大江户温泉物语暖通设计中热源系统及浴区通风系统的应用探讨

黄健民

（上海千硕建筑设备技术有限公司， 上海 200080）

1 项目概况

该项目位于上海宝山区，为一单体建筑，地上2 层，地下一层。总建筑面积9600m2，地上9000m2，地下600m2。整个项目为一个纯日式风格的人工温泉馆，该项目为含结构改造的装修项目。馆内一楼设有为接待大厅、鞋柜区、收银大厅、浴服发放回收区、儿童游戏区、美容区、售卖区及男女浴区和后勤办公区域。二楼设有休息大厅、汗蒸岩盘区、榻榻米休息区、厨房、日式烤肉、轻食简餐一条街、按摩SPA 区、客房区、麻将娱乐区、水吧等。

2 空调负荷设计

2.1 空调负荷设计

本项目夏季空调设计冷负荷为1550KW，冬季设计热负荷1000KW，地暖采暖热负荷440KW。

2.2 空调系统设计

由于项目是上海租赁项目，租赁成本极高，并且馆内功能较多，在经营的时间点有很大的区别，全年的冬季和夏季在客流上有很大的差异，故采用灵活调配性极强的VRV 变频多联机加新风系统。冬季部分面积采用地暖采暖，故按夏季冷负荷计算VRV 变频多联机系统容量。VRV 变频多联机135KW一台，130KW 三台，112KW 四台，96KW 四台，78.5KW 三台。馆内室内机多采用便于后期维护的四方向嵌入机，一些有特殊造型及高挑空区域则采用隐藏式天花机及高静压机型。

附表一 本项目室外参数设计（上海市）

附表二 本项目室内参数设计

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3 热源系统设计

全部热源系统有真空热水机组系统、生活热水系统、换热系统、二氧化碳冷媒空气源热泵热水机系统4 个系统组合而成。（见附图二）

附图二 热源系统图

3.1 真空热水机组系统

整个场馆选用3 台90 万kcal/h(1050KW) 超低氮真空热水炉，图中编号10，采用并联方式连接，2 用1 备，也可3 台同时启动。每台炉子都有2 路100%不锈钢换热盘管，一路是专供生活热水及浴区的热水供应，另一路是专供地暖及浴池保温用换热，这样的100%换热盘管的配置最大限度的利用了真空热水炉的换热量。

在冬季地暖及洗浴都是高峰值的时候，通过提前开启地暖换热系统，100%的热量供给地暖来提升房间温度。地暖系统处于稳定工作状态后，在进入客流高峰后，又可以100%把热量提供给淋浴用等生活热水。

既节约了了前期的初投资，也节省了投入2 套（生活热水及换热设备）设备的机房占用面积，而且由于选用的是超低氮真空热水炉，负压安全，且采用不锈钢管道炉膛内直接热传导，无需经过二次换热，换热系数高，环保安全，符合城市节能环保要求。

3.2 生活热水系统

由一次侧热水循环泵、二次侧热水回水循环泵、8 吨承压热水储水罐等设备组成生活热水循环系统，由该系统来提供全馆所有热水供应。根据满负荷运行选定一次侧选定闭式不锈钢水罐和真空热水炉之间连接的换热用循环热水泵，根据每小时客流100 人计算出闭式热水罐容积8 吨，热水回水循环泵选定2 台，一备一用。热水储水罐出水温度设定在60 度，当罐体温度达到60 度时，控制真空炉的启停。系统可以根据客流大小即开即用，无需贮备过多热水，浪费能耗，并且热损失也很少，对运营成本开支有很好的帮助。

3.3 换热系统

换热系统由2 部分组成，一路是地暖换热，一路是浴池保温用循环换热，设备编号4、5、6、7、8、9。和真空热水炉一次侧循环泵流量根据地暖板换换热量和浴池保温换热量的流量计算得出，二用一备，也可以三台同时工作。2 路控制都是根据2 次侧回水温度来调整一次侧进水比例型电动三通阀的开启度。本项目由于浴池换热系统的板换及三通电动阀不在本次设计范围内，故系统图中未有列出该部分内容。

3.4 CO2冷媒空气源热泵热水机

该项目在真空热水炉的系统运行一年后又增加了2 台二氧化碳冷媒空气源热水机，该系统作为生活热水系统的补充。选用2 台30KW～480KW 制热量的设备和一个过渡辅助闭式热水罐4 吨。该系统是通过压缩压缩二氧化碳，转变成高温二氧化碳，在和水进行换热产生热水，由于制造热水的主角是空气，电力变成辅助的配角，极大地降低了能耗。而且在外界温度低于-20℃的情况下，也能正常出80℃的热水，但由于目前该设备还没有大功率机型，只能作为辅助设施进行设计使用。

考虑上海地区的大型温泉馆有冬季旺夏季淡的现象，所以该设备在冬季高负荷运行的情况下，小功率设备并不能体现出它节能的优势。但是在夏季客流只有冬季三分之一的情况下，这2 台设备可以在晚间谷时段客流很少时，把8 吨和4 吨的储水罐的水加热至60 度以上水温，同时段和使用燃气相比，成本相对可以减少三分之一的量，对于夏季营业额减少，运行成本并没有大幅度降低的一万平米的大型温泉馆来说，意义是巨大的。

2019年夏季7月和8月安装该系统和2018年7月和8月未装该系统的同期数据对比，在客流基本差不多的情况下，燃气费合计减少4.9 万元，电费增加了2.0 万元，实际节约的2.9 万元（见附表三）。从表中可以看出在人数稍有增加的情况下，实际费用是在下降的，按照这个数据，可以推算出投资成本在2年半左右可以全部回收。

附表三 本项目2018年7月8月与2019年7月8月运营成本对比

4 浴区新排风设计

4.1 新风设计

大型浴场的新排风效果会直接影响浴区客人的体验感，新风不建议直接送入浴区，不能有直接吹风感。特别是冬季，送风口很容易结露滴水，而且浴区直接导入新风，由于新风出风温度不会太高，很容易产生雾气。如果再进行一次预热，运营成本又会过高。该工程在属于南方地区，于是先通过把新风送到浴区外更衣室及大厅，在通过旁通接入浴区，开启浴区单独排风后，形成负压，通过旁通补入更衣室及大厅和室温差不多的风，这样既解决了直接吹风感，也基本解决了新风温度过低而产生的结露问题。

4.2 排风设计

该项目的浴区排风量根据浴区实际容量计算，结合国内和日本的规范以及实际的运营经验，给出了7 次/h 的换气量。浴场的冬季和夏季的实际换气需求是不一样的。在冬季需要加大循环量，而夏季则可以适当减少一些循环量。在风机设备的选型上采用的6 比4 的比例选用了一台主风机（60%的风量），4 台壁式排风扇（40%的风量），来灵活调节浴区在不同季节的开启比例。

附表二 本项目通风换气次数

5 结论

该项目地处上海市中心地带，有大量的城市客源，淡旺两季有明显的季节差异，所以在系统选型和使用功能上要充分考虑到这两点。该项目启动后，经过多方论证选用目前的VRV 多联机系统加新风系统，以及真空热水机组系统，辅助配套二氧化碳冷媒空气源热水机。该系统在经过3年的实际运作后，也验证了当初选用该系统的正确性，目前客户的反馈基本良好。该系统前期投资可能略高，但在3 至5年的使用过程中，通过可灵活调配的方式，所产生的节能效果是显而易见的。对于长时间的租期的客户，提供一套即节能又可以长期达到环保要求的产品是务实的。