合肥市某綜合訓(xùn)練館空調(diào)設(shè)計(jì)

高峰，黃世山 （安徽省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概況

本綜合訓(xùn)練館項(xiàng)目地址位于安徽省合肥市。訓(xùn)練館區(qū)地上3層，局部設(shè)夾層，辦公區(qū)地下一層，地上5層，建筑總高度23.950m。本工程建筑面積35348m2，是安徽省優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)隊(duì)新的訓(xùn)練場(chǎng)館，主要功能包括12個(gè)訓(xùn)練館（體操、擊劍、舉重、摔跤、柔道、武術(shù)、拳擊、散手、跆拳道、體能等）、一個(gè)運(yùn)動(dòng)康復(fù)中心以及配套用房。

2 冷熱源設(shè)計(jì)

本建筑周邊為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地和綠化，為室外埋管提供了大片的可利用場(chǎng)地，因此訓(xùn)練館部分冷熱源采用了地埋管地源熱泵系統(tǒng)，制冷機(jī)房位于地下室。配套辦公用房由于與訓(xùn)練館的使用時(shí)間不一致，采用了變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)。

2.1 空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)(見表1)

空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)[1] 表1

2.2 空調(diào)負(fù)荷(見表2)

空調(diào)負(fù)荷(kW) 表2

2.3 地源熱泵機(jī)組容量選擇

根據(jù)計(jì)算負(fù)荷，主機(jī)站設(shè)計(jì)兩臺(tái)制冷量為2394kW 的熱泵機(jī)，其中一臺(tái)為全熱回收機(jī)組，另設(shè)一臺(tái)地源熱泵熱水機(jī)組冬季為康復(fù)中心提供熱水，全熱回收機(jī)組在制冷季時(shí)為康復(fù)中心提供生活熱水。鑒于訓(xùn)練館冬夏季使用時(shí)間的不確定性，采用過渡季冷卻塔形式作為后期不平衡時(shí)的補(bǔ)充。

2.4 地埋管系統(tǒng)設(shè)計(jì)

結(jié)合本項(xiàng)目夏季冷負(fù)荷高于冬季熱負(fù)荷，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)損壞土壤的熱平衡。本項(xiàng)目按照冬季熱負(fù)荷并考慮1.05的安全系數(shù)，配置地埋管孔數(shù)，冷量不足部分由冷卻塔提供[2]。根據(jù)甲方提供的熱物性測(cè)試報(bào)告，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)120m深的雙U地埋管，管徑為De32。

地埋管系統(tǒng)設(shè)置28個(gè)室外二級(jí)集分水器，每個(gè)集分水器設(shè)置5～6個(gè)支路，每個(gè)支路在井室內(nèi)安裝閥門、溫度傳感器、壓力傳感器，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地埋管系統(tǒng)運(yùn)行狀況。地埋管系統(tǒng)的水環(huán)路集管全部采用同程連接，埋深地面以下2.0m，并設(shè)千分之二的坡度，坡向室外集分水器，從井室內(nèi)的排氣閥排氣，避免氣堵。

2.5 冷熱源方案節(jié)能分析

①地源熱泵主機(jī)夏季制冷時(shí)能效比為6.8，遠(yuǎn)高于節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的4.6。通過設(shè)定主機(jī)回水溫度，夏季制冷時(shí)優(yōu)先使用地源熱泵主機(jī)從土壤中取能，地緣側(cè)不受室外環(huán)境影響，能一直保持主機(jī)高效運(yùn)行。

②2臺(tái)主機(jī)均采用10%～100%無級(jí)調(diào)節(jié)，可根據(jù)室外天氣和末端使用情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

③選用揚(yáng)程及流量合適的循環(huán)水泵，輸送能效比為0.0149，遠(yuǎn)低于節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.0241。

④在選用設(shè)備節(jié)能的前提下，選用最優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，地埋管系統(tǒng),及空調(diào)系統(tǒng)均采用變流量設(shè)計(jì)，最大限度的節(jié)省能耗。

⑤主機(jī)站所有設(shè)備、電動(dòng)閥均采用自動(dòng)化聯(lián)鎖控制，主機(jī)站設(shè)置近百個(gè)信號(hào)采集點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)站設(shè)備的運(yùn)行。

3 末端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 末端水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

空調(diào)末端水系統(tǒng)均采用同程設(shè)計(jì)，有利于整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到水力平衡?？照{(diào)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組冷水回水管上設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，空調(diào)機(jī)組根據(jù)設(shè)定的回風(fēng)溫度與監(jiān)測(cè)的回風(fēng)溫度比較值，調(diào)整閥門開度，通過調(diào)節(jié)表冷器的過水量以控制室溫。

3.2 末端風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

訓(xùn)練場(chǎng)館為大空間場(chǎng)所，設(shè)計(jì)為一次回風(fēng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在過渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行，節(jié)省空調(diào)能耗。不同功能訓(xùn)練館均有層高要求，且為了保證運(yùn)動(dòng)員的安全，不允許場(chǎng)館內(nèi)有突出物，訓(xùn)練場(chǎng)館(體操館除外)均采用上送上回的氣流組織方式，體操館由于使用的特殊性，采用上送下回的氣流組織方式。

4 體操館的除塵設(shè)計(jì)

