浅谈恒福威中央空调系统设计

浅谈恒福威中央空调系统设计

刘建华1，张连秀1，佟玥2

刘建华1，张连秀1，佟玥2

1.山东格瑞德集团有限公司山东德州253000；

2.辽宁总队沈阳消防支队辽宁沈阳110000

【摘要】介绍中央空调系统的设计，从蓄冷、蓄热、节能方面介绍系统设计特点。该空调系统自投入使用一年多来，真正做到了蓄冷、蓄热、能量综合利用、节能、达到了预期设计目的和使用效果。

【关键词】蓄冷；蓄热；能量综合利用；节能

【Abstract】Introducesthedesignofair-conditioningsystemforthehotelofHengFuWei,describestheengineerfeaturesbasedoncoolingstorage、heatingstorage、energyutilization、energysaving,Inthepastyear,thisair-conditioningsystemhasreachedtheenergy-saving,andreceivedsatisfactoryeffect

【Keywords】Energy-saving；coolingstorage；heatingstorage；energyutilization

1.工程概况

1.1地理环境特点：该建筑物坐落在地下水源丰富的栖霞市，是一家档次较高的商务宾馆，无冷热源且冬季不允许锅炉采暖。

1.2建筑规模：共四层，框架结构，总建筑面积1000m2。一层为商务大厅，二至四层为标准客房，净高3.0m。

2.设计参数标准客房部分：Tnx=24～28℃，φnx=55～65%；Tnd=18～22℃，φnx=45～55%，噪声≤40dBa；室内风速≤0.2m/s，人员活动区无吹冷热风的感觉。一层大厅：Tnx=25～28℃，φnx=55～65%；Tnd=18～22℃，φnd=45～55%，噪声≤42dBa；室内风速≤0.2m/s，人员活动区无吹冷热风的感觉。其中：Tnx为夏季室内干球温度，Tnd为冬季室内干球温度；φnx为夏季室内相对湿度，φnd为冬季室内相对湿度。

3.空调系统形式的确定

3.1空调主机方案的确定。采用水冷螺杆机组虽然（4.7≤COP≤5.3）耗电量较小但需要冷却塔来冷却制冷机组的冷凝器，冬季无法实现采暖。若采用风冷模块机组虽不需单独的制冷机房及冷却塔机房，但COP≤2.8，耗电量大。若采用水源热泵冷热水机组5.0≤EOP≤5.8最大，不需单独的冷却塔机房，耗电量小，能够实现制冷、热双工况运行。若采用VRV空调系统虽然实现了能量调节达到了节能的目的，但是R22的蒸发温度低，送风温度低使人感觉不舒适。因地下水资源丰富，建议采用地下水直接制冷或采用水冷涡旋冷热水机组提供冷热源。

3.2室内空调末端方案的确定。因主要是商务宾馆，空调采用风机盘管加新风空调形式。

3.3室内排风系统方案的确定。采用带止回阀的排气扇通过竖井排至屋顶。

3.4新风系统方案的确定。每层采用一趟新风主管，每个房间留有开口，墙上留有带过滤装置的防雨百叶新风口

3.5空调单位冷负荷确定。整个建筑物为座东朝西方向且建筑物为370mm砖混墙，通过计算二至四层走廊东边冷负荷70~80W/m2，西边冷负荷80~100W/m2，一层冷负荷100~120W/m2。

3.6空调冷热源提供。由水冷涡旋冷热水机组夏季提供7℃冷冻水（地下水直接制冷），冬季提供45℃空调热水。

3.7空调总冷、热负荷确定。总冷负荷为70KW，总热负荷为65KW，

4.传统的水资源能量利用原理

4.1水冷涡旋机组运行原理为：水冷涡旋机组利用地下水能量提供冷热水，地下水经过机组冷凝器循环，空调水经过机组蒸发器循环，开启井水泵、空调泵、热泵机组。只开启阀门3、4、5、6、7、8、9、10、14、15，其余阀门关闭。

4.2地下井水制冷运行原理（地下水资源充足）为：直接利用地下水的冷量，地下井水（16.5℃）经过空调机组、供回水管道，最后排掉。只开启阀门1、2、3、4、14、15，其余阀门关闭。

