某大型公共建筑集中空调系统设计

陈伟煌 李司秀

[摘要] 本文基于某大型公共建筑空调系统的设计，分析了空调冷源设置、空调水系统、空调末端和空调节能措施。得出，只有既满足使用方要求，又经济节能的空调系统，才算一个合格的空调系统设计。

[关键词] 空调冷源设置；空调水系统设计；空调末端；节能措施

0. 引言

进入二十一世纪以来，科学技术得到了突飞猛进的发展，生产效率大幅增长，人们的生活质量日益提高。人类生产和生活越来越多地受到建筑室内空调环境的影响，商场、酒店、写字楼、体育馆、航站楼等大型公共建筑都设有中央空调系统，那么提供一个合理的空调系统已经成为空调设计的关键课题。本文将从空调冷源设置、空调水系统、空调末端和空调节能措施等方面，来分析某大型公共建筑集中空调系统的设计。

1. 工程概况

工程案例位于惠州市水口大湖溪新区，是商业、办公、住宅综合建筑群。地下室两层，地上部分：1-6栋为多层商业建筑，建筑高度均小于24米；7栋为高层公寓，其中首二层为商业，3层～31层为公寓标准层，建筑高度为98.5米；8、11栋为高层住宅建筑，其中首二层为商业，3层～31层为住宅标准层，建筑高度为95.5米；9、10栋为高层商用住宅建筑，其中首二层为商业，3层～31层为住宅标准层，建筑高度为95.5米。本工程总建筑面积331243平方米，地上建筑面积194087平方米，地下建筑面积137156平方米。

根据业主要求，1栋+5栋大商业区域、沃尔玛超市区域、电影院区域、KTV区域夏季各设一套中央空调系统，冬季不设空调系统。3、9、10栋小商业内区（内铺）部分夏季设计多联机空调系统，冬季不设空调系统。1～3、5～11栋小商业外区（外铺）部分、7～11栋公寓和住宅塔楼部分预留分体空调土建和电气条件，由二次装修小业主自行设计。

2. 空调冷源及水系统设计

2.1 设计参数

1、室外：（选用地区：惠州市）

参数

季节 干球温度℃ 湿球温度

℃ 大气压力

kPa

空调 通风

夏季 34.1 31.5 27.6 100.32

2、室内：

参数

功能 干球温度℃ 相对湿度 % 新风量

m3/h.人

夏季 夏季

大商场、小商铺 26 50-65 20

餐厅 26 50-65 25

卡拉OK 26 50-65 30

电影院 26 50-65 20

室内设计参数符合节能要求。

2.2 空调冷源设计

系统1：1栋+5栋大商业区域，空调面积 68906 m2，系统总冷负荷：18086 kw，考虑到系统同时使用系数等，系统总装机容量：13716 kw，选用：2台4293 kw（1400RT）的水冷离心式冷水机组和2台1406kw（400RT）的水冷螺杆式冷水机组。

系统2：沃尔玛超市区域，空调面积 12805 m2，系统总冷负荷：3232 kw，考虑到系统同时使用系数等，系统总装机容量：2812 kw，选用： 2台1406 kw（400RT）的水冷螺杆式冷水机组。

系统3：电影院区域，空调面积 4329 m2，系统总冷负荷：1142 kw，考虑到系统同时使用系数等，系统总装机容量：1054 kw，选用： 2台527 kw（150RT）的风冷螺杆式冷水机组。

系统4：KTV区域，空调面积 2000 m2，系统总冷负荷：597 kw，考虑到系统同时使用系数等，系统总装机容量：562 kw，选用： 2台281 kw（80RT）的风冷螺杆式冷水机组。

系统5：3、9、10栋小商业内区（内铺），空调面积 9525 m2，系统总冷负荷：2460 kw，考虑到系统同时使用系数和冷媒管输送长度衰减等，系统总装机容量：2413.6 kw，选用：多台多联空调室外机。

2.3 空调冷冻水和冷却水系统设计

本工程系统1和系统2冷冻水系统满足：

（1）.冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔的容量与冷水机组容量相匹配。

（2）.系统1冷冻水供回水温度分别为6°C/13°C，冷却水进出水温度分别为32°C/37°C；系统2冷冻水供回水温度分别为7°C/12°C，冷却水进出水温度分别为32°C/37°C；系统3和系统4冷冻水供回水温度分别为7°C/12°C。

（3）.系统1和系统2冷冻水系统采用水平主干管同程式和竖向干管异程式供回水管组成；水平管设静态平衡阀，末端设备均由各水平分支管供冷水。系统3和系统4冷冻水系统为异程式。

（4）.空调冷冻水系统采用一次泵末端管网变流量系统，管路采用双管制。在制冷系统的总供、回水管上装设旁通管及压差旁通阀，根据供回水总管之间的压差装置来控制旁通水量，并根据冷量用自动监测流量、温度等参数计算出冷量，自动发出信号，控制冷水机组的启停数量及其对应水泵、冷却塔的启停台数。

（5）.离心式冷水机组和螺杆式冷水机组允许水流量变化范围分别宜为机组额定流量的30%～130%和40%～120%；从安全角度来讲，适应冷水流量快速变化的冷水机组能承受每分钟30%～50%的流量变化率，从对供水温度的影响角度来讲，机组允许的每分钟流量变化率不低于10%。

3. 空调末端设计

3.1 中央空调冷冻水系统空调末端：

（1）.大空间采用全空气低速空调系统，低风速风道送风，气流组织为上送上回。为保证房间人员的新风量标准及过渡季加大新风量，设置新风导入管道及风阀，同时设置机械排风。

（2）.小空间和公共走道区域采用吊装空调器或风机盘管加新风系统，气流组织为上送上回。新风过滤后经过新风空调器处理后，通过风管送入空调房间，同时设置机械排风。

3.2 多联机空调系统空调末端：

多联机空调系统末端室内机加新风系统。同时，结合各个使用功能分区的使用性质、规格及要求，采用暗藏风管式末端。新风机采用有压风管式末端，新风经处理后送入空调房间，同时设置机械排风。

4. 空调节能措施

本工程采用的節能措施如下：

1.合理选用空气调节系统室内设计参数及设计新风量。

2.提高建筑围护结构的保温隔热性能，减少空调采暖运行时的冷热损失。

3.选用低噪音、高效率的各类设备，禁止采用淘汰产品。

4.采用高效率的冷水机组，水冷离心式冷水机组和水冷螺杆式冷水机组其额定工况下的能效比COP值分别为5.75和5.20。

5.采用高效率的风冷水机组，风冷螺杆冷水机组其额定工况下的能效比COP值分别为3.0。

6.本工程空调冷冻水系统1～4输送能效比（ER）分别为 0.0171、0.0187、0.0168、0.0156（<0.0241）。

7.本工程空调冷却水系统1、2输送能效比（ER）分别为0.0152、0.0164（<0.0241）。

5. 结论

集中空调系统的设计不但要满足业主的使用需求、更应该从空调冷源设置、制冷主机选型配置、空调冷冻水系统设计、空调冷却水系统设计、空调末端选型设计和空调节能措施等方面综合考虑比选。只有既满足使用方要求，又经济节能的空调系统，才算一个合格的空调系统设计。

6. 参考文献

1 公共建筑节能设计标准 GB50189-2005

2 公共建筑节能设计标准广东省实施细则 DBJ15-51-2007

3 民用建筑供暖通风及空气调节设计规范 GB50736-2012

4彦启森.空气调节用制冷技术[M]中国建筑工业出版社.1981.

5钱以明.高层建筑空调与节能[M].同济大学出版社.1990.