深圳会展湾新港广场空调系统设计

饶胜

深圳市华阳国际工程设计股份有限公司

项目位于深圳市宝安区，是集商业，餐饮，办公及公寓为一体的大型城市综合体。总用地的面积是5.12万m2，计容总面积为28.5 万m2，其中商业面积19 万m2，办公面积4.96 万m2，公寓面积4.5 万m2。建筑高度77.35 m，地上16 层，地下3 层，其中地下主要为商业、汽车库及设备用房。项目总图及规划见图1，商业效果图如图2。

图1 总图及规划指标

图2 商业效果图

1 设计标准

该商业综合体的空调设计参数参照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012[1]及《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015[2]等。

2 冷热负荷计算及负荷特性分析

2.1 室内外设计参数及冷热负荷统计

根据项目不同功能分区，参考《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012 及《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015，对该综合体进行负荷计算。该项目空调室内外设计参数见表1、表2。

表1 室外设计参数（深圳）

表2 室内设计参数

本项目使用鸿业负荷计算软件8.0 进行空调冷负荷逐时计算，各区域空调冷负荷见表3。

表3 空调设计计算负荷

该商业综合体跨度大，南北长约489 m，东西宽约91 m，将该项目以中央节点划分南北区，各自独立设置集中冷源，其中超市及影院预留独立冷源条件，分区示意图见图3。

图3 南北分区示意图（左侧为北区、右侧为南区）

根据建筑图纸，北区商业区冷负荷为12584 kW，南区商业区（不含超市及影院）冷负荷为9788 kW，由此确定北区冷机总装机容量为3600RT，南区总装机容量为2800RT。

采用《鸿业建筑性能分析平台2019》软件对建筑外墙，外窗及各业态房间模拟。得到商业北区、南区全年负荷分布，分布图见图4。

图4 北、南区全年冷负荷分布图

根据业主要求，需要保证一台冷机故障的情况下，制冷保证率为75%。因此本项目冷机北区采用4 台900RT 离心式水冷冷水机组，南区采用4 台700RT 离心式水冷冷水机组。

2.2 特殊营业时间商铺负荷统计计算

商业区常规营业时间为10:00～22:00，考虑到影院天街餐饮（10:00～次日2:00）及超市其周围商铺（7:00～22:00）等业态营业时间不同于其他区域，为了便于运营管理，需独立配置冷源，因此在负荷计算中将这些业态单独计算，便于后续冷源选配。

从表4 可以看出。北区特殊营业商铺总负荷计算值较小，单独设置一台冷源不利于运行管理，尤其在低负荷下，可能冷机无法正常运行，因此在正常运行时段并入大系统，采用集中冷源，特殊营业时段采用多联机供冷。南区特殊营业商铺计算冷负荷分别为2274 kW（即646RT）、1186.3 kW（即337RT），设计中采用大系统中单台冷机为其供冷。

表4 商业区营业时间表

2.3 中庭区域中央节点负荷分析

该商业区4、5、6 层中央部分有三层通高的中庭区域，如图5 所示，由于其4 周由幕墙围合，顶部为金属屋面。负荷计算时，冷负荷指标根据鸿业负荷计算软件8.0 计算结果确定，按照冷指标500 W/m2进行空调设计。

图5 中庭区域效果图

3 空调系统设计

3.1 冷源配备

根据该商业业态及负荷需求，空调系统示意如图6 所示。本项目冷源设置如表5。

图6 空调系统示意

表5 冷源设置

其中商业南北区冷源系统配置如下：

北区商业集中供冷系统，制冷机房设置在地下二层，总装容量为3600RT，机组配置如表6。

表6 北区商业制冷机组配置

南区商业集中供冷系统，制冷机房设置在地下三层，总装容量为2800RT，机组配置如表7。

表7 南区商业制冷机组配置

商业竖向水系统不分区，中央空调冷水系统冷水进/ 出水温度为12/7 ℃，冷却水进/ 出水温度为31/36 ℃。

由于深圳地区湿球温度为28 ℃，考虑3 ℃冷却塔逼近度，冷却塔进出水温度由标准工况的32/37 ℃调整至31/36 ℃，降低了冷却塔供回水温度，加大冷却换热能力。相比标准工况设计参数，冷却水出水温度降低1 ℃，冷机效率COP 值约提升2%～3%，从而提升冷站运行能效EER 值。

