深圳某五星级酒店空调系统设计

张鹏

深圳市建筑设计研究总院有限公司

1 工程概况

本工程（图1）位于深圳市南山区，总建筑面积约4.5万 m2，地下室共 2层，地上 24层，建筑高度98.300 m。其中地下2层为机动车库和设备用房，制冷机房位于地下2层，地下1层为酒店后场、机动车库和设备用房，裙楼1～4层为酒店配套用房，主要有大堂、商业、宴会厅、餐饮包间、会议室等，5层为架空层，塔楼6～24层为酒店客房。

图1 本工程效果图

2 冷热源系统

2.1 酒店主要房间室内设计计算参数

酒店主要房间室内设计计算参数如表1所示。

表1 酒店主要房间室内设计计算参数

2.2 冷热负荷

本工程逐时冷负荷综合最大值为5989 kW，冬季空调热负荷为1550 kW，生活热水负荷为647 kW。

2.3 冷热源

本工程冷源采用制冷量为2461 kW的水冷离心式冷水机组2台和制冷量为10 55kW的水冷螺杆式冷水机组1台，水冷螺杆式冷水机组冷凝器带热回收功能，用于加热生活热水。冷水机组供回水温度为7 ℃/12 ℃，冷却水的设计供回水温度为32 ℃/37 ℃，热回收部分供回水温度为55 ℃/50 ℃。根据酒店管理公司意见，本工程任何时间冷源的制冷能力均不得小于冷负荷的75%，考虑到三台冷水机组全部启动仅在夏季，若水冷螺杆式冷水机组故障检修时，2台水冷离心式冷水机组制冷能力大于冷负荷的75%，满足要求，若1台水冷离心式冷水机组故障检修时，剩余冷水机组制冷能力小于冷负荷的75%，不满足要求，需要设置备用冷源，结合冬季空调供热需求，本项目采用制热量为794 kW、制冷量为789 kW的风冷热泵机组2台作为热源以及夏季备用冷源。夏季当1台水冷离心式冷水机组故障检修时，启动1台或2台风冷热泵机组作为补充，满足制冷能力不小于冷负荷75%的要求。本工程不考虑夏季2台水冷离心式冷水机组同时故障检修的情况。风冷热泵机组热水供回水温度为45 ℃/40 ℃，冷水供回水温度为 7 ℃/12 ℃。

3 空调水系统

3.1 冷热水系统

本工程空调水系统采用一次泵定流量系统（图1）。地下1层至4层为酒店配套用房，采用两管制；6层至24层为酒店客房，采用四管制。冷水泵与冷水机组一一对应，3用2备，置于制冷机房内；热水泵与风冷热泵机组一一对应，2用1备，置于裙楼屋面。

图2 中央空调水系统示意图

酒店配套用房根据使用功能、使用时间的差异以及后期扩展需要，通过分集水器共设置4个回路，分别为酒店后场回路、酒店大堂回路、其他酒店配套用房回路和预留回路。酒店配套用房空调冷热水由冷热源接至分水器，通过各回路送至空调末端后，回水经集水器返回冷热源。酒店客房空调冷热水由冷热源直接送至空调末端后返回冷热源，不经过分集水器。

位于裙楼1层的酒店大堂、全日餐厅需要24小时服务，且要求舒适性高，因此单独设置空调热水回路，保证集中供冷时亦可切换供热模式。

本工程冷水系统采用膨胀水箱补水定压，膨胀水箱置于塔楼104.550 m标高屋面。若按常规做法，将定压点设置在循环水泵的吸入端，循环水泵设置在冷水机组的进水端，由于制冷机房位于地下2层，其地面相对标高为-9.800 m，冷水系统静水压力超过1.14 MPa，再加上水泵扬程，冷水机组的承压可能达到2.0 MPa级别。考虑尽量减少设备初投资，本工程采用“抽出式”系统，将循环水泵设置在冷水机组的出水端，定压点设置在循环水泵的吸入端，这样冷水机组的承压为1.6 MPa即可。热水系统采用膨胀水箱补水定压，膨胀水箱置于塔楼104.550 m标高屋面。由于风冷热泵机组位于裙楼屋面，其地面相对标高为22.450 m，所受静水压力为0.821 MPa，因此同样采用“抽出式”系统，将循环水泵设置在风冷热泵机组的出水端，定压点设置在循环水泵的吸入端，可使风冷热泵机组的承压控制在1.0 MPa级别。

3.2 冷却水系统

本工程在裙楼屋面设置3台超低噪声横流式冷却塔，与冷水机组一一对应。冷却水泵与冷水机组一一对应，3用2备，置于制冷机房内。

3.3 热回收系统

本工程冷水机组需常年开启，产生大量的冷凝热，一般情况下冷凝热会通过冷却塔直接排入大气，对环境造成热污染，而酒店全年有稳定热水需求，需要耗能以加热热水，综合考虑两个系统特点，可以利用冷凝热回收技术通过换热器把排放的部分冷凝热回收用来加热生活热水。这样不仅能够减少空调系统带来的热污染问题，而且能够减少建筑的热水能耗[1]。一般情况下，压缩式制冷机的冷凝热量约为制冷量的1.3倍[2]，本工程生活热水负荷为647 kW，可回收水冷螺杆式冷水机组的冷凝热用于加热生活热水。水冷螺杆式冷水机组的最大热回收量为1294 kW，供回水温度为55 ℃/50 ℃，考虑到热回收时间与生活热水的使用时间不完全一致，且冷水机组部分负荷下运行时，热回收量也相应降低，因此热回收系统只能作为生活热水的辅助热源，利用半容积式水加热器加热生活热水。

热回收系统热源侧设置2台热回收循环水泵，1用1备，置于制冷机房内。采用膨胀水箱补水定压，膨胀水箱置于制冷机房上一层的房间内。

4 空调风系统

酒店大堂、商业、全日餐厅、宴会厅、行政酒廊采用低风速全空气系统，同时设置2套空调排风系统，分别满足空调季和过渡季的排风需要。新、回风管装有调节阀，可根据室内人员密度及季节变化调节阀门的开启度，过渡季节可将新风阀全开、回风阀关闭，全新风运行。

酒店办公室、会议室采用风机盘管加新风系统；酒店客房、餐饮包间由于自带卫生间，采用风机盘管加新风、排风系统，卫生间排风量为房间新风量的80%，保持室内正压；酒店公共卫生间采用风机盘管加排风系统，保持室内负压；酒店消防控制室采用风机盘管加新风系统和分体空调，风机盘管置于房间外，房间内只布置送回风口。

酒店客房新风采用水平系统，新风机组置于每层空调机房内。酒店客房卫生间排风采用垂直系统，卫生间设排气扇，就近接入排风竖井至塔楼屋面，最终由排风机排至室外。

5 BIM应用

众所周知，五星级酒店功能多、标准高、系统复杂，而且“寸土寸金”，而BIM的优势是可以通过三维视图的空间关联性对管道、设备的布置进行优化（图3），从而实现空间利用的最大化[3]。同时利用BIM的协同设计平台，各专业之间可以进行交叉设计，从而避免专业冲突，提高设计产品品质。

图3 BIM模型与现场对比图

6 结语

1）由于五星级酒店对舒适性及可靠性的要求非常高，因此在进行冷热源系统设计时，既要满足最大负荷要求，又要满足部分负荷下高效运行，还要考虑意外故障检修时的有效保障。

2）根据空调水系统的压力分布特点，采用“抽出式”系统，降低冷热源的承压等级，从而节约项目投资。

3）利用BIM技术的空间关联性及协同设计平台，可以改善设计质量，提高设计产品品质。