綜合體機(jī)電(暖通中央空調(diào)部分)設(shè)計(jì)選型淺談

綜合體機(jī)電（暖通中央空調(diào)部分）設(shè)計(jì)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(huì)議、文娛、交通等城市生活空間的三項(xiàng)以上進(jìn)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(dòng)關(guān)系，從而形成一個(gè)多功能、高效率復(fù)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(duì)于機(jī)電的要求都各有特性，在設(shè)計(jì)時(shí)我們通常需要根據(jù)各物業(yè)特性以及物業(yè)定位，準(zhǔn)確的選擇機(jī)電的形式、容量等?？照{(diào)一般由冷熱源、空氣處理設(shè)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(jī)的設(shè)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?xì)庵评湎到y(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(fēng)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(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷所用介質(zhì)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(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)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(shè)備，由室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)二個(gè)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(jī)，制冷量一般在7000W以下。由于房間空調(diào)器出風(fēng)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(shè)施的房間（甲類建筑不推薦）；2）、需要24小時(shí)運(yùn)行或公共建筑空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行停止時(shí)仍需空調(diào)的房間；3）、經(jīng)營項(xiàng)目使用性質(zhì)頻繁變動(dòng)、內(nèi)部裝飾相對(duì)頻繁變動(dòng)的空調(diào)房間或建筑；2、選用房間空調(diào)器時(shí)，在建筑平面設(shè)計(jì)和立面設(shè)計(jì)中，均應(yīng)考慮室外機(jī)的合理位置，既不應(yīng)影響立面景觀，又應(yīng)利于與室外空氣的熱交換，同時(shí)，便于清洗和維護(hù)室外散熱器（室外機(jī)），室外機(jī)布置應(yīng)符合下列要求：1）、室外機(jī)應(yīng)安裝在南、北或東南、西南向的外墻上。2）、室外機(jī)應(yīng)避免室外換熱器進(jìn)、出氣流短路。3）、多層或高層建筑的室外機(jī)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(jí)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(shè)備正常使用壽命約為8-10年；外機(jī)的設(shè)置與外立面的關(guān)系：空調(diào)布線原則：空調(diào)器的耗電在家庭電費(fèi)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(shí)進(jìn)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(dòng)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(jī)系統(tǒng)的綜合能效比不高，當(dāng)前國內(nèi)大多數(shù)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)2.3～2.9之間，其高效區(qū)集中在負(fù)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(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確認(rèn)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(diǎn)：1、系統(tǒng)一次投資較高（未計(jì)新風(fēng)系統(tǒng)投資約為450-500元/m2），空氣凈化、加濕及大量使用新風(fēng)等比較困難；2、冷媒管的長度、室外機(jī)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(yīng)控制在100米以內(nèi)（制冷量修正系統(tǒng)約為0.8）較為科學(xué)合理；室內(nèi)外機(jī)高低差不能超過50米；3、在建筑平面設(shè)計(jì)和立面設(shè)計(jì)中，均應(yīng)考慮室外機(jī)的合理位置，既不應(yīng)影響立面景觀，又應(yīng)利于與室外空氣的熱交換，同時(shí)，便于清洗和維護(hù)室外散熱器（室外機(jī)），室外機(jī)布置應(yīng)符合下列要求：1）為了避免氣流短路，宜將室外機(jī)房布置在建筑的邊角處，分別從不同的方向進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)；2）室外機(jī)宜安裝在南、北或東南、西南向的外墻上。3）室外機(jī)應(yīng)避免室外換熱器進(jìn)、出氣流短路。4）多層或高層建筑的室外機(jī)不宜從下到上逐層依次布置在建筑的豎向凹槽內(nèi)。5）當(dāng)室外機(jī)分層設(shè)置進(jìn)，且室外機(jī)在豎向同一面進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)，宜將建筑頂層、次頂層的室外機(jī)放置在屋頂4、多層建筑室外機(jī)可放置在屋頂，高層建筑宜分層放置，分層放置的優(yōu)點(diǎn)如下：1）無需考慮室內(nèi)外機(jī)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(shí)，機(jī)器的衰減更??；3）無需冷媒管井，系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(fēng)冷熱泵系統(tǒng)風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)也稱為空氣源熱泵系統(tǒng)，以空氣作為介質(zhì)與冷凝器進(jìn)行熱交換的空調(diào)機(jī)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(jī)組加鍋爐組合形式相比有如下特點(diǎn)：1、風(fēng)冷熱泵既可提供冷源也可以提供熱源，一機(jī)二用，不用另設(shè)鍋爐房（供熱），若選用帶熱回收型機(jī)型可提供生活熱水（選擇廠家有限），不設(shè)專用機(jī)房，不占用有效建筑面積，一般可設(shè)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(chǎng)所）或風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)（寫字樓等）等多種組合形式；3、風(fēng)冷熱泵機(jī)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(yùn)行費(fèi)用高于水冷機(jī)加鍋爐組合；4、系統(tǒng)造價(jià)約高于水冷機(jī)組加鍋爐組合的形式，約為350－420元/m2；5、風(fēng)冷熱泵比水冷冷水機(jī)組加鍋爐組合運(yùn)行維護(hù)簡單，但風(fēng)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(shí)，制冷制熱量衰減過大，效果更差。