北京某商業辦公空調設計

李金雙，彭博

（中國建筑設計研究院有限公司，北京 100044）

1 工程概況

本工程位于北京市朝陽區，總用地面積約：0.937ha，總建筑面積約：19.3萬平方米。地上25層；地下6層，建筑高度：99.55m。工程使用性質為高端寫字樓，同時，建筑內設有為辦公服務的餐飲區、辦公大堂、休閑區,金融區、后勤管理區、地下車庫、設備區、人防區等相關配套功能。

2 空調設計

2.1 主要設計參數

表1 室外計算參數（北京）

表2 室內設計參數

2.2 空調冷熱負荷

本工程位于寒冷地區，設有集中空調系統，總建筑面積193000m2,空調設計冷負荷為17195kW,冷指標為89W/m2；空調設計熱負荷為15300kW,熱指標為79W/m2。

2.3 空調冷源

本工程選用3臺雙工況變頻離心式制冷機組，單臺機組制冷工況制冷量3058kW（900 RT），制冰工況制冷量2148kW，電源采用380V/50Hz，制冷劑采用R134a環保冷媒，載冷劑采用25%乙二醇溶液。機組制冷工況乙二醇進出口溫度7℃/11.5℃，COP為5.63，冷卻水供回水溫度為32／37℃；制冰工況乙二醇進出口溫度-5.6℃/-2.42℃，冷卻水供回水溫度為30／33.6℃。

表3 機械通風系統設計參數

表4 區域負荷指標

本工程總有效潛熱蓄冰冷負荷為48084KWh，蓄冰裝置采用蓄冰桶內融冰方式，配置88個蓄冰桶，每個潛熱蓄冷能力650KWh。蓄冰桶布置在地下六層蓄冰機房內。乙二醇溶液系統為同程系統，分組控制，每個冰桶入口設置調節閥，蓄冰工況時，蓄冷溫度為-5.6℃；

融冰工況時，蓄冰裝置乙二醇出口供冷溫度為4℃。

冰蓄冷系統與冷凍水系統采用間接連接方式。供冷時載冷劑（25%乙二醇溶液4℃/11.5℃）經3臺板式熱交換器熱交換，為末端設施提供5/13℃的大溫差冷凍水。

冷凍機房內設有4臺乙二醇溶液循環泵（三用一備），4臺冷卻水循環泵（三用一備，均變頻），4臺冷凍水循環泵（三用一備，均變頻），分別與雙工況制冷機組和板式換熱器相對應。

本工程基載主機選用2臺250冷噸螺桿式冷水機組，冷凍水供回水溫度為5/13℃，冷卻水供回水溫度為32／37℃。在冷凍機房內另設有2臺冷卻水循環泵和2臺冷凍水循環泵，與基載主機相對應使用。

冷卻塔設置于屋面上，與雙工況制冷機組和基載主機相對應，在冷凍機房內設置冷卻水加藥裝置、冷凝器在線清洗裝置。其中2臺用于冬季供冷的大冷卻塔設電加熱器，在室外相關管道設置冬季電伴熱系統，冬季提供8℃/11℃冷水，通過設置于機房內的2臺板式換熱器換熱，提供9℃/12℃冷水，滿足冬季供冷的需求。

蓄冰系統為閉式系統，采用閉式膨脹定壓罐定壓，乙二醇溶液儲存在閉式水箱內，通過壓力傳感器啟動乙二醇補水泵補液。空調冷水系統采用1臺定壓補水裝置定壓，配有2臺補水泵（一用一備）、閉式膨脹定壓罐，設備與附件工作壓力為1.6MPa。

辦公樓的租戶冷卻水循環系統總換熱能力為2000kW，其中北塔1500kW，南塔500kW，兩塔間預留300kW調配負荷。地下五層設備機房內設3臺800kW板式換熱器，3臺一次側冷卻水泵，和3臺二次側冷卻水泵，二次側冷卻水泵為變頻泵；北塔使用2臺，南塔使用1臺換熱器，在設備機房內系統管線相連，以便兩塔間調配負荷。一次側冷卻水供回水設計溫度為30/35℃，二次側冷卻水供回水設計溫度為32/37℃,相對應的冷卻塔設置于屋面上。租戶自用冷卻水系統的二次側為閉式系統，采用膨脹水箱定壓，膨脹水箱設于屋頂水箱間內，膨脹水箱的安裝高度應保證水箱最低水位高于租戶自用冷卻水系統的最高點1000mm，膨脹水箱補水兼做系統補水，系統設備與附件承壓為1.6MPa。

