东营蓝海酒店空调冷热源及系统设计

 张亚立

 中国建筑设计研究院

摘要：本文介绍酒店空调冷热源及系统的设计特点和控制方法。采用地源热泵为空调冷热源，热回收型热泵机组供冷的同时可以供应生活热水。冬季内区利用水源回水进行换冷供冷。对土壤换热器的结构及设计形式进行了详细阐述。本文对酒店空调水系统、风系统、集中热回收系统和消声减振措施进行阐述。

1  工程概况

 东营蓝海酒店是山东蓝海酒店集团建设的五星级酒店，总建筑面积为80692 m2。酒店A区为公共服务区地上3层，建筑高度14.1 m;酒店B区、C区为客房区地上五层，建筑高度19.7 m。D区为机房和宿舍区地上6层，建筑高度23.4 m。

2  空调冷热源设计

2.1空调冷热负荷

表1为经计算得出的空调冷热负荷。

2.2空调冷热源设计

 采用三台地源热泵机组供冷供热，集中热泵站设在宿舍区一层。

 1)空调冷源

 空调系统夏季总冷负荷为8191  kW，空调系统冷源为三台（带热回收型）地源热泵机组，单台热泵机组制冷量2780 kW，热回收量398 kW。夏季空调冷水供回水温度7/12℃，冷冻水流量479 m3/h，冷冻水泵定流量运行；夏季设计地源侧供回水温度25/30℃，地源水流量564 m3/h，地源水泵变流量运行；热回收热水供回水温度45/40℃，热水流量69 m3/h，做为生活热水补水。

 冬季利用天然冷源地源水的回水进行换冷供冷，设一台换冷供冷机组，换冷板换考虑20%余量，换冷板换负荷为1944 kW，一次水供回水温度5/10℃．二次水供回水温度7/12℃。  2)空调热源

  冬季总热负荷为7721  kW，单台热泵机组制热量2642 kW。冬季空调热水供回水温度为50/45℃，热水流量456 m3/h;冬季地源侧供回水温度10/5℃，地源水流量360 m3/h。

 3)低位热源设计

 由于夏季热泵机组向土壤中排热量大于冬季从土壤中取热量，为保证冬夏季土壤的热平衡，地源井按照冬季工况设计，夏季满负荷运行时，不足部分排热量利用冷却塔散热。选用一台590 m3/h冷却塔，冷却塔风机为变频风机，为保证地源侧水质，冷却塔采用闭式冷却塔。夏季由地源水供水温度(温度不高于33℃)控制冷却塔启停。

 土壤换热系统采用竖直埋管系统，根据当地实测结构状况和地勘试验结果，确定地埋孔深度和数量。埋孔位置选在建筑物北侧，共计1050个孔，布管采用双U型管，孔深120m，孔径150 mm，孔间距5m，回填材料为膨润土十石英砂。换热管材选用聚乙烯PE管材，管道外径32 mm，内径25mm。土壤换热系统采用同程式布置。

空调冷热源系统原理图如图1所示。

 实际运行工况：东营地区地下水位高，距离室外地坪1.5 m，地源井换热效果好，夏季地源侧实际出水温度24~27℃，冬季地源侧实际出水温度9～12℃。

 4)冷热水管地沟敷设

 酒店楼宇分散，且没有集中地下室，热泵机房设在宿舍楼一层，冷热水管由通行地沟输送到餐饮楼、康体楼、客房楼内。地沟敷设图如图2所示。

3  空调水系统设计

 热泵主机侧为一次泵定流量系统，酒店、商业、客房末端风机盘管水系统为四管制变水量系统。空调机组的水系统采用二管制变水量系统。热泵主机优先启停控制，当调至单台热泵机组运行时，由压差旁通控制装置调节末端变水量运行。空调机组、新风机组、风机盘管末端设备处设置电动两通平衡阀。水系统采用密闭隔膜式膨胀水罐定压。加湿采用高压喷雾加湿膜组合方式。

4  空调风系统设计

 空调风系统设计以竖向分层、横向按防火分区设置为原则，同时根据建筑使用功能及用途分别对应设置全空气空调系统、风机盘管加新风空调系统及多联式分体空调系统。

4.1多功能厅

 多功能厅位于酒店前区一层，空调面积800 m2，层高10 m。宴会厅具有人员密度大，冷湿负荷大的特点，采用全空气双风机空调系统，可以实现过渡季节全新风运行。空调送风方式采用旋流风口顶送风，回风利用建筑夹壁墙，距地面400 mm下部回风口回风。多功能厅夏季、冬季焓湿图h-d如图3～4所示。夏季、冬季送风状态点见表2～3所示。夏季、冬季空调负荷计算结果见表4-5所示。经过一个冬夏季试运行，室内工况完全达到设计要求，室内温湿度适宜。

4.2客房

 客房空调系统为四管制风机盘管+新风系统。为避免人员吹风感，风盘送风至玻璃幕墙处，下送风下回风。客房区域设置集中热回收系统，一层设备管廊内将客房排风集中回收，采用两台热管式热回收机组回收排风热量，热回收效率60%。

4.3游泳池

 游泳池采用带冷凝热回收的除湿热泵机组(表6)，为泳池提供除湿、夏季供冷、冬季供热，同时供应泳池热水。

5  消声减振设施

 1)设备机房内墙均作隔声、吸声、降噪处理。

 2)制冷主机、水泵等采用柔性接口及弹簧减振设备基础。

 3)空调机组和通风机设弹簧减振、消声软接等消声设备。空调机组、新风机组送回风管及送风机排风机进出风管设双层阻抗复合式消声器。

 4)酒店客房要求室内A声级噪声值低于35 dB，设计选用低噪声风盘设备。

6  自控设计

 本工程中的空调系统、通风系统、冷热源及空调水系统均采用直接数字控制系统( DDC)。该系统负责对建筑内各种空调及通风设备的运行进行集中管理，功能包括各系统动态图像显示、数据采集、故障报警及报表打印等。控制系统由微机控制中心、分布式直接数字控制器、通讯网络、传感器、执行器及控制软件等组成。软件具备操作指导程序及设有密码保护功能，直接数字控制器(DDC)具有可编程功能，并可在不与主机通讯的情况下独立完成各软件控制功能，可就地显示该(DDC)所控设备的状态及设定点的温度、湿度。当供电故障时，DDC自身应保证不小于72h的供电。

 空调系统水路主机侧为定流量系统，末端用户侧为变流量系统，热泵主机优先启停控制，当调至单台热泵机组运行时，由压差旁通控制装置调节末端变水量运行，保证冷负荷侧压差维持在一定范围。冬季供应空调热水，夏季供应空调冷水，通过电动切换阀进行冬夏季工况转换。夏季供冷工况，根据地源水供水温度控制冷却塔启停。空调机组和新风机组冷水回水管上设压差平衡电动调节阀，通过调节表冷器的过水量以控制机组送风温度。

7  实际运行效果

 空调系统自2012年8月试运行以来，热泵主机运行良好。大堂、多功能厅客房等室内温湿度满足设计要求，客房风机盘管+新风系统噪声值符合设计要求。