佛山某商業(yè)綜合體坐落于廣東省佛山市南海區(qū)金融高新區(qū)中央大街以南，屬夏熱冬暖地區(qū)，建筑面積約116635m2，建筑高度為123.5m，屬于一類高層建筑。負(fù)1至負(fù)3層為汽車庫(kù)，負(fù)1層設(shè)有超市庫(kù)房、商業(yè)和設(shè)備房；負(fù)1至地上7層為商業(yè)（其中5至7層為小商業(yè)）；塔樓5至9層為商業(yè)，地上11至21層為辦公用房，地上23至27層為酒店，其中10層和22層為避難層。

一、空調(diào)設(shè)計(jì)

　　01.冷熱源方案分析

　　據(jù)建筑圖與負(fù)荷計(jì)算得冷熱負(fù)荷如下表1：

　　針對(duì)本項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)的使用特點(diǎn)，按商業(yè)辦公、酒店分別獨(dú)立設(shè)置空調(diào)為原則，每個(gè)區(qū)域分別考慮冷熱源比選方案。

　　1)商業(yè)、超市空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　對(duì)于夏熱冬暖地區(qū)，商業(yè)應(yīng)優(yōu)選水冷機(jī)組，商場(chǎng)在各個(gè)時(shí)間段空調(diào)需求差異較大或區(qū)域冷負(fù)荷需求差異較大。不在建筑總負(fù)荷10%——100%范圍時(shí)，采用N大一小或N大兩小配置，定頻機(jī)組與變頻機(jī)組組合的方式，機(jī)組運(yùn)行效率較高。對(duì)于高能效冷水機(jī)組的選型，其換熱器越大，蒸發(fā)器、冷凝器阻力越低。

　　商業(yè)、超市可考慮分設(shè)水冷中央空調(diào)方案與合設(shè)水冷中央空調(diào)方案。

　　當(dāng)商業(yè)、超市分設(shè)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，超市選用兩臺(tái)制冷量415kW變頻螺桿式冷水機(jī)組，總制冷量為830kW，冷水機(jī)組及水泵設(shè)于負(fù)1層制冷機(jī)房;商業(yè)選用一臺(tái)制冷量2461kW定頻、一臺(tái)制冷量2461kW變頻和一臺(tái)制冷量1231kW變頻離心式冷水機(jī)組，總制冷量為6153kW，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行及維修管理，達(dá)到商業(yè)、超市價(jià)值利益的最大化。

　　當(dāng)商業(yè)、超市合設(shè)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，選用一臺(tái)制冷量2813kW定頻、一臺(tái)制冷量2813kw變頻和一臺(tái)制冷量1406kW變頻離心式冷水機(jī)組，總制冷量為7032kW。在一定程度上避免了重復(fù)設(shè)置獨(dú)立的制冷機(jī)房、控制室等增加建筑物的使用面積的問題。

　　考慮到超市營(yíng)業(yè)時(shí)間為9:00-22:00，商場(chǎng)營(yíng)業(yè)時(shí)間為10:00--22:00。商業(yè)、超市分設(shè)系統(tǒng)可獨(dú)立控制及計(jì)費(fèi)，方便管理;可分步投資，超市系統(tǒng)可由運(yùn)營(yíng)單位自主安裝;故而采用商業(yè)、超市分設(shè)水冷中央空調(diào)方案。塔樓5至9層商業(yè)采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，總制冷量為2075kW，室外機(jī)設(shè)于10層避難層。

　　2）辦公、酒店空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　塔樓11至21層為辦公室，工作時(shí)間為8:30-17:30。冷熱源方案一為水冷多聯(lián)機(jī)，方案二為風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)。水冷多聯(lián)機(jī)每?jī)蓚€(gè)房間設(shè)一套25.2kW多聯(lián)機(jī)承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，每層共設(shè)8套；另外每層設(shè)兩套45kW多聯(lián)機(jī)承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷，總制冷量為3207.6kW。多聯(lián)制冷主機(jī)設(shè)于新風(fēng)機(jī)房，設(shè)3臺(tái)循環(huán)水量300m3/h閉式冷卻塔及3臺(tái)流量300m3/h，揚(yáng)程20mH?O的冷卻水泵放置在塔樓屋面。風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)每層設(shè)兩套101.5kW多聯(lián)室外機(jī)承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，另外每層設(shè)兩套45kW多聯(lián)室外機(jī)承擔(dān)新風(fēng)機(jī)負(fù)荷，總制冷量為3223kW。室外機(jī)設(shè)于10層、22層避難層。

