許昌中原飯店暖通空調系統設計

牛天才 李卿華 張凡新 薛劍

核工業第五研究設計院（450052）

許昌中原飯店暖通空調系統設計

牛天才 李卿華 張凡新 薛劍

核工業第五研究設計院（450052）

許昌中原飯店是一座按五星級酒店標準設計的商務酒店，其暖通系統的設計主要包括冷熱源選擇、空調水系統、風系統、供暖系統、氣流組織、通風防排煙和自動控制系統等。對暖通系統的設計進行了闡述，為設計人員提供了參考。

酒店；空調；自動控制；防排煙；節能

1 工程概述

許昌中原飯店（見圖1）位于許昌市東城區建安大道與蓮城大道交叉口。為當地一地標性建筑。建筑面積約11.93萬m2，地上39層，地下2層，建筑總高度為179.70 m。建筑功能為商務酒店,地下2層為機動車停車庫和設備用房。地下1層為員工餐廳、廚房、停車庫、設備用房。地上1層為酒店和餐飲大堂、辦公門廳、大堂吧和精品店。2～6層為全日餐廳、中餐廳、宴會廳、多功能廳、茶藝和棋牌等。7～18層為辦公用房。19～38層為酒店客房。39層為觀光餐廳。11、25和屋頂層為避難層。在用地西南角單獨建有3層貴賓樓，設有游泳、娛樂健身等功能用房。

圖1 工程效果圖

2 設計參數及空調負荷

1）空調房間設計參數（見表1）。

表1 空調房間設計參數

2）全樓空調總冷負荷為9 726 kW，冷負荷指標為127 W/m2。總熱負荷為6 288 kW，熱負荷指標為82 W/m2。空調建筑面積為77 500 m2。

3 空調冷熱源

冷、熱源為溴化鋰吸收式一體化直燃機。在地下1層制冷換熱機房設置2臺直燃機，單臺制冷量為4 652 kW，制熱量為3 582 kW，衛生熱水熱量為1 600 kW，燃料為天然氣。冷水供回水溫度7/14℃，空調熱水供回水溫度60/50℃，供全樓夏季和冬季空調使用。生活熱水供回水溫度80/60℃，負擔全樓生活熱水用熱負荷。2組冷卻塔位于裙房屋面，冷卻水供水回水溫度為：37/30℃。

附近規劃有熱電廠，根據甲方要求考慮采用其提供的130/80℃高溫熱水作為備用熱源，采用板式換熱器，制備冬季空調和生活用熱的熱水。裙房人員密集，進深較大，過渡季主機停機，卻仍有供冷的需求。設置2臺板式換熱器，利用一組冷卻塔做為免費冷源，向裙房內區供冷。另外，考慮使用時間不同和設備節能運行，39層觀光餐廳采用一套獨立的變制冷劑多聯機空調系統。在變配電值班室、消防控制室、監控室、電話通訊機房設置獨立式分體空調，以滿足其單獨降溫供暖的要求。

4 空調水系統

考慮負荷側系統較大，阻力較大，采用兩管制二級泵系統，冬夏轉換在機房內分水器、集水器上手動進行。冷源側定流量，一次泵定頻；用戶側變流量，二次泵變頻，分4路系統：

許昌中原飯店裙房及地下室（-1～6層）、辦公區（7～18層）、客房低區（19～24層）和客房高區（26～38層）。25層避難層設中間換熱站，采用整體式換熱機組，高區空調冷水供回水溫度為8.5/15.5℃,空調熱水供回水溫度為：55/45℃。裙房和地下室空調水管路異程布置，辦公、客房低區和客房高區均采用豎向同程系統。集中空調系統補水為軟化水，系統定壓補水采用閉式補水排氣定壓裝置。冬季空調、新風機組（除廚房、洗衣房）均采用電磁式蒸汽加濕器加濕。

5 空調風系統

根據房間的使用功能和運行時間，劃分了若干個獨立的空調風系統。酒店客房、辦公區、中餐廳包間采用風機盤管加新風系統，其中客房、辦公區新風系統豎向分段設置，新風機組分別設置在11、25層和屋頂避難層。酒店大堂、全日餐廳、宴會廳采用定風量全空氣系統，并采用雙風機變新風比以保證過渡季最大新風節能運行。排風機采用變頻風機與新風閥聯鎖，保證排風量為新風量的80%～90%，以維持空調房間正壓。另外，設置一套低溫熱水地板輻射供暖系統，以保證冬季大廳的舒適性。3層和5層的大宴會廳層高均為9.6 m,空調氣流組織為旋流風口頂送，側墻下部回風，其余為頂送頂回。

6 供暖系統

酒店入口大堂設置地板輻射供暖系統，總輻射面積約710 m2，供暖熱負荷為28 kW，因為地板輻射水溫與空調熱水溫度相吻合（60/50℃）。為減少成本，地板輻射供暖系統從裙房地下室空調水環路上，直接引出供、回管支路供給大堂地板輻射用，并在回水管上設靜態平衡閥以保證其末端阻力與空調系統的末端阻力平衡。

7 機械通風系統

1）地下車庫與設備房。地下車庫按防火分區設置機械通風兼排煙系統。直燃機房的通風設計既考慮了自然通風,也考慮了機械通風及事故通風。在直燃機組上空利用吊裝孔設置了室外自然進風百葉,能很好解決直燃機組燃燒所需的空氣量和直燃機房的防爆問題。采用新風機組對補風預冷、余熱；其余設備用房設機械通風系統，其中氣體滅火房間機械排風系統，上部排除1/3，下部排除2/3。

