傳媒大廈中央空調(diào)方案選擇與設(shè)計(jì)優(yōu)化

邊德海

（山東大眾報(bào)業(yè)集團(tuán)，濟(jì)南 250014）

傳媒大廈中央空調(diào)方案選擇與設(shè)計(jì)優(yōu)化

邊德海

（山東大眾報(bào)業(yè)集團(tuán)，濟(jì)南 250014）

山東大眾傳媒大廈建設(shè)從決策到運(yùn)行階段，中央空調(diào)方案對(duì)冷源、空調(diào)系統(tǒng)、水系統(tǒng)進(jìn)行了論證、優(yōu)化，選擇了較為合適的方案，為同類大廈的建設(shè)提供了借鑒和參考依據(jù)。

空調(diào)方案；地源熱泵；冰蓄冷；離心式冷水機(jī)組；空調(diào)系統(tǒng)；全空氣系統(tǒng)

0 引言

山東大眾傳媒大廈總體功能設(shè)計(jì)為新聞采編出版用房和文化產(chǎn)業(yè)孵化基地，主要用于新聞采編、廣告發(fā)行、新聞網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)、文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、新聞發(fā)布及網(wǎng)絡(luò)直播。總建筑面積為82905.3m2，其中地上63163.97m2，地下19741.33m2，主樓建筑高度為149.55米，空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為7460kwh。在項(xiàng)目決策階段對(duì)中央空調(diào)方案進(jìn)行了論證，實(shí)施階段進(jìn)行了優(yōu)化，為超高超限建筑空調(diào)方案的選擇提供了參考依據(jù)。

1 決策階段空調(diào)冷源方案的論證與選擇

傳媒大廈決策階段中央空調(diào)冷源選擇上，決策層提出了采用節(jié)能環(huán)保型冷源，技術(shù)上要經(jīng)久耐用。技術(shù)顧問提出了地埋管地源熱泵、冰蓄冷及電動(dòng)冷水機(jī)組提供冷源三種方案。

（1）地埋管地源熱泵。地埋管地源熱泵要通過地埋管吸收（或釋放）土壤中的熱量。由于土壤導(dǎo)熱率小，所以地埋管內(nèi)流體與土壤之間的換熱強(qiáng)度也很小，需要增加大量地埋管換熱面積。國(guó)內(nèi)地埋管地源熱泵工程實(shí)例也表明其占地面積大的特點(diǎn)［1］。傳媒大廈地處濟(jì)南市中心，是在原有建筑物拆除后的空地上建設(shè)的，周邊是居民樓與酒店，與居民樓相距最近的地方不足10米，顯然是滿足不了可供埋設(shè)地下埋管用的較大面積的綠地和空地。

（2）冰蓄冷。空調(diào)系統(tǒng)用電負(fù)荷一般均在白天用電高峰階段，在電力谷荷段用量甚少，由此空調(diào)系統(tǒng)用電量極大地加劇電網(wǎng)的峰谷負(fù)荷差。在中央空調(diào)中，制冷系統(tǒng)的用電量通常占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)用電量的40%～50%。如果能把制冷系統(tǒng)的部分甚至全部用電量轉(zhuǎn)移至夜間電力低谷時(shí)段，則對(duì)平衡電網(wǎng)負(fù)荷，提高電網(wǎng)負(fù)荷利用效率將產(chǎn)生十分積極的作用。冰蓄冷是將水制成冰儲(chǔ)存冷量，是潛熱蓄冷的一種方式。利用峰谷電價(jià)差，在夜間用電低谷時(shí)段，制冷機(jī)制冰蓄存一定的冷量，日間用電高峰時(shí)段，蓄冷設(shè)備釋冷供應(yīng)所需的部分冷量，也就是將電力高峰時(shí)段的冷負(fù)荷部分轉(zhuǎn)移到低谷和平峰時(shí)段，來獲取經(jīng)濟(jì)效益。采用冰蓄冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)與否，主要取決于兩方面的因素：一是電力供應(yīng)部門的電力政策，是否采取峰谷分時(shí)電價(jià)，有無相應(yīng)的電費(fèi)優(yōu)惠條件等；二是用戶建筑物空調(diào)冷負(fù)荷的特性，有無可能利用夜間低谷時(shí)段的廉價(jià)電力進(jìn)行制冷和蓄冷，在白天高峰時(shí)段利用夜間蓄存的冷量進(jìn)行釋冷和供冷［1］。傳媒大廈功能上主要用于新聞采編，不同于商場(chǎng)和普通的寫字樓，新聞稿件的審查、編輯、排版基本是在夜間完成，幾乎是全天有冷負(fù)荷，夜間電力低谷時(shí)段空調(diào)冷負(fù)荷大約是白天電力高峰時(shí)段的50%左右。

（3）電動(dòng)冷水機(jī)組。電動(dòng)冷水機(jī)組是以電能為動(dòng)力，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的冷水機(jī)組。這種制冷方式技術(shù)相對(duì)較成熟，使用廣泛。傳媒大廈建筑面積較大，空調(diào)負(fù)荷高，宜采用離心式冷水機(jī)組制冷。目前，應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)的離心式冷水機(jī)組，是由微電腦控制中心控制，操作人員可以對(duì)它進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控，負(fù)荷變化由位于壓縮機(jī)葉輪進(jìn)口處的導(dǎo)流葉片來調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制與自動(dòng)保護(hù)裝置完善，操作簡(jiǎn)單，容易維護(hù)保養(yǎng)［2］。常用制冷劑為環(huán)保冷媒HFC134a。

在傳媒大廈中央空調(diào)冷源方案選擇上，專家認(rèn)為離心式冷水機(jī)組作為冷源較為適合，具體方案可以設(shè)計(jì)、施工階段進(jìn)行優(yōu)化完善。