3.2 高效机房

本项目采用高效机房，高效机房相较于传统冷站，主要区别在于提高了冷站EER，其从系统形式、设备选型、部件设置及管路走向进行了相应优化。

高效机房特点：1）冷机和水泵共用母管的连接方式，冷机和水泵搭配更灵活，可以实现水泵联合变频控制。2）主管采用45 度接管方式，三通连接采用顺水三通，可减小弯头阻力，减小系统管路阻力，减小水泵运行能耗。3）主管安装低阻力反冲洗过滤器，代替每个水泵前Y 型过滤器，采用低阻力过滤器集中处理，可以减少Y 型过滤器数量，降低系统阻力，减少水泵运行能耗。4）取消分集水器，采用母管的分配方式，取消传统的分集水器，降低系统阻力，减少水泵运行能耗。5）机房内不采用平衡阀，单一回路平衡阀串联数量不多于两个，在满足水系统平衡的要求下，减小系统管路阻力，减小水泵运行能耗。6）机房内干管管径流速按照小于2 m/s 设计，合理设计机房管路管径，降低系统阻力，减小水泵运行能耗。

本项目设计制冷机房系统全年平均能效比达到《广东省地方标准集中空调制冷机房系统能效检测及评价标准》一级能效标准以上，即全年平均能效比≥5.0。

3.3 空调水系统

商业南北区冷站均选用变频离心式水冷冷水机组，一级泵变频变流量运行，空调冷水按两管制系统设计，竖向水系统不分区，商业按区域及功能由冷站集中母管上独立出支管，分别独立控制及计量。风柜及风盘分开立管设置，避免分支环路过于不平衡，便于后期水系统调试。

办公公区空调及新风冷源选用螺杆式风冷热泵机组，一级泵变流量运行，空调冷水按两管制系统设计，竖向水系统不分区。

本系统空调水系统平时运行采用膨胀水箱进行定压补水，均设置于裙房屋面，将冷水末端设备承压控制在1.0 MPa 以内，减少设备初投资。

3.4 空调风系统

根据各区域使用功能的不同及业主要求，本项目各空调风系统配置如表8 所示。

表8 空调风系统配置

空调风系统新风量的控制与工况的转换采用焓值控制方法，夏季按最小新风量运行，过渡季节按全新风运行设计，新风量不低于送总风量的50%。

塔楼新风通过设置在裙房及屋顶的新风处理机组集中处理后送至竖井，各楼层通过水平新风管送至各个空调功能房间。

塔楼办公标准层新风入户后安装风量调节阀，调节阀后预留，由租户日后自行接驳。

3.5 中庭区域中央节点空调系统设计

考虑到4、5、6 层中庭区域3 层通高，各层均有人员流动，每层均需考虑人员舒适，因此设置了地板送风系统。具体设置见图7、图8、图9。空调送风口分别设置于4F 吊顶、5F 吊顶及6F 吊顶，同时在4F 地面、5F 地面靠近幕墙处设置地板送风，共同维持中庭区域环境的舒适性。

图7 中庭区域4F 空调示意

图8 中庭区域5F 空调示意

图9 中庭区域6F 空调示意

4 结语

本文介绍会展湾新港广场暖通空调设计，内容包括工程概况、设计标准、设计参数、冷源系统、空调系统等内容，重点介绍该项目冷热源方案及各功能区末端系统配置。主要总结有：

1）设计过程中合理的负荷模拟计算及分析有助于冷热源选配，既满足高峰负荷，又满足部分负荷要求。同时冷负荷指标估算有利于对负荷计算进行纠偏及复核。

2）中庭区域及部分商业区主要由玻璃幕墙构成围护结构，通过合理送风方式，保证该区域的的空调效果。

3）采用高效机房，极大提高项目制冷机房运行能效，节约运行费用。