深圳某五星級酒店空調系統設計

張鵬

深圳市建筑設計研究總院有限公司

1 工程概況

本工程（圖1）位于深圳市南山區，總建筑面積約4.5萬 m2，地下室共 2層，地上 24層，建筑高度98.300 m。其中地下2層為機動車庫和設備用房，制冷機房位于地下2層，地下1層為酒店后場、機動車庫和設備用房，裙樓1～4層為酒店配套用房，主要有大堂、商業、宴會廳、餐飲包間、會議室等，5層為架空層，塔樓6～24層為酒店客房。

圖1 本工程效果圖

2 冷熱源系統

2.1 酒店主要房間室內設計計算參數

酒店主要房間室內設計計算參數如表1所示。

表1 酒店主要房間室內設計計算參數

2.2 冷熱負荷

本工程逐時冷負荷綜合最大值為5989 kW，冬季空調熱負荷為1550 kW，生活熱水負荷為647 kW。

2.3 冷熱源

本工程冷源采用制冷量為2461 kW的水冷離心式冷水機組2臺和制冷量為10 55kW的水冷螺桿式冷水機組1臺，水冷螺桿式冷水機組冷凝器帶熱回收功能，用于加熱生活熱水。冷水機組供回水溫度為7 ℃/12 ℃，冷卻水的設計供回水溫度為32 ℃/37 ℃，熱回收部分供回水溫度為55 ℃/50 ℃。根據酒店管理公司意見，本工程任何時間冷源的制冷能力均不得小于冷負荷的75%，考慮到三臺冷水機組全部啟動僅在夏季，若水冷螺桿式冷水機組故障檢修時，2臺水冷離心式冷水機組制冷能力大于冷負荷的75%，滿足要求，若1臺水冷離心式冷水機組故障檢修時，剩余冷水機組制冷能力小于冷負荷的75%，不滿足要求，需要設置備用冷源，結合冬季空調供熱需求，本項目采用制熱量為794 kW、制冷量為789 kW的風冷熱泵機組2臺作為熱源以及夏季備用冷源。夏季當1臺水冷離心式冷水機組故障檢修時，啟動1臺或2臺風冷熱泵機組作為補充，滿足制冷能力不小于冷負荷75%的要求。本工程不考慮夏季2臺水冷離心式冷水機組同時故障檢修的情況。風冷熱泵機組熱水供回水溫度為45 ℃/40 ℃，冷水供回水溫度為 7 ℃/12 ℃。

3 空調水系統

3.1 冷熱水系統

本工程空調水系統采用一次泵定流量系統（圖1）。地下1層至4層為酒店配套用房，采用兩管制；6層至24層為酒店客房，采用四管制。冷水泵與冷水機組一一對應，3用2備，置于制冷機房內；熱水泵與風冷熱泵機組一一對應，2用1備，置于裙樓屋面。

圖2 中央空調水系統示意圖

酒店配套用房根據使用功能、使用時間的差異以及后期擴展需要，通過分集水器共設置4個回路，分別為酒店后場回路、酒店大堂回路、其他酒店配套用房回路和預留回路。酒店配套用房空調冷熱水由冷熱源接至分水器，通過各回路送至空調末端后，回水經集水器返回冷熱源。酒店客房空調冷熱水由冷熱源直接送至空調末端后返回冷熱源，不經過分集水器。

位于裙樓1層的酒店大堂、全日餐廳需要24小時服務，且要求舒適性高，因此單獨設置空調熱水回路，保證集中供冷時亦可切換供熱模式。

本工程冷水系統采用膨脹水箱補水定壓，膨脹水箱置于塔樓104.550 m標高屋面。若按常規做法，將定壓點設置在循環水泵的吸入端，循環水泵設置在冷水機組的進水端，由于制冷機房位于地下2層，其地面相對標高為-9.800 m，冷水系統靜水壓力超過1.14 MPa，再加上水泵揚程，冷水機組的承壓可能達到2.0 MPa級別。考慮盡量減少設備初投資，本工程采用“抽出式”系統，將循環水泵設置在冷水機組的出水端，定壓點設置在循環水泵的吸入端，這樣冷水機組的承壓為1.6 MPa即可。熱水系統采用膨脹水箱補水定壓，膨脹水箱置于塔樓104.550 m標高屋面。由于風冷熱泵機組位于裙樓屋面，其地面相對標高為22.450 m，所受靜水壓力為0.821 MPa，因此同樣采用“抽出式”系統，將循環水泵設置在風冷熱泵機組的出水端，定壓點設置在循環水泵的吸入端，可使風冷熱泵機組的承壓控制在1.0 MPa級別。

