城市綜合體酒店客房空調新風設計探討

朱崢彧

南京江北新區建設工程設計施工圖審查中心

0 引言

隨著城市現代化的發展，一幢幢超高層的城市綜合體不斷崛起，空調能耗已經成為建筑的能耗大戶，而新風能耗在空調系統能耗中占有較大的比例，因此空調新風節能設計在大型建筑的空調系統設計中顯得尤為重要。

由于酒店客房空調系統全年每天24 小時不間斷運行，新風和排風可集中處理并回收利用，因此如何更好地結合工程實際情況選擇合理的熱回收設備是酒店客房節能設計的關鍵。筆者有幸參與了兩個超高層的城市綜合體項目空調的設計，塔樓部分的酒店客房新風系統形式先后進行了幾輪的修改，目前已建成，運行效果良好。

1 城市綜合體1

建筑概況：地下四層，功能為汽車庫、設備用房、商業用房、酒店配套用房等。地上為裙房和兩座塔樓，北塔樓68 層，高284.55 m。南塔樓48 層，高169.05 m。地上一至九層為商業用房和酒店用房，高47.85 m。南塔為住宅，北塔自上至下依次為酒店（43 至68 層）、酒店式公寓（27 至41 層）和辦公（11 至25 層），于10、26、42、45、61 層設避難層（最終出圖版）。本工程總建筑面積31.5 萬m2。

1）初步設計及施工圖階段（2009 年～2010 年）

酒店客房（48 至64 層）采用干工況風機盤管加新風空調系統。熱泵式溶液調濕新風處理機組，設置于47 和63 層避難層（施工圖版），每個避難層各設兩臺10000 m3/h 風量的機組，通過豎向布置的新風支管和排風支管，分別從酒店客房的下部和上部送、排風。按照滿足《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019-2003）[1]中規定的酒店客房人員所需最小新風量和衛生要求的最大值計算得出所需的新風量，在選擇時考慮同時使用系數0.8。

熱泵式溶液調濕新風處理機組是集冷熱源、全熱回收加濕、除濕處理段、過濾段、風機段為一體的新風處理設備，具備對空氣冷卻、除濕、加熱、加濕、凈化等多種功能，獨立運行可滿足全年新風處理要求。全熱回收具有較高的熱回收效率，而且利用具有吸濕性能的鹽溶液作為媒介的溶液全熱回收裝置，不僅能夠避免新風和客房衛生間排風的交叉污染，鹽溶液還具有殺菌和除塵功能，提高空氣品質。室內的溫度和濕度獨立控制調節；干工況風機盤管的表冷器沒有凝結水產生，避免霉菌滋生，保證了酒店客房新風的高品質。系統布置如圖1 所示。

圖1 新風系統布置圖

2）施工圖修改階段（2011 年～2013 年）

考慮到本工程在地下室設有足夠的冷熱源系統，干工況風機盤管加新風空調系統造價較高，甲方簽約的酒店管理公司的客房標準上沒有這種做法，另外還擔心溶液分子通過新風系統傳播，腐蝕室內物品，因此本次修改將新風系統變更為顯熱新風回收機組加風機盤管系統。

在避難層45、61 層（此次出圖調整了避難層的設置層數）分別設置一臺風量為24000 m3/h 的熱回收新風機組（客房平面調整，新風量總量隨之改變），夏季供回水溫度為6 ℃、12 ℃，冬季供回水溫度為60 ℃、50 ℃，四管制，蒸汽加濕，送風段和回風段風機外余壓均為250 Pa。

在選擇熱回收機組的形式時，考慮到轉輪式回收機組可能會有新風和排風之間的部分滲漏，不可避免交叉污染，故首先淘汰了這種形式。板式熱回收機組初投資較低，不需傳動設備，運行安全、可靠，經過經濟及技術分析比較，本工程選用了板翅式顯熱回收機組。該機組熱交換效率較高，盡管設備體積偏大，接管位置固定，缺乏靈活性，但是由于45、61 層層高均為4.2 m，高度較高，板翅式顯熱新風熱回收機組的接管及檢修均可以滿足設計要求。

顯熱回收機組只能夠進行熱量交換，屬于溫差交換，而全熱交換器既可交換熱量，也能夠交換濕度，屬于焓差交換。二者的唯一差異在于熱交換芯，顯熱用的是鋁芯，全熱用的是紙芯。顯熱的鋁芯防腐蝕，易清洗，而且運用壽命較長。而全熱的紙芯經過空氣中的水份和塵土腐蝕后，堵塞通風口且不能清洗，導致通風能力差，排濕沒作用，最簡略的處理辦法就是定期更換紙芯。綜合考慮本工程的實際情況，故選擇顯熱回收機組。

