产业园区的空调系统方案

2020-12-24葛子勤合肥高新建设投资集团公司安徽合肥230088

安徽建筑 2020年3期

葛子勤（合肥高新建设投资集团公司，安徽合肥 230088）

1 引言

随着社会的快速发展，大多数城市为促进产业发展、推动区域经济增长、提高区域创新能力，相继建设各类型产业园区。产业园区建设一般遵循“统一规划、统一征地、分期实施、滚动发展”的原则，分期建设、分步开发，存在开发周期长、招商变动大的问题。近年来，产业园区的规模越来越大，功能要求也越来越齐全，除了科研办公、产品展示、中试厂房、检测试验等办公需求外，商业配套、厨房餐饮、游泳健身、会议接待等生活服务需求也突显出来。由于产业园区功能的全面性及复杂性，对各专业的要求相应提高，其中，如何选择合理的空调系统方案尤为重要，需在设计时综合考虑，重点把控。

2 现阶段适用于大部分产业园区的空调系统方案

产业园区空调系统方案多种多样，选择时需要根据项目具体情况具体分析。如项目有余热或者废热可以利用时，可采用溴化锂吸收式冷水机组供冷和供热；如有天然地表水等资源可供利用，或者有可利用的浅层地下水且能保证100%回灌时，可采用地表水或地下水水源热泵空调系统供冷和供热；当周边有充足的地面可供埋管时，可采用地埋管地源热泵系统供冷和供热；当建筑全年需要空调长时间供冷和供热且常年有稳定的大量余热时，可采用水环热泵空调系统；当工程所在地区执行峰谷电价且电价差较大的区域，在论证确实可以获得经济效益时可以选择冰蓄冷或水蓄冷空调系统[1]。以上所述空调系统方案需根据当地的能源条件、价格政策等具体分析确定，不具备普遍适用性。

现阶段适用于大部分产业园区的空调系统方案常见有四种：锅炉/市政热源+冷水机组、风冷热泵系统、变制冷剂流量多联机空调即VRV系统以及分体式空调。

以下简要介绍以上四种空调系统方案的概念。

方案一：锅炉/市政热源+冷水机组。冬季采用锅炉或市政热源供热，夏季采用制冷机组供冷，空调末端通过水循环带走室内负荷，末端形式可以为风机盘管或全空气处理机组。

方案二：风冷热泵。通过热泵夏季将室内热量转移至室外空气，冬季吸收室外空气的热量通过热泵提升后向室内供热，室内末端形式同方案一。

方案三：多联机。通过制冷剂循环夏季将室内热量转移至室外，冬季将室外热量转移至室内，室内末端通过制冷剂蒸发换热，末端形式同家用空调室内机，可以有四面出风嵌入式、风管天井式等多种形式，室内机与室外机为一拖多形式。

方案四：分体式空调。原理同方案三，区别在于室内机与室外机为一拖一形式。

3 产业园区的空调系统方案选择需考虑的因素

3.1 建筑外立面效果

21世纪前，办公楼多采用分体式空调（方案四），使用灵活，初投资低，但分体式空调对外立面影响较大，美观性较差，故现阶段的产业园区大都采用中央空调系统（方案一至方案三）。但园区内设置的值班室、监控室、消防控制室、电梯机房等需要24小时空调的这些功能房间会优先考虑分体式空调。

3.2 占用建筑空间情况

方案一地下室需要设置制冷机房和锅炉房/换热机房，占用较大的建筑空间，当产业园区地下室面积较大，有条件设置机房时，可优先考虑方案一，机房的位置宜设在冷热负荷的中心[1]。方案二热泵主机可置于屋面上或室外绿化地带，无需专用机房，当地下室无条件设置方案一的机房时，可优先考虑方案二；当主机置于屋面上时，需要统筹规划主机的位置，避开种植屋面或者乒乓球、足球等运动场地；当主机置于室外绿化地带时，也需和景观紧密配合，利用景观遮挡主机，以免突兀，破坏景观。同方案二，方案三多联机室外机也可置于屋面或室外绿化地带，无需专用机房，外机置于屋面或者室外绿化地带时需核算室内机室外机高差、接管总长度，机组能效需满足规范要求[2],不同于方案二的是，多联机室外机还可以置于每层建筑的设备平台，当每层有空间设置设备平台时，可优先考虑方案三，此时接管短，机组制冷/制热量衰减小。

3.3 分户计量需求

产业园区内入驻企业相对较多，每个企业对于办公的面积需求不一，故园区内整栋楼为一个企业、整层楼为一个企业，一层楼分好几个企业的情况都很常见，空调系统往往需要分户计量。水系统（方案一和方案二）分户计量方式可以采用面积计费、能量表计费、软件计费，但是计费系统复杂、造价高、灵活性差。而氟系统（方案三）自带集中控制与分户计量软件，可以做到分户、分室内机计量，计费系统简单可靠。故产业园区如前期出售招租不明，后期根据需要分割出租或者出售的情况下，一般优先考虑方案三。

3.4 舒适性

上述介绍的方案中方案一舒适性最高，方案四舒适性最低，方案三舒适性较低，方案二舒适性介于方案一和三之间。方案一制冷制热基本不受环境温度影响；方案二供热时受室外影响大，冬季需要除霜；方案三和方案四均受气候条件影响大，极热极冷天气下效率低，随室外环境温度升高/降低，制冷/制热能力相对衰减，冬季制热需频繁除霜，制热效果差。且方案四送风射程有限，离内机较远区域空调效果较差。

