綜合體機電(暖通中央空調(diào)部分)設計選型淺談

綜合體機電（暖通中央空調(diào)部分）設計選型淺談??城市綜合體（HOPSCA）是將城市中商業(yè)、辦公、居住、酒店、展覽、餐飲、會議、文娛、交通等城市生活空間的三項以上進行組合，并在各部分之間建立一種相互依存、相互助益的能動關系，從而形成一個多功能、高效率復雜而統(tǒng)一的建筑或建筑群。城市綜合體中各類物業(yè)形態(tài)對于機電的要求都各有特性，在設計時我們通常需要根據(jù)各物業(yè)特性以及物業(yè)定位，準確的選擇機電的形式、容量等。空調(diào)一般由冷熱源、空氣處理設備、輸送管道、以及空氣分配裝置所組成，根據(jù)需要可以組合成許多種不同的系統(tǒng)。按主機的設置情況可分為：1、集中系統(tǒng)：集中式系統(tǒng)按制冷方式或冷熱源的不同，有常規(guī)電制冷系統(tǒng)、燃氣制冷系統(tǒng)、冰（水）蓄冷系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)等。2、半集中系統(tǒng)：有水環(huán)熱泵系統(tǒng)，大型風冷熱泵系統(tǒng)。3、全分散系統(tǒng)：有VRF（多聯(lián)變冷媒中央空調(diào)）系統(tǒng)、分體式空調(diào)。按負擔室內(nèi)負荷所用介質可分為：1、全空氣系統(tǒng)。2、全水系統(tǒng)：冷輻射系統(tǒng)。3、空氣+水系統(tǒng)：風機盤管+新風系統(tǒng)。4、冷媒系統(tǒng)：有VRF（戶式中央空調(diào)）系統(tǒng)、分體式空調(diào)。一、房間空調(diào)器（分體式空調(diào)）房間空調(diào)器（分體空調(diào)）是一種向密閉空間（如房間）或區(qū)域直接提供經(jīng)過處理的空氣的設備，由室外機和室內(nèi)機二個大部件組成，它采用空氣冷卻式冷凝器和全封閉制冷壓縮機，制冷量一般在7000W以下。由于房間空調(diào)器出風溫度不可調(diào)（14度左右），空調(diào)舒適性較差，一般適用于民用住宅建筑及有以下需求的公共建筑。1、公共建筑（散租散售性型物業(yè)）在下列情況下可采用分體空調(diào)：1）、乙類建筑中要求空氣調(diào)節(jié)設施的房間（甲類建筑不推薦）；2）、需要24小時運行或公共建筑空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行停止時仍需空調(diào)的房間；3）、經(jīng)營項目使用性質頻繁變動、內(nèi)部裝飾相對頻繁變動的空調(diào)房間或建筑；2、選用房間空調(diào)器時，在建筑平面設計和立面設計中，均應考慮室外機的合理位置，既不應影響立面景觀，又應利于與室外空氣的熱交換，同時，便于清洗和維護室外散熱器（室外機），室外機布置應符合下列要求：1）、室外機應安裝在南、北或東南、西南向的外墻上。2）、室外機應避免室外換熱器進、出氣流短路。3）、多層或高層建筑的室外機不宜從下到上逐層依次布置在建筑的豎向凹槽內(nèi)。3、房間空調(diào)器產(chǎn)品能效等級不一，從2.2-3.2不等，一般房間空調(diào)器投資約為180-250元/m2。4、設備正常使用壽命約為8-10年；外機的設置與外立面的關系：空調(diào)布線原則：空調(diào)器的耗電在家庭電費支出中，占較大的比例。除了要選擇功率大，耗能小的空調(diào)器外，還要在安裝時進行合理布置，才能起到更好的節(jié)能效果。