　　塔樓23至27層酒店24小時(shí)運(yùn)營(yíng);冷熱源方案一為風(fēng)冷熱泵模塊機(jī)組，方案二為風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)。方案一采用8臺(tái)制冷量130kw，制熱量142kW風(fēng)冷熱泵模塊機(jī)組，總制冷量為1040kW，總制熱量為1136kW;設(shè)4臺(tái)流量45m3/h，揚(yáng)程24mH?O冷凍水泵放置在塔樓屋面。方案二每層設(shè)兩套73.5kW多聯(lián)機(jī)承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，設(shè)兩套45kW多聯(lián)機(jī)承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷，總制冷量為1040kW，總制熱量為1136kW。室外機(jī)放置于屋面。

　　各方案主機(jī)設(shè)備運(yùn)行耗電量按10%——100%不同負(fù)荷率出現(xiàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)，其中年運(yùn)行負(fù)荷比率:100%的負(fù)荷情況占10%;75%的負(fù)荷情況占50%;50%的負(fù)荷情況占30%;25%的負(fù)荷情況占10%。供冷期按180天，供熱期按90天，空調(diào)同時(shí)使用率按80%，電費(fèi)按1.0元/kWh算。現(xiàn)對(duì)辦公樓、酒店的兩種方案分別進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析比較如下表2、表3:

　　由上表2可看出水冷多聯(lián)機(jī)相對(duì)風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)的初投資高，而運(yùn)行維修費(fèi)用低。方案一需設(shè)水源側(cè)冷卻塔和循環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)水源需充足、清潔且需要定期清洗水過濾器從而增加運(yùn)行成本。方案二系統(tǒng)可兼顧夏季供冷及冬季供暖；智能控制程度高，總投資較低，因此辦公推薦使用風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)。

　　由上表3可看出風(fēng)冷熱泵相對(duì)風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)的初投資低，而運(yùn)行維修費(fèi)用高。多聯(lián)機(jī)室外機(jī)采用壓縮機(jī)變頻調(diào)節(jié)且室內(nèi)側(cè)采用直接蒸發(fā)式，部分負(fù)荷時(shí)綜合能效系數(shù)IPLV值較高，使用更省電。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的季節(jié)能效比隨時(shí)間的變化相對(duì)比較小。風(fēng)冷熱泵機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)性較差，系統(tǒng)綜合能效與智能控制程度較低，因此酒店推薦使用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。

　　02.空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　商場(chǎng)、超市空調(diào)水系統(tǒng)采用設(shè)計(jì)溫度為7/12℃的供回水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)溫度為32/37℃的冷卻水系統(tǒng)，采用一次泵末端變流量?jī)晒苤葡到y(tǒng)?？照{(diào)風(fēng)系統(tǒng)中超市、大堂等大空間采用全空氣處理機(jī)組，過渡季節(jié)實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行。商業(yè)區(qū)域采用風(fēng)機(jī)盤管或吊頂式空氣處理機(jī)組。塔辦公及酒店區(qū)域采用風(fēng)管式或四面出風(fēng)式多聯(lián)室內(nèi)機(jī)。

二、通風(fēng)與防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　01.通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1)汽車庫(kù)、超市庫(kù)房設(shè)平時(shí)通風(fēng)兼消防排煙系統(tǒng)，制冷機(jī)房設(shè)平時(shí)通風(fēng)兼事故后通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)量按規(guī)范換氣次數(shù)設(shè)計(jì)。

　　2)配電房等設(shè)平時(shí)通風(fēng)兼氣滅后排風(fēng)系統(tǒng)。

　　3)電梯機(jī)房、水泵房均設(shè)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，垃圾房設(shè)獨(dú)立帶除異味裝置的排風(fēng)系統(tǒng)。

　　4)裙樓預(yù)留餐飲功能的商鋪按換氣次數(shù)預(yù)留土建豎井，豎井內(nèi)設(shè)不銹鋼風(fēng)管。

　　02.防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1）首層大堂、入口中庭和5-7層小商業(yè)單體均采用可開啟外窗自然排煙。裙樓其余商業(yè)、走道或回廊及中庭均設(shè)機(jī)械排煙設(shè)施，每層商業(yè)外墻均設(shè)固定窗。塔樓辦公用房及內(nèi)走道，采用機(jī)械排煙、自然補(bǔ)風(fēng)，排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量按規(guī)范規(guī)定選取。風(fēng)機(jī)置于夾層機(jī)房?jī)?nèi)、避難層或屋面機(jī)房?jī)?nèi)。

