某辦公樓水源多聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用分析

葛虹

摘 要：近年來，隨著國內(nèi)高檔辦公樓及超高層建筑的爆發(fā)式增長，原有中央空調(diào)水系統(tǒng)及風(fēng)冷多聯(lián)已較難滿足節(jié)能及外立面美觀度的要求，水源多聯(lián)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)越加突出。結(jié)合某辦公樓水源多聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概況及系統(tǒng)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水側(cè)系統(tǒng)；空調(diào)機(jī)房設(shè)計(jì)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

中圖分類號：TU831.35 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）02-0019-03

0 引言

隨著多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的迅速發(fā)展， 多聯(lián)機(jī)市場的占有率已經(jīng)與傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)持平并已有超越的趨勢。

水源多聯(lián)系統(tǒng)是將水源熱泵技術(shù)與空氣源多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，綜合兩者優(yōu)點(diǎn)。冷熱源側(cè)與水源熱泵系統(tǒng)相同，采用水作為能量運(yùn)輸介質(zhì)，室內(nèi)側(cè)與多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)相同，采用制冷劑作為能量運(yùn)輸介質(zhì)。本文系統(tǒng)介紹了某超高層建筑采用水源多聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)心得，供設(shè)計(jì)同行探討。

1 建筑概況

某超高層建筑位于陜西省西安市西咸新區(qū)，總建筑面積約62 000 m2，地上31層，地下2層，建筑高度139.65 m。主要功能為辦公、食堂、報(bào)告廳等。鍋爐房位于地下一層靠外墻處，避難層位于塔樓11層及22層。

該大樓為某銀行重要的科研中心，部門眾多，加班時(shí)間多，過渡季節(jié)也需要臨時(shí)制熱或制冷，或者同時(shí)制冷制熱。建設(shè)方因此特別要求空調(diào)系統(tǒng)需滿足使用靈活、控制方便、節(jié)能環(huán)保的要求?？紤]到項(xiàng)目定位及對外立面百葉設(shè)置的美觀要求，且該樓有許多重要設(shè)備場所，VRF室內(nèi)側(cè)空調(diào)管線為冷媒管，僅有小管徑的冷凝水管穿越辦公區(qū)，為降低漏水風(fēng)險(xiǎn)等原因，最終選用了水源多聯(lián)系統(tǒng)。

2 冷熱源側(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 計(jì)算數(shù)據(jù)

經(jīng)計(jì)算，該大樓夏季空調(diào)冷負(fù)荷11 334 kW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷為6 867 kW。夏季主機(jī)側(cè)采用冷卻塔散熱，冬季當(dāng)建筑物內(nèi)部發(fā)熱不能抵消需熱量時(shí)，則利用燃?xì)饫淠秸婵諢崴畽C(jī)組作為低溫?zé)嵩础?/p>

冷卻塔選用6臺350t/h的閉式冷卻塔，進(jìn)、出水溫為35℃/30℃，冷卻塔置于裙房屋面。燃?xì)庹婵諢崴畽C(jī)組機(jī)房及空調(diào)水泵房置于地下一層，選用2臺2 800 kW的燃?xì)饫淠秸婵諢崴畽C(jī)組提供低溫?zé)嵩?，進(jìn)、出水溫為25℃/30℃。

考慮到系統(tǒng)承壓要求及運(yùn)行安全靈活性的要求，主機(jī)側(cè)水系統(tǒng)豎向分高、低兩個(gè)區(qū)。高區(qū)換熱機(jī)房設(shè)置在11層避難層。各層樓的空調(diào)室外機(jī)設(shè)置于本層或相鄰層的空調(diào)機(jī)房內(nèi)，新風(fēng)機(jī)分層獨(dú)立設(shè)置。

2.2 空調(diào)自控要求

第一，當(dāng)樓層任意一臺水源熱泵VRF室內(nèi)機(jī)開啟時(shí)，則連鎖開啟該VRF系統(tǒng)的水源熱泵VRF主機(jī)。夏季根據(jù)供水溫度逐臺開啟相應(yīng)的冷卻水泵及冷卻塔，冬季逐臺開啟相應(yīng)的熱水泵及熱水機(jī)組。

第二，當(dāng)樓層水平系統(tǒng)承擔(dān)的水源熱泵機(jī)組全部關(guān)閉后，由控制中心關(guān)閉相應(yīng)的樓層新風(fēng)機(jī)組，根據(jù)供水溫度及末端的運(yùn)行情況。夏季確定逐臺關(guān)閉冷卻水泵及冷卻塔，直至全部關(guān)閉；冬季確定逐臺關(guān)閉熱水泵及熱水機(jī)組，直至全部關(guān)閉。

第三，水源熱泵VRF室內(nèi)機(jī)采用智能化管理系統(tǒng)，具有集中管理功能，能對所有空調(diào)室內(nèi)機(jī)的電量消耗情況進(jìn)行專業(yè)的管理，可以方便集中管理和進(jìn)行能耗監(jiān)督結(jié)算，可實(shí)現(xiàn)分室計(jì)費(fèi)。

第四，水源熱泵VRF空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)具有計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測及故障報(bào)警功能，同時(shí)滿足建設(shè)方面的配置要求。該控制系統(tǒng)作為產(chǎn)品的系統(tǒng)配套，由供貨方完成。

2.3 熱源供應(yīng)

