探析工人文化宮改建工程中的變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

楚再龍

（湖南寶信云建筑綜合服務(wù)平臺(tái)股份有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

文化宮場(chǎng)館面積巨大，接納人數(shù)眾多，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)提出了很高的要求，除了要保證使用的舒適性，還要盡量降低能耗，在這種情況下，變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)正確的選擇。

1 工程概況

本工程為位于郴州嘉禾縣，工人文化宮為全民健身中心為舉辦大型賽事與市民運(yùn)動(dòng)及教學(xué)活動(dòng)的共享體育館，總面積為25357.6m2，其中地上14688.17m2，地下10669.43m2，最大建筑層高17.7m，建筑高度為23.25m，本次空調(diào)設(shè)計(jì)主要為舒適性空調(diào)設(shè)計(jì)，室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)

2 設(shè)計(jì)方案

（1）根據(jù)文化宮所在地區(qū)實(shí)際情況，充分考慮場(chǎng)館使用要求，空調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)啟時(shí)間相對(duì)較少，故設(shè)計(jì)采用風(fēng)冷螺桿機(jī)組系統(tǒng)。比賽和觀眾大廳配置熱泵型風(fēng)冷螺桿機(jī)，共2臺(tái)，每臺(tái)的制冷量為808kW，制熱量為812kW。第一層和第二層的輔助用房配置熱泵型風(fēng)冷螺桿機(jī)，共1臺(tái)，其制冷量為808kW，制熱量為812kW。一些輔助用房需要經(jīng)常開(kāi)啟，和比賽與大廳的主機(jī)互為備用，不僅能單獨(dú)開(kāi)啟，還能同時(shí)使用，以滿(mǎn)足場(chǎng)館對(duì)冷熱量提出的實(shí)際需要。

（2）冷凍水的進(jìn)水和出水溫度在12～7℃范圍內(nèi)；熱水的進(jìn)水和出水溫度在45～40℃范圍內(nèi)。場(chǎng)館配置冷凍水循環(huán)泵，共3臺(tái)，每臺(tái)的流量和揚(yáng)程分別為140m3/h、30m。將熱泵機(jī)組安裝于室外的綠地，而包含水泵在內(nèi)的輔助設(shè)備，則在地下層空調(diào)水泵房中集中布置。

（3）對(duì)于空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)：①一層大廳設(shè)計(jì)采用全空氣低速送風(fēng)系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)區(qū)和觀眾區(qū)分別采用側(cè)送球形噴口與階梯噴口送風(fēng)口，于觀眾區(qū)的上部進(jìn)行回風(fēng)。一層大廳上部安裝機(jī)械排風(fēng)，和空調(diào)機(jī)組相互配合，在過(guò)渡季節(jié)時(shí)，使用全新風(fēng)系統(tǒng)。②第一層和第二層的輔助用房均采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)。在機(jī)組過(guò)渡段加壓差顯示和報(bào)警，在回風(fēng)管處配以溫度計(jì)。每個(gè)空調(diào)箱的新風(fēng)入口都安裝電動(dòng)風(fēng)閥，在停機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)。

（4）對(duì)于空調(diào)水系統(tǒng)：①二管制異程系統(tǒng)；②為對(duì)阻力進(jìn)行平衡并實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)目標(biāo)，需在空調(diào)箱的回水管上安裝動(dòng)態(tài)平衡式電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；并在風(fēng)機(jī)盤(pán)管的回水管上安裝開(kāi)關(guān)式電動(dòng)二通閥；并在重要的分支干管安裝靜態(tài)平衡閥；③空調(diào)水系統(tǒng)，采用高位膨脹水箱補(bǔ)水定壓，設(shè)置在標(biāo)高17.7m處。

3 變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 空調(diào)負(fù)荷與設(shè)備容量設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目圍護(hù)結(jié)構(gòu)所用材料保溫隔熱性能一般，其空調(diào)負(fù)荷，尤其是冷負(fù)荷較大。引用該系統(tǒng)的區(qū)域共1.8萬(wàn)m2左右，由于室內(nèi)的散熱和散濕量相對(duì)較大，通過(guò)計(jì)算可知冬季的熱負(fù)荷不大，故將夏季作為設(shè)備類(lèi)型選擇的主要依據(jù)工況，根據(jù)冬季工況予以校核。對(duì)于設(shè)備選型，需在完成相關(guān)技術(shù)的前提下，對(duì)各項(xiàng)修正進(jìn)行充分考慮后確定的，其步驟為：

（1）明確項(xiàng)目的設(shè)計(jì)條件，如干濕球溫度、不同區(qū)域的計(jì)算負(fù)荷以及安裝位置。

（2）以計(jì)算負(fù)荷為依據(jù)，結(jié)合裝修要求，確定室內(nèi)機(jī)容量及其形式。

（3）以空調(diào)功能區(qū)域設(shè)計(jì)劃分、安裝施工條件和使用要求為依據(jù)，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)劃分，并結(jié)合設(shè)備實(shí)際使用情況確定容量組合率，進(jìn)而選擇適宜的設(shè)備型號(hào)。