①體操館的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅考慮滿足溫濕度的要求，除塵問題也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。體操運(yùn)動(dòng)員大量使用鎂粉。鎂粉的主要成分為碳酸鎂，由于鎂粉粒徑小，質(zhì)量輕，易揚(yáng)塵造成訓(xùn)練館內(nèi)粉塵污染。

設(shè)計(jì)借鑒最低級(jí)別潔凈室一般空調(diào)的換氣次數(shù)，體操館換氣次數(shù)按8次/h計(jì)算。空調(diào)機(jī)組及過濾風(fēng)機(jī)均設(shè)有初、中效過濾段，濾材為無紡布，過濾效率為F6（40-60%比色法）[3]。

②體操館的氣流組織采用上送下回的送風(fēng)方式。訓(xùn)練館采用上側(cè)旋流風(fēng)口送風(fēng)，回風(fēng)口布置于訓(xùn)練館沿外墻及中間的除塵地溝內(nèi)，回風(fēng)口設(shè)過濾網(wǎng)。上側(cè)送風(fēng)口均勻布置，空調(diào)風(fēng)直接送至運(yùn)動(dòng)員呼吸區(qū)域；而含塵濃度高的空氣直接進(jìn)入空調(diào)機(jī)組和過濾風(fēng)機(jī)進(jìn)行過濾處理，該送風(fēng)氣流組織形式能有效地抑制粉塵向上漂浮，對(duì)二次揚(yáng)塵有一定抑制作用。

為保證運(yùn)動(dòng)員的舒適度，且保證冬季空調(diào)效果，冬季風(fēng)速按人員區(qū)不超過0.5m/s設(shè)計(jì)，夏季風(fēng)速按人員區(qū)不超過0.4m/s設(shè)計(jì)[4]。旋流風(fēng)口均布置于體操館上空，葉片可根據(jù)冬夏季調(diào)節(jié)角度，滿足人員區(qū)域的風(fēng)速要求。

③體操館設(shè)計(jì)有一套中央吸塵系統(tǒng)。普通吸塵器向體育館內(nèi)直接排氣，極易造成二次污染。因此對(duì)主要產(chǎn)塵的位置設(shè)置中央吸塵系統(tǒng)，對(duì)粉塵及時(shí)清理可有效減少地面粉塵，防止海綿墊吸附粉塵，從源頭上減少粉塵產(chǎn)生量。中央吸塵位置主要設(shè)置于鎂粉盒、運(yùn)動(dòng)器械、海綿坑周圍。中央吸塵系統(tǒng)的排氣口位于室外遠(yuǎn)離場(chǎng)館位置，有效避免了粉塵氣流回流。

5 自動(dòng)控制系統(tǒng)

①中央空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)水和地埋管水均采用變流量系統(tǒng)。首先，空調(diào)機(jī)組和水泵為一一對(duì)應(yīng)聯(lián)動(dòng)控制。當(dāng)機(jī)組水溫達(dá)到設(shè)定溫度后，先停壓縮機(jī)，再關(guān)閉對(duì)應(yīng)的電動(dòng)閥和地埋管循環(huán)泵或冷卻泵，當(dāng)機(jī)組水溫降低到設(shè)定溫度后，先開壓縮機(jī)，再開對(duì)應(yīng)的地埋管循環(huán)泵或冷卻泵和電動(dòng)閥。

②機(jī)組可以根據(jù)需要，設(shè)定優(yōu)先使用地源管或者冷卻塔。

③所有水泵均采用變頻控制，根據(jù)冬夏季空調(diào)水和地埋管水溫差情況合理設(shè)定水泵運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵滿載50HZ溫差5℃，當(dāng)溫差小于5℃時(shí)，水泵自動(dòng)降頻運(yùn)行；反之升頻自動(dòng)運(yùn)行調(diào)整，水泵最小運(yùn)行頻率不小于30HZ。

④空調(diào)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組冷水回水管上設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，空調(diào)機(jī)組根據(jù)設(shè)定的回風(fēng)溫度與監(jiān)測(cè)的回風(fēng)溫度比較值，調(diào)整閥門開度，通過調(diào)節(jié)表冷器的過水量以控制室溫。

⑤體操館過濾風(fēng)機(jī)入口設(shè)含塵量檢測(cè)裝置，根據(jù)所測(cè)定的回風(fēng)含塵濃度來決定過濾風(fēng)機(jī)的啟停。

⑥空氣處理機(jī)組及除塵過濾風(fēng)機(jī)的過濾器均設(shè)壓差報(bào)警裝置，根據(jù)壓差報(bào)警信號(hào)及時(shí)清理過濾器。

⑦空調(diào)機(jī)組新風(fēng)管設(shè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，設(shè)定空調(diào)季和過渡季兩種閥門開度。根據(jù)空調(diào)機(jī)組進(jìn)出風(fēng)溫度差值，變換閥門兩種狀態(tài)，以適應(yīng)過渡季和空調(diào)季對(duì)新風(fēng)的不同要求。

6 結(jié) 語

本工程2013年12月竣工,2014年1月開始試運(yùn)行,效果良好，基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

[1]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]GB50366-2009，地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

[3]黃世山，高峰.某體操訓(xùn)練館通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].安徽建筑，2013（4）.

[4]JGJ 31-2003，體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.