朱思明
浙江当代建筑设计研究院 310013
摘要：风冷模块机组在中小型中央空调工程中的灵活应用通过一工程实例阐述了此中央空调的低投资、易管理、安全节能等优点。
关键词：风冷式；模块机组；中央空调
ABSTRACT interprets the flexible applications of module packaged air cooled chillers in a central air—conditioning engineering sample，points out the superiority on in vestment，operation and safety.
KEY WORDS air—cooled module chiller central air—conditioning
1 概述
理想的空调机组应该是简单可靠、运行安静的；应该是高效节能的；应该是安装简便灵活的，在一定程度上能够满足系统设计和系统改变的要求；还应该是环保的。传统的大型中央空调机组显然是无法完全满足这些要求的，例如，水冷式空调机组在运行过程中需要消耗一定的水量并带来藻菌滋生、污染环境；大型整体式空调机组搬运、安装难度大，而且在低负荷条件下运行时造成能源浪费。风冷式模块机组就是在这种情况下就应运诞生的，使用模块化系统，首先可以省去大型机组的高额研制开发及模具费用，大大削减了必将转嫁给购买者的产品成本，运用模块化设计概念，还可以最大限度地使大型机组标准化、零部件标准化；此外，风冷式模块机组由于无需专用机房、无冷却水系统、施工简便、周期短、模块机组分级启动从而减小对电网的冲击、网络集中智能控制等诸多优势，正在获得广泛的应用和用户的青睐。
2 工程概况
某文化中心位于广州市白云区，东与繁华贸易市场相邻，西侧为一条商业步行街，是一座集商业、影视、娱乐、文体以及办公为一体的大型综合大厦。该中心建筑高度18.5m，共5层，第一层为超级购物商场，第二层为娱乐休闲和文体艺术活动中心、第三、四层为影剧及投、放映中心，第五层为行政与管理办公区。该文化中心的总建筑面积为2691.5m2，其中空调面积约2130m2，空调计算总冷负荷约532kw（其中首层约105kw，第二层约119kw，第三、四层约245kw，第五层约63kw），考虑到各功能区的使用情况和同时使用系数，本空调工程的设计总冷负荷为479kw。由于该建筑位于大都市广州的中心闹市区，地价昂贵，建筑设计中无空调专用机房，只有屋面南侧一块长方形空坪可放置空调机组（约2000mm*18000mm），其它部分为钢架结构式隔热屋顶；考虑到城市环境卫生和用水紧张等问题，该中央空调工程在设计中首先排除了水冷却式空调方案。
经过对上述各因素的综合分析与论证，并与业主充分交换意见，初步决定本空调工程采用空气—水式中央空调系统，冷源集中由位于屋面的冷水主机组供给，通过保温管道将低温冷水供至各层空调末端设备（空气处理机组、风机盘管等），再将处理后的清凉空气送至各空调区域，冷水主机组设计方案为风冷式模块化冷水机组（60 kw/台），空调末端采用大风量吊顶式风柜和风机盘管等设备。本空调工程的设计范围是根据甲方的要求针对夏季与过渡季节的制冷空调和通风工程。室外设计参数依据广州地区气象资料，如表1。室内设计参数根据各功能区域和甲方的要求并参与有关空调设计规范进行计算的，详见表2和表3。
表1 夏季室外设计参数表（广州地区）
3 空调设计
3.1 空调水系统
本空调工程采用空气—水式中央空调系统，冷水主机组选用冷模块化冷水机组共8台，每一台模块机组的额定制冷量为 60 kw，总计额定制冷量480 kw，所有冷水机组内部水系统采用同程式并联，作为集中冷水源向所有室内末端空气处理机组提供7～12℃的冷冻水。冷水主机组均安置于屋面，为了改善屋面上机组的室外工作环境，避免阳光直射或风雨侵蚀，采用六根立柱在机组上方搭建百叶挑蓬，挑蓬向两外侧上翘，中间低脊距离机组风扇网罩 25O0 m，机组四周无阻挡气流的障碍物，以确保气流畅通并防止机组遭受暴晒或其它恶劣天气。本空调水系统中设计两台完全相同的冷冻水循环水泵，并联在冷水机组的回水端，循环水泵的类型为空调泵，一用一备，水泵流量L=93CMH，扬程H=27.5 m，功率N＝18 kw。整个空调冷冻水系统设计为异程式，在冷冻水送/回水总管间设电动压差旁通阀，根据送回水总管间的压差，自动调节旁通管的流量。所有室内末端机组的进出水管处设电动二通阀，并与冷水主机组的集中远程控制器实现联控。在水系统的最高点和四楼最不利环路的局部最高点分别设自动排气阀，机组出水端和水系统最低点均设置泄水阀。
