佛山某商業綜合體坐落于廣東省佛山市南海區金融高新區中央大街以南，屬夏熱冬暖地區，建筑面積約116635m2，建筑高度為123.5m，屬于一類高層建筑。負1至負3層為汽車庫，負1層設有超市庫房、商業和設備房；負1至地上7層為商業（其中5至7層為小商業）；塔樓5至9層為商業，地上11至21層為辦公用房，地上23至27層為酒店，其中10層和22層為避難層。

一、空調設計

　　01.冷熱源方案分析

　　據建筑圖與負荷計算得冷熱負荷如下表1：

　　針對本項目空調系統的使用特點，按商業辦公、酒店分別獨立設置空調為原則，每個區域分別考慮冷熱源比選方案。

　　1)商業、超市空調系統設計

　　對于夏熱冬暖地區，商業應優選水冷機組，商場在各個時間段空調需求差異較大或區域冷負荷需求差異較大。不在建筑總負荷10%——100%范圍時，采用N大一小或N大兩小配置，定頻機組與變頻機組組合的方式，機組運行效率較高。對于高能效冷水機組的選型，其換熱器越大，蒸發器、冷凝器阻力越低。

　　商業、超市可考慮分設水冷中央空調方案與合設水冷中央空調方案。

　　當商業、超市分設空調系統時，超市選用兩臺制冷量415kW變頻螺桿式冷水機組，總制冷量為830kW，冷水機組及水泵設于負1層制冷機房;商業選用一臺制冷量2461kW定頻、一臺制冷量2461kW變頻和一臺制冷量1231kW變頻離心式冷水機組，總制冷量為6153kW，可實現獨立運行及維修管理，達到商業、超市價值利益的最大化。

　　當商業、超市合設空調系統時，選用一臺制冷量2813kW定頻、一臺制冷量2813kw變頻和一臺制冷量1406kW變頻離心式冷水機組，總制冷量為7032kW。在一定程度上避免了重復設置獨立的制冷機房、控制室等增加建筑物的使用面積的問題。

　　考慮到超市營業時間為9:00-22:00，商場營業時間為10:00--22:00。商業、超市分設系統可獨立控制及計費，方便管理;可分步投資，超市系統可由運營單位自主安裝;故而采用商業、超市分設水冷中央空調方案。塔樓5至9層商業采用多聯機空調系統，總制冷量為2075kW，室外機設于10層避難層。

　　2）辦公、酒店空調系統設計

　　塔樓11至21層為辦公室，工作時間為8:30-17:30。冷熱源方案一為水冷多聯機，方案二為風冷多聯機。水冷多聯機每兩個房間設一套25.2kW多聯機承擔室內負荷，每層共設8套；另外每層設兩套45kW多聯機承擔新風負荷，總制冷量為3207.6kW。多聯制冷主機設于新風機房，設3臺循環水量300m3/h閉式冷卻塔及3臺流量300m3/h，揚程20mH?O的冷卻水泵放置在塔樓屋面。風冷多聯機每層設兩套101.5kW多聯室外機承擔室內負荷，另外每層設兩套45kW多聯室外機承擔新風機負荷，總制冷量為3223kW。室外機設于10層、22層避難層。

　　塔樓23至27層酒店24小時運營;冷熱源方案一為風冷熱泵模塊機組，方案二為風冷多聯機。方案一采用8臺制冷量130kw，制熱量142kW風冷熱泵模塊機組，總制冷量為1040kW，總制熱量為1136kW;設4臺流量45m3/h，揚程24mH?O冷凍水泵放置在塔樓屋面。方案二每層設兩套73.5kW多聯機承擔室內負荷，設兩套45kW多聯機承擔新風負荷，總制冷量為1040kW，總制熱量為1136kW。室外機放置于屋面。

　　各方案主機設備運行耗電量按10%——100%不同負荷率出現時間統計，其中年運行負荷比率:100%的負荷情況占10%;75%的負荷情況占50%;50%的負荷情況占30%;25%的負荷情況占10%。供冷期按180天，供熱期按90天，空調同時使用率按80%，電費按1.0元/kWh算。現對辦公樓、酒店的兩種方案分別進行經濟分析比較如下表2、表3:

　　由上表2可看出水冷多聯機相對風冷多聯機的初投資高，而運行維修費用低。方案一需設水源側冷卻塔和循環水系統，循環水源需充足、清潔且需要定期清洗水過濾器從而增加運行成本。方案二系統可兼顧夏季供冷及冬季供暖；智能控制程度高，總投資較低，因此辦公推薦使用風冷多聯機。

　　由上表3可看出風冷熱泵相對風冷多聯機的初投資低，而運行維修費用高。多聯機室外機采用壓縮機變頻調節且室內側采用直接蒸發式，部分負荷時綜合能效系數IPLV值較高，使用更省電。多聯機空調系統的季節能效比隨時間的變化相對比較小。風冷熱泵機組部分負荷時，系統調節性較差，系統綜合能效與智能控制程度較低，因此酒店推薦使用多聯機空調系統。