6、風(fēng)冷熱泵設(shè)置于室外，設(shè)備正常壽命10-15年，系統(tǒng)運(yùn)行震動(dòng)和噪聲要加以控制。風(fēng)冷冷水機(jī)組：水冷冷水機(jī)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(jí)寫字樓、大型購物中心、會(huì)議影視中心、體育館等，系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：1、設(shè)備成熟可靠、制冷主機(jī)使用壽命長達(dá)20-25年，供冷、供熱效果有保障，對(duì)于有熱水需求場(chǎng)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(chǎng)所）或風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)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(jī)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(shù)，節(jié)能效果更明顯；5、該系統(tǒng)最大問題就是地下室要設(shè)冷凍機(jī)房和鍋爐房，屋頂要設(shè)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(jī)組（制熱水）水環(huán)熱泵中央空調(diào)冷源（即小主機(jī)）分散安裝至每一個(gè)房間或區(qū)域、無需主機(jī)房?？捎糜诰频晔椒?wù)的公寓項(xiàng)目。1、可以采用分體式水環(huán)熱泵設(shè)備，風(fēng)機(jī)盤管安裝在室內(nèi)，小主機(jī)安裝在走廊或者客房內(nèi)的衛(wèi)生間。系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，即使一臺(tái)主機(jī)壞了，也不會(huì)影響整個(gè)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(jié)露；在使用上相當(dāng)于家用分體空調(diào)，能實(shí)現(xiàn)每臺(tái)空調(diào)獨(dú)立停開，互不干擾。水環(huán)熱泵設(shè)備制冷量從2.32kw至19.24kw，設(shè)備能效比EER約為4.5左右。按設(shè)備為9150kw制冷量計(jì)算，空調(diào)設(shè)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(shè)備，冷卻水泵的輸入功率約220kw。2、熱水部分設(shè)計(jì)采用空氣源熱泵熱水機(jī)組，需要設(shè)計(jì)衛(wèi)生熱水的熱量為2650kw，設(shè)計(jì)制熱能力為160kw的設(shè)備17臺(tái)，輸入功率為647.7kw。熱水泵輸入功率約為120kw。3、系統(tǒng)特點(diǎn)：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(shí)供冷供暖4）系統(tǒng)布置簡潔靈活5）機(jī)組運(yùn)行可靠性高，壽命長6）最全面的中央監(jiān)控能力，維護(hù)效率高7）最實(shí)惠的運(yùn)行管理維保費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用低8）智能化控制，滿足個(gè)性化需求，可以分戶計(jì)費(fèi)9）噪音高、無新風(fēng)六、水源熱泵系統(tǒng)（帶熱回收）+末端本系統(tǒng)需要專用機(jī)房，空調(diào)主機(jī)設(shè)備集中放置一個(gè)機(jī)房內(nèi)，以減少占地面積及管理上的方便，管理費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用較低。1、水源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)1）水中低品位（閑置）熱量轉(zhuǎn)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(jī)三用。5）工作穩(wěn)定、可靠、可調(diào)性強(qiáng)。6）環(huán)保、節(jié)能、再生。7）系統(tǒng)簡單，易于管理，故障點(diǎn)少，維修工作方便簡單，維護(hù)費(fèi)用低。8）不受氣候和外界天氣變化影響，工況非常穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)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(fēng)機(jī)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(fèi)的生活熱水，冬季水源熱泵設(shè)備既提供空調(diào)制熱又提供生活熱水。熱水系統(tǒng)設(shè)置生活熱水蓄熱水箱，設(shè)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(diǎn)。過度季節(jié)未開啟空調(diào)末端設(shè)備時(shí)，則開啟一臺(tái)熱回收主機(jī)設(shè)備制熱水，制取的熱水供至蓄熱水箱，當(dāng)水箱溫度達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，設(shè)備停機(jī)，當(dāng)水箱溫度低于某設(shè)定溫度時(shí)，設(shè)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(shí)從低溫環(huán)境TL中吸收大量的低溫?zé)酫L，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(dá)到不能直接利用的低溫?zé)峄厥绽闷饋怼?、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(zhì)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(hù)費(fèi)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?？變?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(jìn)一回形成回路與大地進(jìn)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(shí)蓄存熱量，以備冬用；冬季利用夏季蓄存的熱量供熱，同時(shí)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(fù)荷基本相當(dāng)，可用同一地下埋管換熱器實(shí)現(xiàn)建筑的冷暖聯(lián)供，實(shí)屬一種節(jié)能又保護(hù)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(xiàng)目。八、冰蓄冷系統(tǒng)利用冰的相變潛熱進(jìn)行冷量的儲(chǔ)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(yùn)行的優(yōu)化調(diào)配和節(jié)能,從而提高設(shè)備使用率,為電網(wǎng)的生產(chǎn)和供應(yīng)帶來顯著效益,避免因高峰時(shí)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(dāng)于是“不耗能”的發(fā)電廠。目前我國很多省市已實(shí)施分時(shí)電價(jià),以鼓勵(lì)用電單位在電負(fù)荷低谷用電,控制高峰用電量。由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的“削峰填谷”,緩解電力緊張,減少電力建設(shè)投資。目前冰蓄冷系統(tǒng)可以分為全負(fù)荷冰蓄冷系統(tǒng)和部分負(fù)荷冰蓄冷系統(tǒng)。全負(fù)荷冰蓄冷系統(tǒng)是在供冷時(shí)段不使用主機(jī),只依靠蓄冰設(shè)備融冰來滿足冷負(fù)荷需求。部分冰蓄冷系統(tǒng)在供冷時(shí)則