冷凝水的排放采取就近原则，将每台空调末端的冷凝水就近排入卫生间或屋顶下水管中，冷凝水管由三通接入下水管中。
3.2 空调风系统
本空调工程中的首层购物中心、三层舞台、观众厅及投影厅等大面积人员易集中区域采用暗装吊顶式空气处理机组加新风的低风速单风道送风方式，单台机组的名义风量6000～12000 m3/h，额定制冷量45一110 kw，设计总数为 5台，其中购物中心一台，一个空调系统K-l；舞台区域一台，一个空调系统K—2；观众厅2台，设两个完全对称的空调系统K-3、K-4；投影厅1台，设一个空调系统K—5。这5个空调系统的空调方式均为低速全空气处理系统，空气处理机组将室外引进的新风和回风混合处理后送人空调区域，三层观众厅空调送、回风方式设计为下送上回式，座椅底部设置侧送风口，送风管设计为座椅下的预留风道。观众厅上空的天花板上布置回风百叶风口，水平回风管布置在观众厅顶部的钢结构网架中，再通过舞台后侧的竖风道回到空气处理机组。首层购物中心、三层舞台和投影厅等空调区域均采用散流器进风，上送上回的空调方式，送、回风管布置在吊顶内，在回风静压箱中新风与回风充分混合后进人空气处理机组。舞台区域的送风管布置在第一道天桥下，散流器三面下送风，回风管布置在舞台后侧跑堂上空，百叶风口回风。
由屋顶至首层的竖风井负责向所有室内空气处理机组输送室外新风，过渡季节则利用通风系统进行全新风运行。
K一1空调系统的运行状况依首层购物中心营业要求而定，第三、四层，放电影时，只开K-3、K一4两系统，当有舞台演出或召开大型会议时，同时打汗K-2、K-3、K-4三个系统。投影厅在放映或做报告时，运行K-5空调系统，放映室、健身房、办公室等其他较小的房间均采用吊顶卧式暗装风机盘管上送上回的空调送风方式。
3.3 电气控制
本空调工程的电源由单独的空调用配电柜供给，与消防用电、照明用电等区分开，所有供电源的均在首届电控中心控制。本文化中心配备临时发电机组，空调配电柜在供电源断电时自动切换到发电机组供电系统中，以维持所有空调机组的正常运行。一旦发生火灾报警，除了消防用排烟通风机继续供电外，其他空调机组均通过电控中心断电源。
屋顶主机组、水泵等供电电源采用金属套管工程进行单独输送，屋顶与首层电控中心两地控制，其它空调末端设备的电源线套在PVC管内暗藏敷设。所有模块主机组由一个远程集中控制器在首层电控中心进行统一管理控制，购物中心区域内两台空气处理机组均在本层电控中心控制四层影视区域内的三台空气处理机组集中在放映室里进行控制，其它空调机组及末端的控制电线就近设置。
3.4 通风工程
在过渡季节及特殊防排烟时刻，电控中心将停止所有空调机组的运行，启动各通风机进行通风换气或排烟防火工作。首层购物中心在南北两端各设一台排风/排烟量为4000/8000CMH的双速通风排烟机，在过渡季节只运行低速档通风，一旦发生火灾事故，消防电控中心将立即启动风机高速档配合消防进行排烟。对于三层的舞台区域，设计一台排风/排烟量为 2O00/4O00 CMH的双速通风排烟机，与消防中心联控，通常只有在舞台表演或大会期间，才进行低速档通风运行，其它正常情况下处于常闭状态。在三、四层观众厅内设计两台完全相同的排风排烟机，东西两侧对称布置，低速档总排风量为7000CMH，火灾事故时排烟量为14000CMH。
放映间及其附属房间由吊顶换气扇将废气排至室外，娱乐厅、卫生间等排气方式均通过排风管，穿过外墙直接排出。
3.5 消声与减振
模块机组、水泵以及室内空调机的底座均需要安装原厂设计的减振器、橡胶减振垫、管道挠性接头等，吊装机组均采用减振吊架或减振器进行安装。空气处理机组的送风口以柔性风管与静压消音箱相连接，并配置防火阀（70℃自动关闭）和阻抗复合式消声器。
4 结论
本空调工程采用冷水主机加末端的空气—水方式，风冷模块机组置于屋顶，省去了整个冷却水系统、专用机房等工程，与传统的水冷式中央空调工程相比，施工周期缩短11个工作日，直接初投资节省了36%。所有主机组通过一个远程集中控制器便可以在首层电控中心进行全过程操作控制与管理，并自动实现各种保护功能，在部分负荷的情况下自动能级卸载、平均磨损，节省能耗。
该空调工程已正式投人使用，至今运行状态良好，业主和设备管理人员均表示十分满意。
论文作者:朱思明
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/18
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