在此次修改設計中，將新風和排風立管上下連通，立管按風速3～3.5 m/s 設計管徑尺寸（風量為接入垂直風管的總風量），這樣45、61 層的兩臺機組可以互為備用，間歇運行，在設備發生故障需要維修時，仍能維持一半的風量。

后期調試發現，末端風管因避讓水管、電管且配合裝潢，局部阻力增大了很多，且在僅開啟一臺全熱新風回收機組時，風管的沿程阻力也比原設計的大了很多。因此訂貨時將送風機和排風機的機外余壓均調整為350 Pa。系統布置如圖2 所示。

圖2 新風系統布置圖

2 城市綜合體2

建筑概況：地下4 層，東塔樓地上74 層，高313.8 m。西塔樓地上59 層，高207.6 m。裙房地上7 層，高38.4 m。地下為汽車庫、商業用房，酒店用房。地上1～7層為商業用房，酒店公共用房。東塔樓9～23 層為辦公，25～39 層及41～44 層為蘇豪辦公（SOHO），45～55層為酒店式公寓，57 層為酒店大堂，58～69 層為酒店客房，70～71 層為行政客房，73～74 為餐飲，其中8 層、24層、40 層、56 層、72 層為避難層。總建筑面積394973 m2。

1）初步設計及施工圖階段

酒店客房（58 至69 層、70～71 層）設計為新風熱回收機組加風機盤管系統。在避難層56、72 層分別設置一臺風量為22590 m3/h 的板翅式顯熱回收新風機組，夏季供回水溫度為6 ℃、12 ℃，冬季供回水溫度為60 ℃、50 ℃，四管制，蒸汽加濕，送風段和回風段風機外余壓均為350 Pa。

新風系統采用為上下對送，供應新風的同時負責排風。新風機組的送風機和排風機采用變頻控制，新風支管和排風支管豎向布置。水平支管均設定風量閥，立管壓力波動時也不影響風量。定風量閥也可加裝電動裝置，與回風二氧化碳濃度探測器聯合，用于風量的再調整。系統布置如圖3 所示。

圖3 新風系統布置圖

2）施工圖修改設計階段

熱回收新風機組設在56 層，而酒店客房設置在59 層以上，新風和排風總管需要通過57，58 層，進入到58 層夾層再分配到各個垂直豎管內，新風、排風總風管尺寸均為1250 mm×800 mm，占用平面面積較大，影響了57，58 層酒店大堂空間的使用，甲方要求將新風熱回收機組上移至58 層夾層，可是58 層夾層作為轉換層，高度不高，僅為2.4 m，板翅式熱回收新風機組不能滿足安裝要求，因此在修改設計階段，經甲方、機電顧問和設計院三方多次協商，確定酒店新風系統采用三維熱管式能量回收機組。

三維熱管熱回收機組結構緊湊，單位體積的傳熱面積大，熱交換效率高，空氣阻力低，且無運動部件，運行安全可靠，使用壽命長，每根熱管自成換熱體系，便于更換。新、排風間不會產生交叉污染，但缺點是只能回收顯熱。

根據現場條件，選用了水平式安裝，保持新風入口與排風出口在同一側，使冷熱流為逆流流向，在新風和排風入口處設置空氣過濾器。結合現場條件，熱回收段與空氣處理段分開設置，這樣每一段機組尺寸較小，便于在夾層避開大梁和豎井，方便安裝接管。此次修改設計，根據平面調整，在58 層夾層設置兩臺風量為10000 m3/h 的三維熱管式能量回收機組，能量回收段送風余壓為100 Pa，回風余壓為350 Pa?？諝馓幚矶卧O于回收機組壓出端，夏季供回水溫度為6 ℃、12 ℃，冬季供回水溫度為60 ℃、50 ℃，四管制，蒸汽加濕，送風余壓為350 Pa。機組平面布置如圖4 所示。72 層避難層層高為4.8 m，設置兩臺風量為17500 m3/h 的三維熱管式能量回收機組，能量回收段送風余壓為100 Pa，回風余壓為400～500 Pa 變頻控制，空氣處理段設于回收機組壓出端，送風余壓為400～500 Pa，變頻控制。機組平面布置如圖5 所示。

圖4 機組平面布置圖

圖5 機組平面布置圖

3 結論

對城市綜合體這樣體量較大的建筑物來說，設計周期較長，空調方案會多次變更，以適應用戶的需求。酒店客房的新風和排風循環熱回收是很好的節能措施，因此設計人員需要根據工程特點，考慮各種有利、不利因素，結合現場各種各樣的條件和變化，合理確定新風熱回收形式。