　　02.空調系統設計

　　商場、超市空調水系統采用設計溫度為7/12℃的供回水系統，設計溫度為32/37℃的冷卻水系統，采用一次泵末端變流量兩管制系統。空調風系統中超市、大堂等大空間采用全空氣處理機組，過渡季節實現全新風運行。商業區域采用風機盤管或吊頂式空氣處理機組。塔辦公及酒店區域采用風管式或四面出風式多聯室內機。

二、通風與防煙排煙系統設計

　　01.通風系統設計

　　1)汽車庫、超市庫房設平時通風兼消防排煙系統，制冷機房設平時通風兼事故后通風系統，通風量按規范換氣次數設計。

　　2)配電房等設平時通風兼氣滅后排風系統。

　　3)電梯機房、水泵房均設機械通風系統，垃圾房設獨立帶除異味裝置的排風系統。

　　4)裙樓預留餐飲功能的商鋪按換氣次數預留土建豎井，豎井內設不銹鋼風管。

　　02.防煙排煙系統設計

　　1）首層大堂、入口中庭和5-7層小商業單體均采用可開啟外窗自然排煙。裙樓其余商業、走道或回廊及中庭均設機械排煙設施，每層商業外墻均設固定窗。塔樓辦公用房及內走道，采用機械排煙、自然補風，排煙風機風量按規范規定選取。風機置于夾層機房內、避難層或屋面機房內。

　　2）各防煙樓梯間、獨立前室、合用前室、消防電梯前室均分別設機械加壓送風系統。避難層均設置機械加壓送風系統，并在外墻設可開啟外窗。風機置于夾層機房內、避難層或屋面機房內。

圖片來源：IESPlaza綜合能源服務網

三、空調系統自動控制及節能設計

　　01.空調系統自動控制

　　機房群控系統是對整個系統進行監測和控制的智能化系統集成，能自動判斷末端負荷的變化，自動控制設備的啟停、加減運行臺數來實現制冷機房的自動化高效運行。

　　02.節能設計

　　1)優化冷卻塔選型與設計。冷卻塔盡可能靠近機房放置，減短冷卻水管的長度，有助于降低冷卻水泵揚程;同時盡可能選用揚程小的冷卻塔。冷卻塔風機采用變頻運行增大換熱面積與采用變流量噴灑技術和不對稱型布孔方式實現均今布水，有利于降低冷卻塔進出水溫度。

　　2)優化空調水系統設備選型減少水系統輸送能耗。選用效率大于80%的高效雙吸水泵，電機能效等級滿足二級及以上，并設變頻調速裝置。空調系統處于部分負荷時冷凍水泵依據供回水溫度變頻調速運行，大幅度減少空調系統輸送能耗。采用變頻技術的節能率越高，投資回收期越短。

　　3)選擇定頻機組與變頻機組組合的方式,可以提升空調系統的運行效率。在冷負荷較小的情況下，空調系統可以采用變頻冷水機組作為主要冷源，依據實際情況動態調整空調運行功率，減少不必要的能耗。

　　4)優化空調水系統管網設計減少水系統輸送能耗。水系統設計最優路由，選用低水阻空調末端、低阻力閥件和避免重復設置閥，對每個環路進行水力平衡校核;空調回水管上電動比例積分閥接入自控系統，避免部分負荷時出現“大流量、小溫差”現象。

　　5)空調風系統末端設計根據功能區進行合理布置。通過室內溫濕度模塊傳感器監測參數，調節送風溫度、水閥開度及風機頻率;吊柜、風機盤管易實現對系統進行分區控制，末端裝置可獨立啟停的主要功能區比例達90%以上。

　　6)大空間全空氣處理機組在過渡季節時控制器可根據室內外焓差，自動調節新回風比例，以達到節能效果。

　　7)設備選型時選用高效冷水機組，名義工的參數值高于《公共建筑節能設計標準》和《綠色建筑評價標準》要求，按綠建要求制冷性能系數比現行國家標準規定值提高一定幅度。

　　8)選用高效節能的通風空調設備，地下車庫設一氧化碳檢測裝置，與排風設備聯動，根據檢測值啟閉通風系統。

四、結語

　　空調系統多種多樣，針對不同類型的項目，從空調系統節能及可靠性的角度出發，合理地設置不同的冷熱源系統和空調末端系統從而減少對初投資、空調系統運行、系統維護等費用的影響，對建筑的能耗尤為重要。在系統設計中，采取相關節能措施和節能設備、對系統管網計算和設計精細化并通過自動控制系統對其進行有效的控制，可實現系統的高效運行，提高能效，為碳達峰、碳中和出一份力。（文/張有華）