分體式空調(diào)在住宅中的縱向布置方式一：分體式空調(diào)在住宅中的縱向布置方式二：分體式空調(diào)在住宅中的縱向布置方式三：分體式空調(diào)在住宅中的窗下布置方式一：分體式空調(diào)在住宅中的窗下布置方式二：分體式空調(diào)在住宅中的窗下布置方式三：二、VRF空調(diào)系統(tǒng)VRF（VariableRefrigerationFlow）是變制冷劑流量變頻空調(diào)系統(tǒng)的總稱，也叫戶式中央空調(diào)，該空氣調(diào)節(jié)方式?jīng)]有空氣調(diào)節(jié)水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)，系統(tǒng)簡單，管理靈活，自動化程度高，能滿足空調(diào)區(qū)域分室調(diào)節(jié)且靈活使用的要求，適用于大戶型住宅及散售散租型辦公。但多聯(lián)機系統(tǒng)的綜合能效比不高，當前國內(nèi)大多數(shù)多聯(lián)機系統(tǒng)2.3～2.9之間，其高效區(qū)集中在負荷的30%～70%區(qū)間，供冷、供熱能力受室外環(huán)境的影響較大；經(jīng)技術、經(jīng)濟比較確認合理后，可用于中小型空調(diào)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)有如下特點：1、系統(tǒng)一次投資較高（未計新風系統(tǒng)投資約為450-500元/m2），空氣凈化、加濕及大量使用新風等比較困難；2、冷媒管的長度、室外機的位置有一定的限制要求，最大配管長度不宜超過150米，一般應控制在100米以內(nèi)（制冷量修正系統(tǒng)約為0.8）較為科學合理；室內(nèi)外機高低差不能超過50米；3、在建筑平面設計和立面設計中，均應考慮室外機的合理位置，既不應影響立面景觀，又應利于與室外空氣的熱交換，同時，便于清洗和維護室外散熱器（室外機），室外機布置應符合下列要求：1）為了避免氣流短路，宜將室外機房布置在建筑的邊角處，分別從不同的方向進風和排風；2）室外機宜安裝在南、北或東南、西南向的外墻上。3）室外機應避免室外換熱器進、出氣流短路。4）多層或高層建筑的室外機不宜從下到上逐層依次布置在建筑的豎向凹槽內(nèi)。5）當室外機分層設置進，且室外機在豎向同一面進風、排風，宜將建筑頂層、次頂層的室外機放置在屋頂4、多層建筑室外機可放置在屋頂，高層建筑宜分層放置，分層放置的優(yōu)點如下：1）無需考慮室內(nèi)外機的高低差限制；2）空調(diào)系統(tǒng)冷媒管長大大縮減，節(jié)省管材的同時，機器的衰減更?。?）無需冷媒管井，系統(tǒng)設計施工更方便；4）安裝方便；5）為建筑立面提供了更多的選擇；三、風冷熱泵系統(tǒng)風冷熱泵系統(tǒng)也稱為空氣源熱泵系統(tǒng)，以空氣作為介質與冷凝器進行熱交換的空調(diào)機組，適用于夏熱冬冷地區(qū)或缺水地區(qū)的200-10000平方米中小型公共建筑，與水冷機組加鍋爐組合形式相比有如下特點：1、風冷熱泵既可提供冷源也可以提供熱源，一機二用，不用另設鍋爐房（供熱），若選用帶熱回收型機型可提供生活熱水（選擇廠家有限），不設專用機房，不占用有效建筑面積，一般可設于屋頂；2、末端空調(diào)形式選用較為靈活，可采用全空氣系統(tǒng)（大空間或人員密集場所）或風機盤管加新風系統(tǒng)（寫字樓等）等多種組合形式；3、風冷熱泵機組耗電量較高，電力初裝配電容量較大，系統(tǒng)綜合能效比約為2.20-2.40，與VRF系統(tǒng)差不多，年運行費用高于水冷機加鍋爐組合；4、系統(tǒng)造價約高于水冷機組加鍋爐組合的形式，約為350－420元/m2；5、風冷熱泵比水冷冷水機組加鍋爐組合運行維護簡單，但風冷熱泵受室外環(huán)境影響較大，空調(diào)效果不易得到保證，特別是室外氣溫過高或室外氣溫過低時，制冷制熱量衰減過大，效果更差。