湖北宜昌某购物中心水环热泵空调系统设计

石玉香

（南京交通职业技术学院，江苏南京211118）

湖北宜昌某购物中心水环热泵空调系统设计

石玉香

（南京交通职业技术学院，江苏南京211118）

介绍了某购物中心空调冷热源、风系统、水系统、消防防排烟系统及保温自控系统，阐述了水环热泵系统的具体应用。

空调；风系统；水系统；水环热泵

0 引言

随着现代生产力的发展，人们对生活的要求越来越高，对购物的舒适度和观赏性也提出了更高的要求，综合性购物中心得到了更快的发展。此类购物中心不同于以往的大面积商场，它是由更多的小单元组成，所以空调的形式也相应发生了变化。

1 工程概况

此项目总建筑面积约14万m2，项目包含体验式水景购物中心、超星级酒店以及5A写字楼，是以水文化为主题的娱乐购物中心。以下介绍的是-1F~9F的购物及餐饮部分的空调设计。此商业部分建筑面积为32587m2，冷负荷7332kW，冷负荷指标225W/m2，热负荷3659kW，热负荷指标113 W/m2。

2 设计参数

2.1 空调室外设计参数

夏季：空调干球温度35.6℃，空调日平均温度31.1℃，通风计算温度31.8℃，湿球温度27.8℃，平均风速1.5m/s，相对湿度66%。

冬季：空调干球温度-1.1℃，通风计算温度4.9℃，平均风速1.3m/s，相对湿度74%。

2.2 空调室内设计参数

商店：夏季25~27℃，小于等于65%，0.25m/s；冬季17~19℃；新风量20m3/（人·h）。

餐厅：夏季24~26℃，小于等于65%，0.25m/s；冬季19~21℃；新风量30m3/（人·h）。

3 空调系统设计

3.1 冷源和热源

此购物中心不同与一般的大型商场，各个商铺和餐饮比较分散，传统的中央空调系统不适合，故采用水环热泵空调系统。水环热泵位于各商业单元内，由用户自行启停和控制温度。此系统有如下优点：

（1）水环热泵所用的电费直接通过各家的电表直接反映出来，解决了计量及收费的问题，不会形成浪费。

（2）使用起来方便灵活。个别机组出现故障，维修时间短，影响面较小。而且维修费用不用大家平摊，谁使用谁出钱，不产生矛盾。

考虑到该购物中心附近有市政管网，故该工程的制热设备选用汽-水换热器。

图1 五层部分风管布置图

图2 空调水系统图

图3 五层部分水管布置图

3.2 空调风系统设计

餐饮和商场人流量较大，新鲜空气的多少对人们的健康有直接的影响，因此在吊顶内设置新风机。室外新风从建筑外墙上层百叶风口或风井吸入后，经过机组进风口处的粗效过滤器处理后进入新风机组内进行热湿处理，然后通过新风管送入房间内。各商业单元均采用上送上回气流组织，送风口为直片式散流器，回风口为格栅回风口（带滤网），通过回风箱与机组相连。出于节能的目的，采用天花板回风口回到整体式水环热泵，在过渡季节采用全新风运行。为了防止空调房间的正压过大，能把相应的回风排出去，新风抽进来，设置排风系统，采用水平排风管路集中后统一排入竖井，由六楼屋顶的风机集中抽出排放的机械排风方式。此排风系统按新风的80%计算，兼做消防的排烟风道。

3.3 空调水系统设计

空调水系统选择闭式、同程、双管制、一次泵变流量系统，夏季水环热泵进出水温度为32℃/37℃，冬季进出水温度为20℃/15℃。水环热泵空调水夏季通过位于6层裙房屋顶东北角的3台闭式循环冷却塔散热，冬季通过位于地下三层的2台板式换热器换热。水处理方面采用旁流水处理器，该设备是在原有的全流式水处理器的基础上开发的新一代产品，除了优良的除菌灭藻功能，防止垢的形成外，还抑制了管道的腐化，增加了系统使用寿命，达到设备防腐的效果。采用位于8层裙房顶层的高位水箱做定压补水装置。空调循环水泵采用卧式端吸变频泵三用一备。