圖1 空調冷源系統原理圖

2.4 熱源

本工程集中空調系統熱源來自市政熱力提供的高溫水（150℃/90℃），在北塔和南塔各設1個熱交換站，分別設于地下三層北塔北側和南塔西南側。

北塔和南塔熱交換站各設置1套換熱系統,提供60℃/45℃的低溫熱水，1套定壓補水裝置,配有兩臺補水泵(一用一備),設備與附件承壓1.6MPa。

2.5 地面輻射供暖系統

本工程1層大堂設地面輻射供暖系統，設計熱負荷為142kW,在南塔熱交換站設置1臺熱水換熱機組，提供45℃/35℃的低溫熱水。1套定壓補水裝置定壓，配有兩臺補水泵（一用一備），設備與附件承壓為0.6MPa。

2.6 空調水系統

本工程空調水系統為四管制系統，空調冷水泵，熱水泵和空調末端均變流量運行；在空調冷、熱水總供回水管間設有壓差電動旁通閥。

2.7 空調風系統

對于大空間區域采用雙風機全空氣系統，其他位置采用風機盤管加新風處理機系統。

消防控制室、電梯機房等采用帶獨立冷源的分體式空調機組，以滿足其24h獨立運行的要求。

2.8 機械通風系統

廚房、設備用房等機械補風加熱系統選用吊裝空調機組，均配有過濾器和加熱器,以保證一般機房冬季的送風溫度不低于5℃。設備用房、衛生間等機械送排風系統選用軸流風機或離心風機箱。

（1）設備用房事故通風系統：本工程的地下一層設有柴油發電機房，采用柴油為燃料，柴油發電機房和油箱間內分別設泄漏探測系統及事故排風裝置，當室內濃度超過額定標準時，將關斷油管緊急切斷閥，同時，事故排風機開啟，同時，發電機停止運作，以保障系統的安全。

本工程冷凍機房設有事故通風系統，事故排風口上沿距室內地坪距離為1.2m，事故通風換氣次數為12次/h。在變配電室設下排風口排除氣體滅火后的殘余氣體；在穿過變配電室墻處的送、排風管上設電動風閥，按火警信號自動切斷風管，滅火后能按消防中心信號打開電動風閥和送、排風機，排除殘余氣體，手動開關設在變電室外。

地下車庫設有排風兼排煙和送風兼排煙補風系統,分別選用排煙軸流風機和軸流風機，安裝在地下車庫風機房。

（2）本工程廚房機械通風系統：所有廚房的通風系統由送/排風機、排油煙機以及廚房排油煙凈化設備組成。廚房的廢氣需先經高壓靜電油煙凈化裝置凈化，除去油煙和氣味后，達到排放標準后再經廚房排風機排至室外。平時，廚房排風系統和送風系統兼事故通風使用。廚房內均設有燃氣泄漏探測系統及事故排風裝置，當廚房內燃氣濃度超過額定標準時，事故排風機將開啟，同時切斷緊急供氣閥門。廚房的事故排風機與廚房平時排風機共享，均為防爆風機。

3 結語

冰蓄冷是一個較為復雜的系統工程，其設計有別于常規系統，對冷卻塔、冰槽、主機和水泵的要求比較高，各大主機、蓄冰裝置廠家的設備也差別很大，所以，設計冰蓄冷系統的時候，必須嚴格按照各設備廠家的選型參數進行匹配、校核，結合專業的知識，全面地做出分析和判斷，這樣才能做出成功的冰蓄冷系統。

由于該類建筑的空調負荷主要由人體負荷、照明和設備負荷、新風負荷組成，而設計時不確定的業態也給冷熱量的計算和系統設計帶來了不確定性，因此冷熱源宜盡量分散設置，空調系統的劃分宜采用集中空調系統與分散式空調相結合的方式。空調通風設備、空調水管、豎向管道和豎井設計，要留有一定的富裕量，以適應業態改變引起的變動。水管井、風井盡可能緊靠樓梯間或鋼筋混凝土墻體等不容易改變位置的圍護結構。進、排風口的設計應盡可能為今后的外立面設計留有一定的彈性。本工程風管與外立面風口之間設有土建夾墻間接連接，在一個開間內為外立面風口形狀、大小、安裝高度等的確定提供了很大的靈活性。