6、風冷熱泵設置于室外，設備正常壽命10-15年，系統(tǒng)運行震動和噪聲要加以控制。風冷冷水機組：水冷冷水機組加鍋爐系統(tǒng)該組合是目前國內(nèi)夏熱冬冷地區(qū)大中型公共建筑中較為常用的冷熱源組合形式，一般用于酒店、甲級寫字樓、大型購物中心、會議影視中心、體育館等，系統(tǒng)有如下特點：1、設備成熟可靠、制冷主機使用壽命長達20-25年，供冷、供熱效果有保障，對于有熱水需求場所，由于采用了鍋爐，熱水有保證；2、系統(tǒng)投資適中，約為320-400元/m2；3、末端空調(diào)形式選用較為靈活，可采用全空氣系統(tǒng)（大空間或人員密集場所）或風機盤管加新風系統(tǒng)（寫字樓等）等多種組合形式；4、無論是采用螺桿式還是離心式電制冷機組，系統(tǒng)供冷綜合能效比較高，綜合能效比為3.0以上，如果配合采用一次泵或二次泵變頻技術，節(jié)能效果更明顯；5、該系統(tǒng)最大問題就是地下室要設冷凍機房和鍋爐房，屋頂要設冷卻塔，占用有效建筑面積。五、分體式水環(huán)熱泵系統(tǒng)+空氣源熱泵熱水機組（制熱水）水環(huán)熱泵中央空調(diào)冷源（即小主機）分散安裝至每一個房間或區(qū)域、無需主機房?？捎糜诰频晔椒盏墓㈨椖?。1、可以采用分體式水環(huán)熱泵設備，風機盤管安裝在室內(nèi)，小主機安裝在走廊或者客房內(nèi)的衛(wèi)生間。系統(tǒng)運行安全可靠，即使一臺主機壞了，也不會影響整個系統(tǒng)的使用；另外空調(diào)系統(tǒng)無冷凍水，室內(nèi)管道不易結露；在使用上相當于家用分體空調(diào)，能實現(xiàn)每臺空調(diào)獨立停開，互不干擾。水環(huán)熱泵設備制冷量從2.32kw至19.24kw，設備能效比EER約為4.5左右。按設備為9150kw制冷量計算，空調(diào)設備輸入功率約為2033kw。水環(huán)熱泵的冷熱源可采用冷卻塔水，也采用天然湖水，無需其他輔助冷熱設備，冷卻水泵的輸入功率約220kw。2、熱水部分設計采用空氣源熱泵熱水機組，需要設計衛(wèi)生熱水的熱量為2650kw，設計制熱能力為160kw的設備17臺，輸入功率為647.7kw。熱水泵輸入功率約為120kw。3、系統(tǒng)特點：1）系統(tǒng)簡化，初投資少，約350元/平方米2）高效節(jié)能3）可同時供冷供暖4）系統(tǒng)布置簡潔靈活5）機組運行可靠性高，壽命長6）最全面的中央監(jiān)控能力，維護效率高7）最實惠的運行管理維保費用，運行費用低8）智能化控制，滿足個性化需求，可以分戶計費9）噪音高、無新風六、水源熱泵系統(tǒng)（帶熱回收）+末端本系統(tǒng)需要專用機房，空調(diào)主機設備集中放置一個機房內(nèi)，以減少占地面積及管理上的方便，管理費用及運行費用較低。1、水源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)特點1）水中低品位（閑置）熱量轉移到高品位熱量。2）能效比高：制熱COP≥4.5；制冷COP≥5.5。3）一次能源效率高。E＞1.3（最高）。4）冷暖兼?zhèn)?，一機三用。5）工作穩(wěn)定、可靠、可調(diào)性強。6）環(huán)保、節(jié)能、再生。