3.5 初期投入及运行费用

方案一冬季采用燃气锅炉或者市政热源均需要开户费，初期投入需一次性到位；方案二无开户费，初期投入也需一次性到位；方案三也无开户费，并且可以分批建设、分期投入，但初投资相对较高（国内外品牌价格差异较大）。方案一满负荷时能效高、运行费用低，但部分负荷运行时仍然需要开启大主机，运行费用高；方案二采用模块化机组时可根据负荷情况调节模块数，部分负荷时运行费用介于方案一、三之间；方案三部分负荷时运行效率高、运行费用低。采用方案一时，需落实项目所在地有市政燃气或热源并提供燃气压力等相关参数。如产业园区企业入驻率较低时，可优先考虑方案三。

4 产业园区特殊功能用房的空调系统解决方案

4.1 高大空间（报告厅、多功能厅、会议中心）

产业园区考虑办公人员会议需要，会配套报告厅、多功能厅、会议中心等功能空间。此类空间一般设计高度较高，通常两层挑空，为充分发挥其使用功能，创造更好的室内环境，合理选择空调系统尤为重要。如空调系统采用水系统（方案一、二），末端可采用空气处理机组，室内为全空气系统，风口可采用旋流风口，冬夏季能通过调整风口角度，以达到最佳的送风效果，舒适性较好；但空气处理机组需设置专用的空调机房，占用一定建筑空间。如空调系统采用氟系统（方案三），可以使用屋顶式风冷空调机组，该机组可集室内机、室外机于一体，直接放置于屋面，无需设置专用机房，节省建筑空间，室内也为全空气系统，同方案一、二；或者采用高静压风管天井式室内机+新风系统，室内末端采用高静压室内机接旋流风口，室内机直接吊装在高大空间内，也无需机房，但室内噪音较大，舒适性较差。

4.2 商业门面、便利超市

产业园区为了办公人员生活便利，楼栋首层会设置商业门面、便利超市等，这些区域的特点是面积不大，独立经营，空调系统一般要求独立自主，独立计费。此类房间一般采用分体式空调或者多联机空调系统。如果商业门面规模较小，一层室外有绿化地带可以放置分体式空调室外机机位时，可优先考虑分体式空调，使用灵活，初期投资低。如果规模较大时，可采用多联机空调，室外机可置于室外绿化或者裙房屋面。当商业门面属于长条形的房间，还可采用模块化风管送风式空调机组，室内机与室外机为一拖一形式，室内机机外静压比普通室内机大，可接较长风管，送风至各空调区域，效果更好。

4.3 室内游泳池

现在很多产业园区内也开始配设室内游泳池，让办公人员工作之余可以强身健体，释放压力。营造一个良好的游泳环境，一定程度上依赖于游泳池的空调系统设计。室内游泳池根据规范要求，第一要求恒温，包括池水恒温（26℃～28℃）和室内空气恒温（28℃～30℃），第二要求是恒湿（55%～65%）[3]。如果温湿度控制不好容易造成使用人员身体受损及建筑霉变，故保持室内游泳池的恒温恒湿状态非常重要，目前设计采用较多的是泳池三集一体恒温除湿热泵机组，三集一体是指具有泳池水加热、泳池空气除湿、室内空调三样功能集于一体。此机组利用除湿热泵运行过程中回收的池水表面蒸发的水蒸气热量保持室内空气恒温恒湿和池水恒温，达到节能的目的。机组室内机与室外机通过冷媒管连接，室外机放置于屋面，室内机放置于泳池周边空调机房内，室内机自带新风处理、排风系统，室内采用全空气系统，末端风口可根据泳池规格尺寸及高度采用喷口或者旋流风口，送风至室内泳池，达到降温除湿的效果。由于游泳池上部空间很高，考虑冬季热损失较多，一般设置地板辐射采暖加以辅助，以提高冬季的舒适性。

4.4 数据机房

产业园区因为智能化和楼宇自控需要一般会配设数据机房，数据机房对温湿度及空气洁净度的条件敏感，过高或过低都会影响电子元件的使用寿命和性能，空气洁净度不良会造成短路、接触不良或者影响计算精度。数据机房分为A、B、C三类，A、B类温度控制为23±1℃，湿度为40%～55%，C类温度为18℃～28℃，湿度为35%～75%。A、B级主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5m的尘粒数，应小于18000粒[4]。数据机房内基本无人员，潜热散热很小，设备、机柜散发显热量很大，故显热比很高。设备密集的区域发热量集中，为使机房内各区域温湿度均匀，而且控制在允许的基数及波动范围内，就需要有较大的送风量（换气次数高达30～60次/小时）将余热量带走。机房内设备散热属于稳态热源，全年不间断运行，故需要空调常年制冷。基于数据机房对空气的温度、湿度、洁净度、气流分布等各项指标有很高的要求，故目前设计中采用安全可靠运行的专用机房精密空调来保障。机房空调按照冷源形式不同，可分为风冷型、水冷型及双冷源型。按照其架构不同可以分为房间级制冷、机柜级制冷及行级制冷。产业园区内数据机房一般为C类，冷源形式一般采用风冷型，架构采用房间级制冷，根据房间内热量的发源及分布特点，送回风方式可采用下送上回、上送上回、上送侧回、侧送侧回。机房内空调送回风通常不采用管道，而是利用高架地板下部或天花板上部的空间作为静压箱送回风，使送风均匀。风冷型室外机置于屋面或者设备平台。其余大型的A、B类数据机房采用水冷型或者机柜级制冷、行级制冷，此处不做具体介绍。