3.4 消防防排烟系统

所有不符合自然排烟的区域及超过20m的内走道均设机械排烟系统，排烟量按60m3/（h·m2）计算，中庭设机械排烟系统，排烟量按6次/h计算，边沿设置1m高挡烟垂壁，挡烟垂壁由不燃材料制作。

不符合自然排烟的排烟系统与排风系统合用，平时作为排风系统使用，火灾发生时打开排烟风口，同时由防烟防火阀关闭排风管路，排烟排风机转至高速用于排烟。

防烟楼梯间及消防电梯前室均设置机械加压送风系统，地上地下共用送风系统的防烟楼梯间及合用前室采用常闭多叶送风口，防烟楼梯间地上地下共用送风系统，送风口采用多叶加压送风口，楼梯间正压送风量24000~38000m3/h，消防电梯前室正压送风量20000~24000m3/h。

3.5 其他相关设计

3.5.1 保温

夏季水环热泵进出水温度为32℃/37℃，冬季进出水温度为20℃/15℃，所以其室内部分可以不保温，但室外部分（包括商业走道）需要保温。其保温材料和粘结剂应为不燃或难燃材料，根据表1进行保温，所有阀件及软接头等设活动保护壳。风管若采用离心玻璃棉板材作保温时，风管底部及两侧应采用保温钉，其密度不小于15颗/m2。

冷热水泵，换热器及冷热管道上的集水器、阀门、水过滤器等均需保温，保温材料应用所连接的管道保温材料一致，厚度不小于下表中的最大厚度，保温应美观，不影响运动部件的活动，并能方便拆洗和维护。室外明露保温管道增设0.3mm镀锌钢板保护层。

3.5.2 自动控制

空调系统为了提高空调精度，避免过冷过热节约能源，空调自控采用数字式监控系统（DDC）。

新风处理机回水管上设电动二通阀，楼宇自控系统根据室内温度调节阀门开度，新风风阀与风机、水阀连锁控制，停风机时自动关闭新风阀和水阀。通风机入口过滤网设置压差报警装置，当灰尘较大需要清洗时，报警装置报警。

水环热泵进出水口、换热器进水口均设电动二通阀，楼宇自控系统根据空调供回水温度启停冷却塔、热交换器、空调循环水泵等。空调水泵均采用变频泵，由供回水压差调节水泵的供电频率来改变水泵的流量，从而实现节能运行。

表1 管道保温

4 结语

水环热泵本身就是节能的产品，它省去了繁杂的冷冻水系统，节省了机房面积。使用后每平米用电量为294kWh，比全空气系统每平米用电量363.8kWh节省了电量，此套系统在该购物中心达到了业主对空调效果的要求，为业主节省了空调费用，值得我们大力推广。

[1]李翔.革飞，等.某大型商业建筑通风空调设计[J].制冷与空调，2012，（02）：52~57.

[2]邓剑云，等.合肥某商场暖通空调设计[J].建筑热能通风空调，2013，（07）：96 ~98.

[3]唐丹.广州纺织博览中心水环热泵空调系统设计分析[J].暖通与空调，2011，（07）：16-18.

Design of Water Loop Heat Pump Air Conditioning System for a Shopping Center in Yichang Hubei

SHI Yu-xiang
（Nanjing Communications Institute of Technology，Nanjing 211118，China）

This paper introduces the application of water heat pump system in a shopping center，which is a cold and heat source，air system，water system，fire control and smoke extraction system.

air conditioning；air system；water system；water loop heat pump

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2015.06.022

TU831

B

2095-3429（2015）06-0081-03

2015-10-28

修回日期：2015-12-28

石玉香（1975-），女，河南人，研究生硕士，副教授，研究方向：制冷空调。