设置二级平衡调节，空调风柜与风盘分支路设置，保证各末端设备的水力平衡。

（7）计量系统：本工程中央冷水空调系统采用能量型计量装置，各楼栋供回水主管之间设能量型能量计，根据计费系统自动统计各计量区域的实际空调用量，为中央空调计量和能源管理提供依据。

（8）创新性的漏梁设计：建筑室内方案以创新性的漏梁设计：建筑室内方案以裸梁分隔天花，机电管线均穿梁设计，其中全空气系统区域设置双梁，风管支管平行梁在梁窝内敷设，风盘+新风系统区域预留套管，所有管线穿梁。

（9）本建筑达到国家绿色建筑二星A级标准。

7、结语

（1）本项目是坡地建筑，各楼栋标高关系复杂，系统的划分和路由的规划是前期针对该项目特点必须先理清的内容，否则会引起系统的修改和设计造成较大的阻力。

（2）坡地建筑各楼栋空调水系统的水力平衡很关键，需要重视。

（3）本项目是企业高管培训中心，兼住宿、休闲等功能一体，各部分功能房间不完全同时使用，主机的选型和搭配应结合该项目性质和特点，选择合理的主机冷热源搭配，可有效的避免设备选型过大或空置。

（4）立面采用砖幕墙和室内露梁设计是项目的创新点和亮点，机电与建筑的配合也是难点之一，但利用BIM技术可有效的解决该问题。