東營(yíng)藍(lán)海酒店空調(diào)冷熱源及系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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張亞立
中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院
摘要：本文介紹酒店空調(diào)冷熱源及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和控制方法。采用地源熱泵為空調(diào)冷熱源，熱回收型熱泵機(jī)組供冷的同時(shí)可以供應(yīng)生活熱水。冬季內(nèi)區(qū)利用水源回水進(jìn)行換冷供冷。對(duì)土壤換熱器的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)形式進(jìn)行了詳細(xì)闡述。本文對(duì)酒店空調(diào)水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)、集中熱回收系統(tǒng)和消聲減振措施進(jìn)行闡述。
1 工程概況
東營(yíng)藍(lán)海酒店是山東藍(lán)海酒店集團(tuán)建設(shè)的五星級(jí)酒店，總建筑面積為80692 m2。酒店A區(qū)為公共服務(wù)區(qū)地上3層，建筑高度14.1 m;酒店B區(qū)、C區(qū)為客房區(qū)地上五層，建筑高度19.7 m。D區(qū)為機(jī)房和宿舍區(qū)地上6層，建筑高度23.4 m。
2 空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)
2.1空調(diào)冷熱負(fù)荷
表1為經(jīng)計(jì)算得出的空調(diào)冷熱負(fù)荷。
2.2空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)
采用三臺(tái)地源熱泵機(jī)組供冷供熱，集中熱泵站設(shè)在宿舍區(qū)一層。
1)空調(diào)冷源
空調(diào)系統(tǒng)夏季總冷負(fù)荷為8191 kW，空調(diào)系統(tǒng)冷源為三臺(tái)（帶熱回收型）地源熱泵機(jī)組，單臺(tái)熱泵機(jī)組制冷量2780 kW，熱回收量398 kW。夏季空調(diào)冷水供回水溫度7/12℃，冷凍水流量479 m3/h，冷凍水泵定流量運(yùn)行；夏季設(shè)計(jì)地源側(cè)供回水溫度25/30℃，地源水流量564 m3/h，地源水泵變流量運(yùn)行；熱回收熱水供回水溫度45/40℃，熱水流量69 m3/h，做為生活熱水補(bǔ)水。
冬季利用天然冷源地源水的回水進(jìn)行換冷供冷，設(shè)一臺(tái)換冷供冷機(jī)組，換冷板換考慮20%余量，換冷板換負(fù)荷為1944 kW，一次水供回水溫度5/10℃．二次水供回水溫度7/12℃。 2)空調(diào)熱源
冬季總熱負(fù)荷為7721 kW，單臺(tái)熱泵機(jī)組制熱量2642 kW。冬季空調(diào)熱水供回水溫度為50/45℃，熱水流量456 m3/h;冬季地源側(cè)供回水溫度10/5℃，地源水流量360 m3/h。
3)低位熱源設(shè)計(jì)
由于夏季熱泵機(jī)組向土壤中排熱量大于冬季從土壤中取熱量，為保證冬夏季土壤的熱平衡，地源井按照冬季工況設(shè)計(jì)，夏季滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，不足部分排熱量利用冷卻塔散熱。選用一臺(tái)590 m3/h冷卻塔，冷卻塔風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng)機(jī)，為保證地源側(cè)水質(zhì)，冷卻塔采用閉式冷卻塔。夏季由地源水供水溫度(溫度不高于33℃)控制冷卻塔啟停。
土壤換熱系統(tǒng)采用豎直埋管系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)結(jié)構(gòu)狀況和地勘試驗(yàn)結(jié)果，確定地埋孔深度和數(shù)量。埋孔位置選在建筑物北側(cè)，共計(jì)1050個(gè)孔，布管采用雙U型管，孔深120m，孔徑150 mm，孔間距5m，回填材料為膨潤(rùn)土十石英砂。換熱管材選用聚乙烯PE管材，管道外徑32 mm，內(nèi)徑25mm。土壤換熱系統(tǒng)采用同程式布置。
空調(diào)冷熱源系統(tǒng)原理圖如圖1所示。
實(shí)際運(yùn)行工況：東營(yíng)地區(qū)地下水位高，距離室外地坪1.5 m，地源井換熱效果好，夏季地源側(cè)實(shí)際出水溫度24~27℃，冬季地源側(cè)實(shí)際出水溫度9～12℃。
4)冷熱水管地溝敷設(shè)
酒店樓宇分散，且沒(méi)有集中地下室，熱泵機(jī)房設(shè)在宿舍樓一層，冷熱水管由通行地溝輸送到餐飲樓、康體樓、客房樓內(nèi)。地溝敷設(shè)圖如圖2所示。
3 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
熱泵主機(jī)側(cè)為一次泵定流量系統(tǒng)，酒店、商業(yè)、客房末端風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)為四管制變水量系統(tǒng)�？照{(diào)機(jī)組的水系統(tǒng)采用二管制變水量系統(tǒng)。熱泵主機(jī)優(yōu)先啟�？刂�，當(dāng)調(diào)至單臺(tái)熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，由壓差旁通控制裝置調(diào)節(jié)末端變水量運(yùn)行�？照{(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管末端設(shè)備處設(shè)置電動(dòng)兩通平衡閥。水系統(tǒng)采用密閉隔膜式膨脹水罐定壓。加濕采用高壓噴霧加濕膜組合方式。