（4）結(jié)合工程的設(shè)計(jì)條件，采用以下公式對(duì)室外機(jī)的容量進(jìn)行修正。

式（1）中：Qw表示室外機(jī)的修正容量；Qwb表示室外機(jī)的標(biāo)稱(chēng)容量；A表示室內(nèi)溫度、室外溫度和容量組合率的綜合修正系數(shù)；B表示配管長(zhǎng)度與高差綜合修正系數(shù)；C表示除霜修正系數(shù)，只在制熱的情況下考慮。各類(lèi)型號(hào)的室外機(jī)在各種設(shè)計(jì)條件下，選取相應(yīng)的系數(shù)。

（5）以室外機(jī)對(duì)應(yīng)的修正容量為依據(jù)，采用以下公式確定室內(nèi)機(jī)對(duì)應(yīng)的修正容量：

式（2）中：Qn表示室內(nèi)機(jī)的修正容量；Qnb表示室內(nèi)機(jī)的標(biāo)稱(chēng)容量；ΣQnb表示系統(tǒng)中所有室內(nèi)機(jī)的標(biāo)稱(chēng)容量總和。

將計(jì)算結(jié)果作為依據(jù)，對(duì)每個(gè)房間的Qn進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)是否能達(dá)到基本要求，若不滿(mǎn)足，需更換室內(nèi)機(jī)，然后重新進(jìn)行計(jì)算，到機(jī)組切實(shí)滿(mǎn)足要求為止。

（6）選擇適宜的制冷劑和配管。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇與布置

根據(jù)場(chǎng)館實(shí)際使用情況，對(duì)系統(tǒng)在布置和運(yùn)行方面具有的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行充分考慮，設(shè)計(jì)過(guò)程中盡可能?chē)?yán)格按照下列基本原則實(shí)施系統(tǒng)劃分：

（1）在不同區(qū)域布置的不同空調(diào)系統(tǒng)必須分別設(shè)置；

（2）功能一致，但運(yùn)行時(shí)間有所不同的系統(tǒng)必須分別設(shè)置；

（3）各樓層的系統(tǒng)必須分別設(shè)置；

（4）系統(tǒng)中，室內(nèi)、外機(jī)之間的距離和高差，以及相距最遠(yuǎn)兩個(gè)室內(nèi)機(jī)之間的距離和高差，都應(yīng)根據(jù)技術(shù)手冊(cè)確定，并盡量縮減；

（5）所有系統(tǒng)的設(shè)備容量都應(yīng)通過(guò)科學(xué)的劃分有效控制在允許的范圍之內(nèi)，不得過(guò)大也不得過(guò)小。

按照建筑專(zhuān)業(yè)對(duì)室內(nèi)空間提出的要求，室內(nèi)機(jī)設(shè)計(jì)采用多種不同的形式，如高靜壓風(fēng)管機(jī)和臥式風(fēng)管機(jī)等；室外機(jī)則安裝于屋面，根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行分散設(shè)置。因屋面兼做訓(xùn)練場(chǎng)及球場(chǎng)，所以應(yīng)盡可能在夾層進(jìn)行室外機(jī)的設(shè)置，如果部分系統(tǒng)的室外機(jī)無(wú)法在屋面進(jìn)行設(shè)置，則應(yīng)采用風(fēng)帽與擋板等使室外機(jī)的排風(fēng)進(jìn)入到無(wú)人區(qū)，以免對(duì)人員造成干擾。除此之外，施工中難免對(duì)室外機(jī)具體為止進(jìn)行調(diào)整，如將位置改到排風(fēng)口周?chē)?，這樣能將排風(fēng)視作屋面室外機(jī)設(shè)備的進(jìn)風(fēng)，以此提高設(shè)備實(shí)際運(yùn)行效率，保證能效比。

3.3 新風(fēng)方案

人員較為密集的區(qū)域需要大量新風(fēng)，負(fù)荷較大，如果把室外的新風(fēng)引到室內(nèi)，則會(huì)增大裝機(jī)容量和運(yùn)行費(fèi)用；如果設(shè)置單獨(dú)系統(tǒng)，則會(huì)由于風(fēng)量較大而使設(shè)備選型變得十分困難。通過(guò)分析對(duì)比，建議采用全熱交換器實(shí)現(xiàn)全熱交換，處理完成后的新風(fēng)直接進(jìn)入到室內(nèi)，在選擇室內(nèi)機(jī)的類(lèi)型時(shí)，按照處理以后的狀態(tài)對(duì)新風(fēng)負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，以此減小裝機(jī)容量，并降低能耗，提高整體節(jié)能水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)因能節(jié)省空間、保證布置的靈活性，且便于管理和改造，得到了很多業(yè)主與設(shè)計(jì)人員的青睞，同時(shí)伴隨近年來(lái)相關(guān)技術(shù)水平持續(xù)提高，新產(chǎn)品層出不窮，無(wú)論是設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性還是能效比，都有了很大程度的提高，使這種系統(tǒng)有效使用面積與應(yīng)用范圍都在不斷增大。