3.2 冷卻水系統

本工程在裙樓屋面設置3臺超低噪聲橫流式冷卻塔，與冷水機組一一對應。冷卻水泵與冷水機組一一對應，3用2備，置于制冷機房內。

3.3 熱回收系統

本工程冷水機組需常年開啟，產生大量的冷凝熱，一般情況下冷凝熱會通過冷卻塔直接排入大氣，對環境造成熱污染，而酒店全年有穩定熱水需求，需要耗能以加熱熱水，綜合考慮兩個系統特點，可以利用冷凝熱回收技術通過換熱器把排放的部分冷凝熱回收用來加熱生活熱水。這樣不僅能夠減少空調系統帶來的熱污染問題，而且能夠減少建筑的熱水能耗[1]。一般情況下，壓縮式制冷機的冷凝熱量約為制冷量的1.3倍[2]，本工程生活熱水負荷為647 kW，可回收水冷螺桿式冷水機組的冷凝熱用于加熱生活熱水。水冷螺桿式冷水機組的最大熱回收量為1294 kW，供回水溫度為55 ℃/50 ℃，考慮到熱回收時間與生活熱水的使用時間不完全一致，且冷水機組部分負荷下運行時，熱回收量也相應降低，因此熱回收系統只能作為生活熱水的輔助熱源，利用半容積式水加熱器加熱生活熱水。

熱回收系統熱源側設置2臺熱回收循環水泵，1用1備，置于制冷機房內。采用膨脹水箱補水定壓，膨脹水箱置于制冷機房上一層的房間內。

4 空調風系統

酒店大堂、商業、全日餐廳、宴會廳、行政酒廊采用低風速全空氣系統，同時設置2套空調排風系統，分別滿足空調季和過渡季的排風需要。新、回風管裝有調節閥，可根據室內人員密度及季節變化調節閥門的開啟度，過渡季節可將新風閥全開、回風閥關閉，全新風運行。

酒店辦公室、會議室采用風機盤管加新風系統；酒店客房、餐飲包間由于自帶衛生間，采用風機盤管加新風、排風系統，衛生間排風量為房間新風量的80%，保持室內正壓；酒店公共衛生間采用風機盤管加排風系統，保持室內負壓；酒店消防控制室采用風機盤管加新風系統和分體空調，風機盤管置于房間外，房間內只布置送回風口。

酒店客房新風采用水平系統，新風機組置于每層空調機房內。酒店客房衛生間排風采用垂直系統，衛生間設排氣扇，就近接入排風豎井至塔樓屋面，最終由排風機排至室外。

5 BIM應用

眾所周知，五星級酒店功能多、標準高、系統復雜，而且“寸土寸金”，而BIM的優勢是可以通過三維視圖的空間關聯性對管道、設備的布置進行優化（圖3），從而實現空間利用的最大化[3]。同時利用BIM的協同設計平臺，各專業之間可以進行交叉設計，從而避免專業沖突，提高設計產品品質。

圖3 BIM模型與現場對比圖

6 結語

1）由于五星級酒店對舒適性及可靠性的要求非常高，因此在進行冷熱源系統設計時，既要滿足最大負荷要求，又要滿足部分負荷下高效運行，還要考慮意外故障檢修時的有效保障。

2）根據空調水系統的壓力分布特點，采用“抽出式”系統，降低冷熱源的承壓等級，從而節約項目投資。

3）利用BIM技術的空間關聯性及協同設計平臺，可以改善設計質量，提高設計產品品質。