4.3夏季机组制取生活热水原理：机组利用地下水能量提供热水（48℃），地下井水（16.5℃）经过水源热泵机组蒸发器后温度降低到7℃，将其回地下井或排掉。只开启阀门3、4、5、6、7、8、9、10、11，其余阀门关闭。

4.4太阳能制取生活热水，地下水经过太阳能水箱，吸收太阳的热量制取50℃生活热水，只开启阀门13，其余阀门关闭。

5.本空调机房系统的水资源能量利用原理

5.1夏季制冷地下井回水热量回收利用。

5.1.1利用地下水直接制冷：地下井水（16.5℃）经过空调机组、供回水管道吸收热量温度升高到23℃，将其并入太阳能供水管道进行加热制取生活热水。只开启阀门1、2、3、12、13、14、15、16、17、18，其余阀门关闭。

5.1.2利用水源热泵机组制冷：地下井水（16.5℃）经过冷凝器后温度升高到28℃，将其注入太阳能进行加热制取生活热水。只开启阀门3、5、6、7、8、9、12、13、14、15、16、17、18，其余阀门关闭。C:以上A、B两种情况高温回水（23℃或28℃），可并入浴池热水管道，减少浴池热水用量。只开启阀门1、2、3、5、6、14、15、16、19，其余阀门关闭。

5.2地下井回水回收利用：以上几种运行情况，地下井水经过空调机组或水源热泵机组后可接入卫生间下水管，对便池进行冲洗。只开启阀门1、2、3、5、6、14、15、16、19，其余阀门关闭。

5.3夏季制冷地下回水冷量回收利用：夏季阴雨天气单靠太阳能制取生活热水不能满足使用要求，可利用水冷涡旋热泵机组制取48℃生活热水，地下井水（16.5℃）经过水源热泵机组蒸发器后温度降低到7℃，将其并入空调冷冻水管道，达到机组双工况同时进行，即提供生活热水的同时提供空调冷冻水。只开启阀门1、2、3、5、6、7、8、9、10、11，其余阀门关闭。

6.本空调机房系统设计的最大特点

6.1为用户提供了一种新的能源利用方式，即将太阳能、地源能、电能进行综合利用，降低运行成本，减少能源浪费。

6.2一水（地下井水）多用：

6.2.1提供冷源：夏季可用地下井水直接制冷。

6.2.2提供生活热水（1）利用地下井水直接制冷：夏季地下水经过空调机组后，吸收热量，水温升高到23℃，若直接排掉或回井造成浪费，23℃地下水经过太阳能进一步加热后制取生活热水（50℃），比单独用太阳能制热水节省1/3的时间。（2）利用水源热泵机组制冷：夏季制冷时，地下井水经过水源热泵机组冷凝器后水温升高到28℃，若直接排掉或回井造成浪费，28℃水经过太阳能进一步加热后制取生活热水（50℃），比单独用太阳能制热水节省1/3的时间。

6.2.3提供洗浴热水：以上B中两种情况的热水可以接入浴池管道，减少浴池热水的用量。

6.2.4提供日常生活用水：以上几种情况的地下水可通过卫生间冲刷厕所、便池。

6.3一箱多用，即生活热水箱可兼做为膨胀水箱，节约设备投资和安装成本。

6.4一机实现双工况同时运行（制热制冷同时运行）：夏季制冷的同时能提供生活热水，夏季制取生活热水的同时能提供空调冷冻水。比单独制冷、热节省1/2运行费用。

6.5节约能源：采用地下井水制冷，比单纯的水源热泵机组制冷用电节约80％，采用以上流程方式利用地下水制取生活热水（50℃）比采用锅炉及电制热费用节省30％。双工况运行时比单独制冷、热节省50%运行费用。

7.结束语

从以上分析可以看出，该空调设计方案即节约能源又增加经济、社会效益，因此正确的选择空调系统形式、节能减排、合理有效的综合利用能源对当今经济发展具有重要意义。

［文章编号］1006-7619（2010）01-25-55

［作者简介］刘建华(1974.4-)，男，大学本科，高级工程师，现任山东格瑞德集团工程支持部长,注册一级机电安装建造师。

张连秀(1978.4-)，女，大学专科，工程师，现任山东格瑞德集团工程支持副部长。

佟玥(1979.11.25-)，男，大学本科，工程师，现任辽宁总队沈阳消防支队副大队长。