探析工人文化宫改建工程中的变制冷剂流量空调系统设计

楚再龙

（湖南宝信云建筑综合服务平台股份有限公司 湖南长沙 410000）

文化宫场馆面积巨大，接纳人数众多，对空调系统提出了很高的要求，除了要保证使用的舒适性，还要尽量降低能耗，在这种情况下，变制冷剂流量空调系统是一个正确的选择。

1 工程概况

本工程为位于郴州嘉禾县，工人文化宫为全民健身中心为举办大型赛事与市民运动及教学活动的共享体育馆，总面积为25357.6m2，其中地上14688.17m2，地下10669.43m2，最大建筑层高17.7m，建筑高度为23.25m，本次空调设计主要为舒适性空调设计，室内空调设计参数如表1所示。

表1 室内空调设计参数

2 设计方案

（1）根据文化宫所在地区实际情况，充分考虑场馆使用要求，空调系统的开启时间相对较少，故设计采用风冷螺杆机组系统。比赛和观众大厅配置热泵型风冷螺杆机，共2台，每台的制冷量为808kW，制热量为812kW。第一层和第二层的辅助用房配置热泵型风冷螺杆机，共1台，其制冷量为808kW，制热量为812kW。一些辅助用房需要经常开启，和比赛与大厅的主机互为备用，不仅能单独开启，还能同时使用，以满足场馆对冷热量提出的实际需要。

（2）冷冻水的进水和出水温度在12～7℃范围内；热水的进水和出水温度在45～40℃范围内。场馆配置冷冻水循环泵，共3台，每台的流量和扬程分别为140m3/h、30m。将热泵机组安装于室外的绿地，而包含水泵在内的辅助设备，则在地下层空调水泵房中集中布置。

（3）对于空调风系统：①一层大厅设计采用全空气低速送风系统。运动区和观众区分别采用侧送球形喷口与阶梯喷口送风口，于观众区的上部进行回风。一层大厅上部安装机械排风，和空调机组相互配合，在过渡季节时，使用全新风系统。②第一层和第二层的辅助用房均采用风机盘管加新风系统。在机组过渡段加压差显示和报警，在回风管处配以温度计。每个空调箱的新风入口都安装电动风阀，在停机时实现自动关机。

（4）对于空调水系统：①二管制异程系统；②为对阻力进行平衡并实现温度调节目标，需在空调箱的回水管上安装动态平衡式电动调节阀；并在风机盘管的回水管上安装开关式电动二通阀；并在重要的分支干管安装静态平衡阀；③空调水系统，采用高位膨胀水箱补水定压，设置在标高17.7m处。

3 变制冷剂流量空调系统设计

3.1 空调负荷与设备容量设计

本项目围护结构所用材料保温隔热性能一般，其空调负荷，尤其是冷负荷较大。引用该系统的区域共1.8万m2左右，由于室内的散热和散湿量相对较大，通过计算可知冬季的热负荷不大，故将夏季作为设备类型选择的主要依据工况，根据冬季工况予以校核。对于设备选型，需在完成相关技术的前提下，对各项修正进行充分考虑后确定的，其步骤为：

（1）明确项目的设计条件，如干湿球温度、不同区域的计算负荷以及安装位置。

（2）以计算负荷为依据，结合装修要求，确定室内机容量及其形式。

（3）以空调功能区域设计划分、安装施工条件和使用要求为依据，对空调系统进行科学划分，并结合设备实际使用情况确定容量组合率，进而选择适宜的设备型号。

（4）结合工程的设计条件，采用以下公式对室外机的容量进行修正。

式（1）中：Qw表示室外机的修正容量；Qwb表示室外机的标称容量；A表示室内温度、室外温度和容量组合率的综合修正系数；B表示配管长度与高差综合修正系数；C表示除霜修正系数，只在制热的情况下考虑。各类型号的室外机在各种设计条件下，选取相应的系数。

（5）以室外机对应的修正容量为依据，采用以下公式确定室内机对应的修正容量：

式（2）中：Qn表示室内机的修正容量；Qnb表示室内机的标称容量；ΣQnb表示系统中所有室内机的标称容量总和。

将计算结果作为依据，对每个房间的Qn进行对比，确认是否能达到基本要求，若不满足，需更换室内机，然后重新进行计算，到机组切实满足要求为止。

（6）选择适宜的制冷剂和配管。

3.2 系统设计和设备选择与布置

根据场馆实际使用情况，对系统在布置和运行方面具有的优势进行充分考虑，设计过程中尽可能严格按照下列基本原则实施系统划分：

（1）在不同区域布置的不同空调系统必须分别设置；

（2）功能一致，但运行时间有所不同的系统必须分别设置；

（3）各楼层的系统必须分别设置；

（4）系统中，室内、外机之间的距离和高差，以及相距最远两个室内机之间的距离和高差，都应根据技术手册确定，并尽量缩减；

（5）所有系统的设备容量都应通过科学的划分有效控制在允许的范围之内，不得过大也不得过小。

按照建筑专业对室内空间提出的要求，室内机设计采用多种不同的形式，如高静压风管机和卧式风管机等；室外机则安装于屋面，根据系统进行分散设置。因屋面兼做训练场及球场，所以应尽可能在夹层进行室外机的设置，如果部分系统的室外机无法在屋面进行设置，则应采用风帽与挡板等使室外机的排风进入到无人区，以免对人员造成干扰。除此之外，施工中难免对室外机具体为止进行调整，如将位置改到排风口周围，这样能将排风视作屋面室外机设备的进风，以此提高设备实际运行效率，保证能效比。

3.3 新风方案

人员较为密集的区域需要大量新风，负荷较大，如果把室外的新风引到室内，则会增大装机容量和运行费用；如果设置单独系统，则会由于风量较大而使设备选型变得十分困难。通过分析对比，建议采用全热交换器实现全热交换，处理完成后的新风直接进入到室内，在选择室内机的类型时，按照处理以后的状态对新风负荷进行计算，以此减小装机容量，并降低能耗，提高整体节能水平。

4 结束语

该系统因能节省空间、保证布置的灵活性，且便于管理和改造，得到了很多业主与设计人员的青睐，同时伴随近年来相关技术水平持续提高，新产品层出不穷，无论是设备运行稳定性还是能效比，都有了很大程度的提高，使这种系统有效使用面积与应用范围都在不断增大。