4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以豎向分層、橫向按防火分區(qū)設(shè)置為原則，同時(shí)根據(jù)建筑使用功能及用途分別對(duì)應(yīng)設(shè)置全空氣空調(diào)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及多聯(lián)式分體空調(diào)系統(tǒng)。
4.1多功能廳
多功能廳位于酒店前區(qū)一層，空調(diào)面積800 m2，層高10 m。宴會(huì)廳具有人員密度大，冷濕負(fù)荷大的特點(diǎn)，采用全空氣雙風(fēng)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)過(guò)渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行。空調(diào)送風(fēng)方式采用旋流風(fēng)口頂送風(fēng)，回風(fēng)利用建筑夾壁墻，距地面400 mm下部回風(fēng)口回風(fēng)。多功能廳夏季、冬季焓濕圖h-d如圖3～4所示。夏季、冬季送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)見(jiàn)表2～3所示。夏季、冬季空調(diào)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-5所示。經(jīng)過(guò)一個(gè)冬夏季試運(yùn)行，室內(nèi)工況完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，室內(nèi)溫濕度適宜。
4.2客房
客房空調(diào)系統(tǒng)為四管制風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)。為避免人員吹風(fēng)感，風(fēng)盤送風(fēng)至玻璃幕墻處，下送風(fēng)下回風(fēng)�？头繀^(qū)域設(shè)置集中熱回收系統(tǒng)，一層設(shè)備管廊內(nèi)將客房排風(fēng)集中回收，采用兩臺(tái)熱管式熱回收機(jī)組回收排風(fēng)熱量，熱回收效率60%。
4.3游泳池
游泳池采用帶冷凝熱回收的除濕熱泵機(jī)組(表6)，為泳池提供除濕、夏季供冷、冬季供熱，同時(shí)供應(yīng)泳池?zé)崴?
5 消聲減振設(shè)施
1)設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)墻均作隔聲、吸聲、降噪處理。
2)制冷主機(jī)、水泵等采用柔性接口及彈簧減振設(shè)備基礎(chǔ)。
3)空調(diào)機(jī)組和通風(fēng)機(jī)設(shè)彈簧減振、消聲軟接等消聲設(shè)備�？照{(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組送回風(fēng)管及送風(fēng)機(jī)排風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)管設(shè)雙層阻抗復(fù)合式消聲器。
4)酒店客房要求室內(nèi)A聲級(jí)噪聲值低于35 dB，設(shè)計(jì)選用低噪聲風(fēng)盤設(shè)備。
6 自控設(shè)計(jì)
本工程中的空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、冷熱源及空調(diào)水系統(tǒng)均采用直接數(shù)字控制系統(tǒng)( DDC)。該系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)建筑內(nèi)各種空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行集中管理，功能包括各系統(tǒng)動(dòng)態(tài)圖像顯示、數(shù)據(jù)采集、故障報(bào)警及報(bào)表打印等�？刂葡到y(tǒng)由微機(jī)控制中心、分布式直接數(shù)字控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)、傳感器、執(zhí)行器及控制軟件等組成。軟件具備操作指導(dǎo)程序及設(shè)有密碼保護(hù)功能，直接數(shù)字控制器(DDC)具有可編程功能，并可在不與主機(jī)通訊的情況下獨(dú)立完成各軟件控制功能，可就地顯示該(DDC)所控設(shè)備的狀態(tài)及設(shè)定點(diǎn)的溫度、濕度。當(dāng)供電故障時(shí)，DDC自身應(yīng)保證不小于72h的供電。
空調(diào)系統(tǒng)水路主機(jī)側(cè)為定流量系統(tǒng)，末端用戶側(cè)為變流量系統(tǒng)，熱泵主機(jī)優(yōu)先啟�？刂疲�(dāng)調(diào)至單臺(tái)熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，由壓差旁通控制裝置調(diào)節(jié)末端變水量運(yùn)行，保證冷負(fù)荷側(cè)壓差維持在一定范圍。冬季供應(yīng)空調(diào)熱水，夏季供應(yīng)空調(diào)冷水，通過(guò)電動(dòng)切換閥進(jìn)行冬夏季工況轉(zhuǎn)換。夏季供冷工況，根據(jù)地源水供水溫度控制冷卻塔啟停。空調(diào)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組冷水回水管上設(shè)壓差平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，通過(guò)調(diào)節(jié)表冷器的過(guò)水量以控制機(jī)組送風(fēng)溫度。
7 實(shí)際運(yùn)行效果
空調(diào)系統(tǒng)自2012年8月試運(yùn)行以來(lái)，熱泵主機(jī)運(yùn)行良好。大堂、多功能廳客房等室內(nèi)溫濕度滿足設(shè)計(jì)要求，客房風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)噪聲值符合設(shè)計(jì)要求。