　　2）各防煙樓梯間、獨(dú)立前室、合用前室、消防電梯前室均分別設(shè)機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。避難層均設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，并在外墻設(shè)可開啟外窗。風(fēng)機(jī)置于夾層機(jī)房?jī)?nèi)、避難層或屋面機(jī)房?jī)?nèi)。

圖片來源：IESPlaza綜合能源服務(wù)網(wǎng)

三、空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制及節(jié)能設(shè)計(jì)

　　01.空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制

　　機(jī)房群控系統(tǒng)是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的智能化系統(tǒng)集成，能自動(dòng)判斷末端負(fù)荷的變化，自動(dòng)控制設(shè)備的啟停、加減運(yùn)行臺(tái)數(shù)來實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)房的自動(dòng)化高效運(yùn)行。

　　02.節(jié)能設(shè)計(jì)

　　1)優(yōu)化冷卻塔選型與設(shè)計(jì)。冷卻塔盡可能靠近機(jī)房放置，減短冷卻水管的長(zhǎng)度，有助于降低冷卻水泵揚(yáng)程;同時(shí)盡可能選用揚(yáng)程小的冷卻塔。冷卻塔風(fēng)機(jī)采用變頻運(yùn)行增大換熱面積與采用變流量噴灑技術(shù)和不對(duì)稱型布孔方式實(shí)現(xiàn)均今布水，有利于降低冷卻塔進(jìn)出水溫度。

　　2)優(yōu)化空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備選型減少水系統(tǒng)輸送能耗。選用效率大于80%的高效雙吸水泵，電機(jī)能效等級(jí)滿足二級(jí)及以上，并設(shè)變頻調(diào)速裝置?？照{(diào)系統(tǒng)處于部分負(fù)荷時(shí)冷凍水泵依據(jù)供回水溫度變頻調(diào)速運(yùn)行，大幅度減少空調(diào)系統(tǒng)輸送能耗。采用變頻技術(shù)的節(jié)能率越高，投資回收期越短。

　　3)選擇定頻機(jī)組與變頻機(jī)組組合的方式,可以提升空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在冷負(fù)荷較小的情況下，空調(diào)系統(tǒng)可以采用變頻冷水機(jī)組作為主要冷源，依據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整空調(diào)運(yùn)行功率，減少不必要的能耗。

　　4)優(yōu)化空調(diào)水系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計(jì)減少水系統(tǒng)輸送能耗。水系統(tǒng)設(shè)計(jì)最優(yōu)路由，選用低水阻空調(diào)末端、低阻力閥件和避免重復(fù)設(shè)置閥，對(duì)每個(gè)環(huán)路進(jìn)行水力平衡校核;空調(diào)回水管上電動(dòng)比例積分閥接入自控系統(tǒng)，避免部分負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)“大流量、小溫差”現(xiàn)象。

　　5)空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)末端設(shè)計(jì)根據(jù)功能區(qū)進(jìn)行合理布置。通過室內(nèi)溫濕度模塊傳感器監(jiān)測(cè)參數(shù)，調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度、水閥開度及風(fēng)機(jī)頻率;吊柜、風(fēng)機(jī)盤管易實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)控制，末端裝置可獨(dú)立啟停的主要功能區(qū)比例達(dá)90%以上。

　　6)大空間全空氣處理機(jī)組在過渡季節(jié)時(shí)控制器可根據(jù)室內(nèi)外焓差，自動(dòng)調(diào)節(jié)新回風(fēng)比例，以達(dá)到節(jié)能效果。

　　7)設(shè)備選型時(shí)選用高效冷水機(jī)組，名義工的參數(shù)值高于《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》要求，按綠建要求制冷性能系數(shù)比現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值提高一定幅度。

　　8)選用高效節(jié)能的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備，地下車庫(kù)設(shè)一氧化碳檢測(cè)裝置，與排風(fēng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，根據(jù)檢測(cè)值啟閉通風(fēng)系統(tǒng)。

四、結(jié)語(yǔ)

　　空調(diào)系統(tǒng)多種多樣，針對(duì)不同類型的項(xiàng)目，從空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能及可靠性的角度出發(fā)，合理地設(shè)置不同的冷熱源系統(tǒng)和空調(diào)末端系統(tǒng)從而減少對(duì)初投資、空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行、系統(tǒng)維護(hù)等費(fèi)用的影響，對(duì)建筑的能耗尤為重要。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采取相關(guān)節(jié)能措施和節(jié)能設(shè)備、對(duì)系統(tǒng)管網(wǎng)計(jì)算和設(shè)計(jì)精細(xì)化并通過自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行有效的控制，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行，提高能效，為碳達(dá)峰、碳中和出一份力。（文/張有華）