2）廚房通風。本項目的特點是餐廳較多，對廚房通風要求高。廚房區域設2個排風系統，即局部排油煙和全面排風,設對應的2個補風系統。為保證室內負壓，全面補風量和排油煙補風量共占排油煙量的80%，鄰室滲透風量為排風量的10%。廚房全面排風兼事故排風，采用防爆型風機。為達到室內設計溫度利用新風機組進行補風。

3）辦公區和客房通風。辦公區和客房的衛生間豎向分段設置排風系統，與房間新風系統豎向分段一致,由低到高分為5段,分別為：7～10層、12～18層、19～24層、26～31層及32～38層，每個區段各設置2臺組合式熱回收新風機組，衛生間排風匯集并預冷（熱）新風后排放，顯熱熱回收效率大于60%。

8 防排煙及消防系統

塔樓核心筒1#、2#防煙樓梯間、合用前室分段設置加壓送風系統。裙房部分3～8#樓梯的各個梯段、剪刀樓梯間的各個樓梯、合用前室、塔樓各避難區均設置獨立的加壓送風系統。合用前室為常閉系統,防煙樓梯間、避難層為常開系統。

主樓核心筒內走道豎向分段設置排煙系統，每層在2個排煙豎井的側墻上安裝280℃遠控多葉防火排煙口（常閉）,地上各層自然補風，地下室機械補風。裙房各個防火分區自然或機械排煙，機械排煙采用豎向系統，排風機設置在裙房屋面，每層排煙支管與排煙豎井連接處設280℃常閉防火閥。火災時，就地手動或消防控制中心遠控自動打開著火防煙分區內的遠控多葉排煙口，連鎖打開排煙支管上的常閉排煙防火閥（若有）,連鎖啟動排煙風機及對應的補風機。當排煙溫度達到280℃時，排煙風機前的防火閥熔斷關閉，并聯動排煙風機停機。加壓送風：火災時，就地手動或遠控自動打開著火層及相鄰上一層（共計2層）的消防電梯前室常閉電動多葉送風口，連鎖啟動對應加壓送風系統的風機和所有樓梯間、避難層加壓送風系統的風機。

9 空調通風系統控制

空調系統采用DDC系統控制,所有設備均能就地啟停。除少數就地使用的風機(或排氣扇)、風機盤管、機房專用空調機及分體空調機外，所有設備均應有手動及DDC自動控制轉換開關。當開關處于手動狀態時，DDC系統應能監視設備的運行狀態。大部分設備也能在自控室中通過中央電腦進行遠距離啟停。

自控系統的設置范圍包括冷源系統、熱源系統、空調機組、各類風機等。控制內容如下：

1）直燃機供冷工況：根據冷量需求確定運行機組的臺數，直燃機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔運行臺數和大小一致。順序啟停控制：開機順序為對應的電動蝶閥打開→冷凍水泵→冷卻水泵→冷卻塔風機→冷水機組。停機順序為冷水機組→冷凍水泵→冷卻水泵→冷卻塔風機→對應的電動蝶閥關閉。冷凍水壓差控制：根據冷凍水供、回水總管壓差，自動控制循環水泵變頻運行。

2）供熱工況：根據冬季供熱狀況，決定采用市政供熱還是直燃機供熱，可手動切換閥門。根據熱量需求確定運行換熱器（或機組）的臺數，換熱器、熱水循環泵運行臺數一致。開機順序為對應的電動蝶閥打開→熱水循環泵，停機順序相反。根據二次側供回水溫度和室外溫度,通過一次側電動調節閥控制二次側供水溫度。當機組流量＜70%，調節旁通閥開度，恒定二次側壓差。

3）免費供冷工況：根據冷量需求確定運行換熱器的臺數，換熱器、免費冷循環泵運行臺數一致。開機順序為對應的電動蝶閥打開→免費冷循環泵→冷卻水泵→冷卻塔風機。停機順序為免費冷循環泵→冷卻水泵→冷卻塔風機→對應的電動蝶閥關閉。

4）空調機組：根據回風溫度通過電動調節閥控制冷熱量。冬夏季根據回風CO2濃度，通過新風、回風電動風閥和排風機變頻控制新風比例。過渡季節根據室內外空氣焓值，控制新風比例。

5）新風機組：根據送風溫度通過電動調節閥控制冷熱量。根據回風CO2濃度，控制機組啟停。

6）風機盤管設獨立溫控系統。

7）通風系統：包括各通風系統的啟停控制，如風機狀態顯示、事故報警。送風機應與對應的排風機連鎖啟停。汽車庫通風系統的啟停由CO濃度控制，同時能夠時鐘控制。廚房事故通風系統由CO濃度或燃氣濃度控制,報警后自動關閉緊急燃氣切斷閥，連鎖事故風機啟動。制冷站設燃氣濃度報警器，連鎖事故風機啟停。采用DDC控制系統對空調系統運行進行監控，根據室外環境和室內人員對建筑物使用狀態進行控制，在保障舒適環境前提下達到經濟運行的目的。

10 設計心得

1）未來3年有熱電聯產投入使用，冬季利用高溫廢熱制取空調和衛生熱水，有利于能源的綜合利用。

2）空調二次水循環泵采用變頻水泵，根據各環路的實際需求，變流量運行，節省水泵運行費用。

3）裙房以餐飲為主，過渡季節采用利用冷卻塔免費冷空調，最大限度利用天然冷源。

4）主樓新風系統采用帶熱回收裝置的新風機組，回收排風冷、熱量，減少新風空調負荷。

5）酒店大堂屬高大空間，采用全空氣空調與地板輻射供暖相結合的系統，避免了冬季溫度梯度過大，提高舒適性。

[1]GB 50736-2012,民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].

[2]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊(第二版)[M].中國建筑工業出版社,2007.