值得一提的是，項(xiàng)目旁邊有銀行的在建數(shù)據(jù)中心，冬季可以有余熱提供作為本項(xiàng)目的部分熱源。但在調(diào)研中得知，該數(shù)據(jù)中心為分批使用，具體的使用情況現(xiàn)階段無法確認(rèn)，利用其作為項(xiàng)目熱源存在極大的風(fēng)險(xiǎn)?？紤]到該辦公樓的重要性，所以最終確定熱源均采用自建，保證辦公的正常穩(wěn)定使用。若干年后，待數(shù)據(jù)中心提供的余熱穩(wěn)定且經(jīng)過利用合理性的評估后，再考慮改造。

3 空調(diào)機(jī)房設(shè)計(jì)

水源多聯(lián)系統(tǒng)的室外機(jī)房，由于不像風(fēng)冷多聯(lián)室外機(jī)有利用外立面百葉的換熱要求，核心筒內(nèi)部布置機(jī)房更加靈活。由于主機(jī)小巧，機(jī)器還可疊放，分層獨(dú)立施工。當(dāng)機(jī)房緊張時(shí)，很大程度地節(jié)省了機(jī)房的擺放空間，提高了機(jī)房利用率。

本項(xiàng)目利用室內(nèi)機(jī)高度較矮的特點(diǎn)，將新風(fēng)機(jī)房與空調(diào)室外機(jī)房合一，新風(fēng)機(jī)安裝在上部，空調(diào)室外機(jī)置于下部，有的機(jī)房當(dāng)室外機(jī)多時(shí)，則結(jié)合新風(fēng)管的位置局部上下疊放。同時(shí)，空調(diào)循環(huán)水立管也布置在機(jī)房內(nèi)，這樣機(jī)房布置緊湊、管理及檢修方便，合理地利用了建筑空間。本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積約1 800 m2，空調(diào)機(jī)房（兼新風(fēng)機(jī)房及空調(diào)水管井）約28 m2。

本項(xiàng)目的典型空調(diào)機(jī)房新風(fēng)側(cè)布置圖如圖1所示，空調(diào)機(jī)房水側(cè)布置圖如圖2所示。以常用的三模塊為例，水源多聯(lián)空調(diào)主機(jī)接管示意圖如圖3所示。

需要注意的是，各廠商對水源側(cè)的接管要求均不一致，各項(xiàng)目均需要有中標(biāo)廠商深化的階段。對于空間緊張的機(jī)房，可以運(yùn)用BIM技術(shù)，根據(jù)建立的可視化模型，來調(diào)整設(shè)備的布置及管路走向?？照{(diào)機(jī)房需提資給排水專業(yè)在合適的位置預(yù)留地漏。

4 水源多聯(lián)系統(tǒng)注意事項(xiàng)

4.1 水源多聯(lián)機(jī)的水質(zhì)要求

水源多聯(lián)系統(tǒng)中循環(huán)水的潔凈度要求較高，否則不能滿足保證水源多聯(lián)主機(jī)的流量，所以除設(shè)置必要的水處理措施外，還需要確保施工、運(yùn)行階段的水質(zhì)干凈。具體有以下3點(diǎn)。

第一，施工時(shí)，需提醒施工人員在管道運(yùn)輸存放及安裝階段，保證管道的清潔度，嚴(yán)禁施工灰塵及垃圾進(jìn)入循環(huán)水管。運(yùn)行前需進(jìn)行多次清洗，保證水質(zhì)合格后才能開機(jī)。

第二，運(yùn)行中，及時(shí)對系統(tǒng)中的Y型過濾器進(jìn)行清洗，按照廠家技術(shù)要求定期監(jiān)測水質(zhì)，保證水處理設(shè)備的正常運(yùn)行并及時(shí)維護(hù)。

第三，建議在機(jī)房的供回水干管末端加裝旁通，在系統(tǒng)調(diào)試之前，進(jìn)行循環(huán)水管道的清洗。

4.2 水冷多聯(lián)式空調(diào)的能效要求

隨著水冷多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，相關(guān)的規(guī)范要求愈加完善。

第一，在國家標(biāo)準(zhǔn)《多聯(lián)式空調(diào)（熱泵機(jī)組》GB/T18837-2015[1]中，明確了水冷多聯(lián)機(jī)組的LPLV及EER的要求，如表1所示。

第二，在國家規(guī)范《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》GB55015-2021[2]中，明確了該類機(jī)組的LPLV值最低要求，如表2所示。

第三，設(shè)計(jì)時(shí)，需注意各地的節(jié)能規(guī)范對相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)還有不同的提高。如浙江省在《綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DB33/1092-2021中，就要求按綠色建筑二星級設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，多聯(lián)式空調(diào)機(jī)組的制冷綜合部分性能系數(shù)LPLV（C）需提高8%。按綠色建筑三星級設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，多聯(lián)式空調(diào)機(jī)組的制冷綜合部分性能系數(shù)LPLV（C）需提高16%。

4.3 總結(jié)

水冷多聯(lián)機(jī)的制冷運(yùn)行范圍比較廣，一般為7～45℃。運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)項(xiàng)目所在地的室外空氣濕球溫度，設(shè)定將冷卻塔回水溫度與冷卻塔風(fēng)機(jī)及冷卻泵的啟動(dòng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)側(cè)的節(jié)能。

5 結(jié)語

本工程空調(diào)系統(tǒng)選用了目前較為先進(jìn)的水源多聯(lián)系統(tǒng)，在保證滿足建設(shè)方使用要求的前提下，減少了對外立面美觀度的影響，空調(diào)機(jī)房布置經(jīng)濟(jì)合理、便于檢修，循環(huán)水系統(tǒng)滿足系統(tǒng)承壓且運(yùn)行靈活，結(jié)合設(shè)計(jì)情況著重對此系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的應(yīng)用分析。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T18837-2015，多聯(lián)式空調(diào)（熱泵）機(jī)組[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[2] GB55015-2021，建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2021.