2 設(shè)計(jì)階段空調(diào)系統(tǒng)的選擇

（1）新聞采編區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)。新聞采編區(qū)域在最初設(shè)計(jì)上，是以獨(dú)立的小房間為格局，房間面積多是29m2和58m2，設(shè)計(jì)院選用了風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，便于各房間溫度的獨(dú)立調(diào)節(jié)。房間內(nèi)氣流組織為散流器平送，頂棚回風(fēng)的模式，新風(fēng)與風(fēng)機(jī)盤管的送風(fēng)口并聯(lián)送出。

（2）大空間區(qū)域。學(xué)術(shù)報(bào)告廳、報(bào)史陳列館、餐廳等人員密集的大空間區(qū)域，采用低速單風(fēng)道一次回風(fēng)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，氣流組織為吊頂格柵送風(fēng)，走廊回風(fēng)；空調(diào)高度較大的學(xué)術(shù)報(bào)告廳選用了頂棚旋流風(fēng)口送風(fēng)，頂棚回風(fēng)模式。

（3）其他區(qū)域。計(jì)算機(jī)房、檔案室、演播室、廚房的空調(diào)分別按各專業(yè)要求設(shè)計(jì)了恒溫恒濕空調(diào)或是VRV空調(diào)系統(tǒng)。

（4）空調(diào)水系統(tǒng)。空調(diào)水系統(tǒng)主干立管采用雙管異程式，每層供回水管道采用雙管同程式，按空氣處理機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管分環(huán)路分別供水。豎向分為兩個(gè)區(qū)，1～21層為低區(qū)，22～34層為高區(qū)，高低區(qū)均采用高位水箱定壓補(bǔ)水，地下三層制冷機(jī)房夏季制取7/12℃冷水，冬季制取60/50℃熱水，供低區(qū)空調(diào)及高區(qū)空調(diào)一次水；在14層設(shè)備間設(shè)置高區(qū)冷熱板式換熱器，換取高區(qū)空調(diào)二次水，夏季8/13℃冷水，冬季58/48℃熱水，供高區(qū)空調(diào)水。

各層供水干管上設(shè)靜態(tài)水力平衡閥，各層回水干管上設(shè)動(dòng)態(tài)壓差調(diào)節(jié)閥，風(fēng)機(jī)盤管回水設(shè)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥，新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)組回水管上設(shè)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

3 中央空調(diào)方案的優(yōu)化

（1）冷水機(jī)組。設(shè)計(jì)院選擇了三臺(tái)750冷噸工頻離心式冷水機(jī)組，在圖紙會(huì)審時(shí)，提出離心式冷水機(jī)組在負(fù)荷、冷凝壓力波動(dòng)較大時(shí)，容易產(chǎn)生喘振現(xiàn)象，改用變頻驅(qū)動(dòng)，將恒速轉(zhuǎn)動(dòng)改為變速轉(zhuǎn)動(dòng)，避開機(jī)組的喘振點(diǎn)，同時(shí)提高機(jī)組的COP值［3］。由于地下停車場(chǎng)及部分特殊功能的區(qū)域不采用中央空調(diào)，從離心式冷水機(jī)組在不同冷量范圍的性價(jià)比角度考慮，把單臺(tái)冷水機(jī)組制冷量選為700冷噸。

（2）空調(diào)水系統(tǒng)。傳媒大廈中央空調(diào)冬季供熱采用集中供熱，由市政管網(wǎng)提供0.2MPa飽各蒸汽。考慮到冬季供熱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽凝結(jié)水，為提高這部分凝結(jié)水的利用率，把低區(qū)的高位水箱定壓補(bǔ)水裝置，改為落地式膨脹水箱，在制冷機(jī)房由補(bǔ)水泵定壓補(bǔ)水，換熱器出來的凝結(jié)水進(jìn)入補(bǔ)水箱用于系統(tǒng)補(bǔ)水。

（3）新聞采編區(qū)域的變化。在項(xiàng)目土建施工過程后期，新聞采編區(qū)域由獨(dú)立的小房間設(shè)置改為敞開式大開間辦公，空調(diào)形式最好的變化是改用全空氣空調(diào)系統(tǒng)，但由于建筑格局已定，核心筒面積限制，各專業(yè)管線、橋架已經(jīng)敷設(shè)且風(fēng)機(jī)盤管已完成招標(biāo)，如改為全空氣空調(diào)系統(tǒng)，代價(jià)較高。設(shè)計(jì)院把散流器平送，頂棚回風(fēng)的模式改為在二級(jí)吊頂側(cè)送風(fēng)，吊頂下側(cè)回風(fēng)，保證了每層的凈高度。為增加觀感質(zhì)量，送回風(fēng)口位置橫向區(qū)域全部安裝成格柵或百葉風(fēng)口。

4 結(jié)束語(yǔ)

在工程建設(shè)過程中，從項(xiàng)目立項(xiàng)到投入運(yùn)行，中央空調(diào)方案的選擇、設(shè)計(jì)及施工就是不斷優(yōu)化的過程，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人要全過程跟蹤，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題要敢于否定，好的方案要果斷決策，找到一個(gè)適合本項(xiàng)目的方案，盡量做到方案和施工的完美，達(dá)到最佳的運(yùn)行效果。

［1］馬最良，姚楊主編.民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)［J］.北京∶化學(xué)工業(yè)出版社，2009.［2］陸耀慶主編.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)［K］.北京∶中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

［3］吳業(yè)正.制冷原理及設(shè)備［M］.西安∶西安交通大學(xué)出版社，2002.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.161