某办公楼水源多联系统应用分析

葛虹

摘 要：近年来，随着国内高档办公楼及超高层建筑的爆发式增长，原有中央空调水系统及风冷多联已较难满足节能及外立面美观度的要求，水源多联系统的优点越加突出。结合某办公楼水源多联系统设计，重点介绍了该系统的设计概况及系统特点。

关键词：循环水侧系统；空调机房设计；系统设计注意事项

中图分类号：TU831.35                               文献标识码：A                             文章编号：2096-6903（2023）02-0019-03

0 引言

随着多联机系统的迅速发展， 多联机市场的占有率已经与传统中央空调系统持平并已有超越的趋势。

水源多联系统是将水源热泵技术与空气源多联机系统相结合，综合两者优点。冷热源侧与水源热泵系统相同，采用水作为能量运输介质，室内侧与多联机系统相同，采用制冷剂作为能量运输介质。本文系统介绍了某超高层建筑采用水源多联系统的设计心得，供设计同行探讨。

1 建筑概况

某超高层建筑位于陕西省西安市西咸新区，总建筑面积约62 000 m2，地上31层，地下2层，建筑高度139.65 m。主要功能为办公、食堂、报告厅等。锅炉房位于地下一层靠外墙处，避难层位于塔楼11层及22层。

该大楼为某银行重要的科研中心，部门众多，加班时间多，过渡季节也需要临时制热或制冷，或者同时制冷制热。建设方因此特别要求空调系统需满足使用灵活、控制方便、节能环保的要求。考虑到项目定位及对外立面百叶设置的美观要求，且该楼有许多重要设备场所，VRF室内侧空调管线为冷媒管，仅有小管径的冷凝水管穿越办公区，为降低漏水风险等原因，最终选用了水源多联系统。

2 冷热源侧系统设计

2.1 计算数据

经计算，该大楼夏季空调冷负荷11 334 kW，冬季空调热负荷为6 867 kW。夏季主机侧采用冷却塔散热，冬季当建筑物内部发热不能抵消需热量时，则利用燃气冷凝式真空热水机组作为低温热源。

冷却塔选用6台350t/h的闭式冷却塔，进、出水温为35℃/30℃，冷却塔置于裙房屋面。燃气真空热水机组机房及空调水泵房置于地下一层，选用2台2 800 kW的燃气冷凝式真空热水机组提供低温热源，进、出水温为25℃/30℃。

考虑到系统承压要求及运行安全灵活性的要求，主机侧水系统竖向分高、低两个区。高区换热机房设置在11层避难层。各层楼的空调室外机设置于本层或相邻层的空调机房内，新风机分层独立设置。

2.2 空调自控要求

第一，当楼层任意一台水源热泵VRF室内机开启时，则连锁开启该VRF系统的水源热泵VRF主机。夏季根据供水温度逐台开启相应的冷却水泵及冷却塔，冬季逐台开启相应的热水泵及热水机组。

第二，当楼层水平系统承担的水源热泵机组全部关闭后，由控制中心关闭相应的楼层新风机组，根据供水温度及末端的运行情况。夏季确定逐台关闭冷却水泵及冷却塔，直至全部关闭；冬季确定逐台关闭热水泵及热水机组，直至全部关闭。

第三，水源热泵VRF室内机采用智能化管理系统，具有集中管理功能，能对所有空调室内机的电量消耗情况进行专业的管理，可以方便集中管理和进行能耗监督结算，可实现分室计费。

第四，水源热泵VRF空调系统的自动控制系统应具有计算机远程控制、监测及故障报警功能，同时满足建设方面的配置要求。该控制系统作为产品的系统配套，由供货方完成。

2.3 热源供应

值得一提的是，项目旁边有银行的在建数据中心，冬季可以有余热提供作为本项目的部分热源。但在调研中得知，该数据中心为分批使用，具体的使用情况现阶段无法确认，利用其作为项目热源存在极大的风险。考虑到该办公楼的重要性，所以最终确定热源均采用自建，保证办公的正常稳定使用。若干年后，待数据中心提供的余热稳定且经过利用合理性的评估后，再考虑改造。

3 空调机房设计

水源多联系统的室外机房，由于不像风冷多联室外机有利用外立面百叶的换热要求，核心筒内部布置机房更加灵活。由于主机小巧，机器还可叠放，分层独立施工。当机房紧张时，很大程度地节省了机房的摆放空间，提高了機房利用率。

本项目利用室内机高度较矮的特点，将新风机房与空调室外机房合一，新风机安装在上部，空调室外机置于下部，有的机房当室外机多时，则结合新风管的位置局部上下叠放。同时，空调循环水立管也布置在机房内，这样机房布置紧凑、管理及检修方便，合理地利用了建筑空间。本项目标准层建筑面积约1 800 m2，空调机房（兼新风机房及空调水管井）约28 m2。

本项目的典型空调机房新风侧布置图如图1所示，空调机房水侧布置图如图2所示。以常用的三模块为例，水源多联空调主机接管示意图如图3所示。

需要注意的是，各厂商对水源侧的接管要求均不一致，各项目均需要有中标厂商深化的阶段。对于空间紧张的机房，可以运用BIM技术，根据建立的可视化模型，来调整设备的布置及管路走向。空调机房需提资给排水专业在合适的位置预留地漏。

4 水源多联系统注意事项

4.1 水源多联机的水质要求

水源多联系统中循环水的洁净度要求较高，否则不能满足保证水源多联主机的流量，所以除设置必要的水处理措施外，还需要确保施工、运行阶段的水质干净。具体有以下3点。

第一，施工时，需提醒施工人员在管道运输存放及安装阶段，保证管道的清洁度，严禁施工灰尘及垃圾进入循环水管。运行前需进行多次清洗，保证水质合格后才能开机。

第二，运行中，及时对系统中的Y型过滤器进行清洗，按照厂家技术要求定期监测水质，保证水处理设备的正常运行并及时维护。

第三，建议在机房的供回水干管末端加装旁通，在系统调试之前，进行循环水管道的清洗。

4.2 水冷多联式空调的能效要求

随着水冷多联空调系统的广泛应用，相关的规范要求愈加完善。

第一，在国家标准《多联式空调（热泵机组》GB/T18837-2015[1]中，明确了水冷多联机组的LPLV及EER的要求，如表1所示。

第二，在国家规范《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021[2]中，明确了该类机组的LPLV值最低要求，如表2所示。

第三，设计时，需注意各地的节能规范对相关规范标准还有不同的提高。如浙江省在《绿色建筑设计标准》DB33/1092-2021中，就要求按绿色建筑二星级设计的项目，多联式空调机组的制冷综合部分性能系数LPLV（C）需提高8%。按绿色建筑三星级设计的项目，多联式空调机组的制冷综合部分性能系数LPLV（C）需提高16%。

4.3 总结

水冷多联机的制冷运行范围比较广，一般为7～45℃。运行时，可根据项目所在地的室外空气湿球温度，设定将冷却塔回水温度与冷却塔风机及冷却泵的启动进行联动，从而实现水系统侧的节能。

5 结语

本工程空调系统选用了目前较为先进的水源多联系统，在保证满足建设方使用要求的前提下，减少了对外立面美观度的影响，空调机房布置经济合理、便于检修，循环水系统满足系统承压且运行灵活，结合设计情况着重对此系统进行了相关的应用分析。

参考文献

[1] GB/T18837-2015，多联式空调（热泵）机组[S].北京：中国标准出版社，2016.

[2] GB55015-2021，建筑节能与可再生能源利用通用规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2021.