7）系統(tǒng)簡單，易于管理，故障點少，維修工作方便簡單，維護費用低。8）不受氣候和外界天氣變化影響，工況非常穩(wěn)定，設備運行穩(wěn)定。9）沒用熱污染，沒有噪音污染，沒有視覺污染，沒有有害氣體排放污染。10）末端采用風機盤管，噪音低11）系統(tǒng)投資約350元/平方米2、熱水部分工作原理夏季由水源熱泵熱回收的熱量提供免費的生活熱水，冬季水源熱泵設備既提供空調(diào)制熱又提供生活熱水。熱水系統(tǒng)設置生活熱水蓄熱水箱，設備制取的熱水先供至熱水箱，再由熱水循環(huán)泵打至各用水點。過度季節(jié)未開啟空調(diào)末端設備時，則開啟一臺熱回收主機設備制熱水，制取的熱水供至蓄熱水箱，當水箱溫度達到設置溫度時，設備停機，當水箱溫度低于某設定溫度時，設備開啟制熱水。七、地源熱泵系統(tǒng)地源熱泵遵循逆卡諾原理，即從外部供給熱泵較小的耗功W，同時從低溫環(huán)境TL中吸收大量的低溫熱QL，熱泵就可以輸出溫度高得多的熱能QH，并送到高溫環(huán)境TH中去，從而達到不能直接利用的低溫熱回收利用起來。1、地源熱泵根據(jù)地下?lián)Q熱器的形式不同可以分為開式和閉式。1）、閉式循環(huán)系統(tǒng)有水平埋管和直埋式兩種，其循環(huán)介質完全被封閉在管路中，不受外界環(huán)境干擾。垂直埋管式地源熱泵適合于用地比較緊張的城市地區(qū)，而且恒溫效果好，維護費用少。一般采用φ100~φ150的孔徑，孔深100~300m，空間距為4~10m。地下管線采用高密度聚乙烯（HDPE）管或聚丁烯（PB）管，管線口徑φ25~φ35mm，鉆孔總長度由建筑面積大小而定。正常是每平方米建筑面積鉆孔1m左右。各孔內(nèi)管線的連接方式有并聯(lián)和串聯(lián)。每一鉆孔內(nèi)可以放單“U”型管，也可以放雙“U”型管。孔內(nèi)用與地層巖土成分相近的材料（一般為膨潤土水泥或硅砂）充填。埋入地下鉆孔中的地下?lián)Q熱器一進一回形成回路與大地進行換熱。2）、地源熱泵在于夏季利用冬季蓄存的冷量供冷，同時蓄存熱量，以備冬用；冬季利用夏季蓄存的熱量供熱，同時蓄存冷量，以備夏用。夏熱冬冷地區(qū)供冷和供暖天數(shù)大致相同，冷暖負荷基本相當，可用同一地下埋管換熱器實現(xiàn)建筑的冷暖聯(lián)供，實屬一種節(jié)能又保護環(huán)境的綠色空調(diào)。3）、通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW左右的熱量或冷量。2、該系統(tǒng)目前多用于高檔別墅項目。八、冰蓄冷系統(tǒng)利用冰的相變潛熱進行冷量的儲存。蓄冷空調(diào)系統(tǒng)本身并不節(jié)電,但是它的移峰填谷作用有助于電網(wǎng)運行的優(yōu)化調(diào)配和節(jié)能,從而提高設備使用率,為電網(wǎng)的生產(chǎn)和供應帶來顯著效益,避免因高峰時段供電不足而新建電廠的額外投資。蓄冷空調(diào)系統(tǒng)相當于是“不耗能”的發(fā)電廠。目前我國很多省市已實施分時電價,以鼓勵用電單位在電負荷低谷用電,控制高峰用電量。由此可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的“削峰填谷”,緩解電力緊張,減少電力建設投資。目前冰蓄冷系統(tǒng)可以分為全負荷冰蓄冷系統(tǒng)和部分負荷冰蓄冷系統(tǒng)。全負荷冰蓄冷系統(tǒng)是在供冷時段不使用主機,只依靠蓄冰設備融冰來滿足冷負荷需求。部分冰蓄冷系統(tǒng)在供冷時則