合肥市某综合训练馆空调设计

高峰，黄世山 （安徽省建筑设计研究院有限责任公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概况

本综合训练馆项目地址位于安徽省合肥市。训练馆区地上3层，局部设夹层，办公区地下一层，地上5层，建筑总高度23.950m。本工程建筑面积35348m2，是安徽省优秀运动队新的训练场馆，主要功能包括12个训练馆（体操、击剑、举重、摔跤、柔道、武术、拳击、散手、跆拳道、体能等）、一个运动康复中心以及配套用房。

2 冷热源设计

本建筑周边为运动场地和绿化，为室外埋管提供了大片的可利用场地，因此训练馆部分冷热源采用了地埋管地源热泵系统，制冷机房位于地下室。配套办公用房由于与训练馆的使用时间不一致，采用了变频多联空调系统。

2.1 空调室内设计参数(见表1)

空调室内设计参数[1] 表1

2.2 空调负荷(见表2)

空调负荷(kW) 表2

2.3 地源热泵机组容量选择

根据计算负荷，主机站设计两台制冷量为2394kW 的热泵机，其中一台为全热回收机组，另设一台地源热泵热水机组冬季为康复中心提供热水，全热回收机组在制冷季时为康复中心提供生活热水。鉴于训练馆冬夏季使用时间的不确定性，采用过渡季冷却塔形式作为后期不平衡时的补充。

2.4 地埋管系统设计

结合本项目夏季冷负荷高于冬季热负荷，长期运行会损坏土壤的热平衡。本项目按照冬季热负荷并考虑1.05的安全系数，配置地埋管孔数，冷量不足部分由冷却塔提供[2]。根据甲方提供的热物性测试报告，本项目设计120m深的双U地埋管，管径为De32。

地埋管系统设置28个室外二级集分水器，每个集分水器设置5～6个支路，每个支路在井室内安装阀门、温度传感器、压力传感器，通过远程监控系统可实时监测地埋管系统运行状况。地埋管系统的水环路集管全部采用同程连接，埋深地面以下2.0m，并设千分之二的坡度，坡向室外集分水器，从井室内的排气阀排气，避免气堵。

2.5 冷热源方案节能分析

①地源热泵主机夏季制冷时能效比为6.8，远高于节能设计标准规定的4.6。通过设定主机回水温度，夏季制冷时优先使用地源热泵主机从土壤中取能，地缘侧不受室外环境影响，能一直保持主机高效运行。

②2台主机均采用10%～100%无级调节，可根据室外天气和末端使用情况，自动调节主机的运行状态。

③选用扬程及流量合适的循环水泵，输送能效比为0.0149，远低于节能标准规定的0.0241。

④在选用设备节能的前提下，选用最优的系统设计，地埋管系统,及空调系统均采用变流量设计，最大限度的节省能耗。

⑤主机站所有设备、电动阀均采用自动化联锁控制，主机站设置近百个信号采集点，可实现远程监控主机站设备的运行。

3 末端系统设计

3.1 末端水系统设计

空调末端水系统均采用同程设计，有利于整个系统达到水力平衡。空调机组和新风机组冷水回水管上设置电动调节阀，空调机组根据设定的回风温度与监测的回风温度比较值，调整阀门开度，通过调节表冷器的过水量以控制室温。

3.2 末端风系统设计

训练场馆为大空间场所，设计为一次回风系统，可实现在过渡季节全新风运行，节省空调能耗。不同功能训练馆均有层高要求，且为了保证运动员的安全，不允许场馆内有突出物，训练场馆(体操馆除外)均采用上送上回的气流组织方式，体操馆由于使用的特殊性，采用上送下回的气流组织方式。

4 体操馆的除尘设计

①体操馆的空调系统设计不仅考虑满足温湿度的要求，除尘问题也是设计的重点。体操运动员大量使用镁粉。镁粉的主要成分为碳酸镁，由于镁粉粒径小，质量轻，易扬尘造成训练馆内粉尘污染。

设计借鉴最低级别洁净室一般空调的换气次数，体操馆换气次数按8次/h计算。空调机组及过滤风机均设有初、中效过滤段，滤材为无纺布，过滤效率为F6（40-60%比色法）[3]。

②体操馆的气流组织采用上送下回的送风方式。训练馆采用上侧旋流风口送风，回风口布置于训练馆沿外墙及中间的除尘地沟内，回风口设过滤网。上侧送风口均匀布置，空调风直接送至运动员呼吸区域；而含尘浓度高的空气直接进入空调机组和过滤风机进行过滤处理，该送风气流组织形式能有效地抑制粉尘向上漂浮，对二次扬尘有一定抑制作用。

为保证运动员的舒适度，且保证冬季空调效果，冬季风速按人员区不超过0.5m/s设计，夏季风速按人员区不超过0.4m/s设计[4]。旋流风口均布置于体操馆上空，叶片可根据冬夏季调节角度，满足人员区域的风速要求。

③体操馆设计有一套中央吸尘系统。普通吸尘器向体育馆内直接排气，极易造成二次污染。因此对主要产尘的位置设置中央吸尘系统，对粉尘及时清理可有效减少地面粉尘，防止海绵垫吸附粉尘，从源头上减少粉尘产生量。中央吸尘位置主要设置于镁粉盒、运动器械、海绵坑周围。中央吸尘系统的排气口位于室外远离场馆位置，有效避免了粉尘气流回流。

5 自动控制系统

①中央空调系统空调水和地埋管水均采用变流量系统。首先，空调机组和水泵为一一对应联动控制。当机组水温达到设定温度后，先停压缩机，再关闭对应的电动阀和地埋管循环泵或冷却泵，当机组水温降低到设定温度后，先开压缩机，再开对应的地埋管循环泵或冷却泵和电动阀。

②机组可以根据需要，设定优先使用地源管或者冷却塔。

③所有水泵均采用变频控制，根据冬夏季空调水和地埋管水温差情况合理设定水泵运转频率。正常运转时，水泵满载50HZ温差5℃，当温差小于5℃时，水泵自动降频运行；反之升频自动运行调整，水泵最小运行频率不小于30HZ。

④空调机组和新风机组冷水回水管上设置电动调节阀，空调机组根据设定的回风温度与监测的回风温度比较值，调整阀门开度，通过调节表冷器的过水量以控制室温。

⑤体操馆过滤风机入口设含尘量检测装置，根据所测定的回风含尘浓度来决定过滤风机的启停。

⑥空气处理机组及除尘过滤风机的过滤器均设压差报警装置，根据压差报警信号及时清理过滤器。

⑦空调机组新风管设电动调节阀，设定空调季和过渡季两种阀门开度。根据空调机组进出风温度差值，变换阀门两种状态，以适应过渡季和空调季对新风的不同要求。

6 结 语

本工程2013年12月竣工,2014年1月开始试运行,效果良好，基本达到设计要求。

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]GB50366-2009，地源热泵系统工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3]黄世山，高峰.某体操训练馆通风及空调系统设计[J].安徽建筑，2013（4）.

[4]JGJ 31-2003，体育建筑设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.