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摘要：本文结合工程实例，就湖南某大型超市暖通空调设计进行了初步的介绍，该工程设计过程中笔者对负荷计算参数的选择、空调冷热源、空调水系统配置、空气处理机组的选择、排风热回收设计、防排烟系统设计以及排风热回收系统的节能进行了详细的探讨，仅供参考。
关键词：暖通空调设计；空调机组；排风热回收；节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
该建筑为湖南某大型超市，地上3层，地下1层，总建筑面积18998m2(不包含地下室)。地下1层主要为设备用房和停车库，1层为购物区精品屋，2层为购物区和仓库，3层为购物区和办公区域，空调区面积约为13886m2，建筑层高为6m，建筑效果如图1所示。设计范围为本超市的空调及通风排烟设计。
图1超市效果图
2空调设计参数
2．1室外计算参数的确定
夏季：干球温度35．7℃，湿球温度28．5℃；平均室外风速
2．2m∕s。冬季：干球温度－4℃；相对湿度75%；平均室外风速2．3m∕s。
2．2室内计算参数的确定
室内空调计算干球温度取26℃～27℃，相对湿度40%～65%，超市购物区新风量取20m3∕h，办公区新风量取30m3∕h。
3空调负荷计算及冷热源
超市空调负荷主要包括人员负荷、照明及设备负荷、新风负荷，其围护结构负荷比较小。负荷计算采用鸿业负荷计算软件6．2，各项计算参数取值如下：
3．1人员密度
超市客流量高峰主要出现在下班后的17：30时至20：30时这个时间段，其他时间段，购物人员较少，人员密度不稳定，取超市的平均人员密度0．6人∕m2，人员活动为轻度劳动。办公区为0．25人∕m2，人员活动为极轻劳动。
3．2照明与设备功率值
超市照明功率值取40W∕m2，设备功率值取13W∕m2。办公区照明功率值取20W∕m2，设备功率值取20W∕m2。
超市生鲜区一般设有冷冻、冷藏陈列柜，若是开式冷冻、冷藏陈列柜，则其从室内吸热，通过室外冷凝器排散到大气中，从而给室内造成了冷效应，抵消了一部分室内冷负荷。但因为设计时尚不确定开式冷冻、冷藏陈列柜的布置，其抵消的室内冷负荷也就无法计算，只考虑作为设计负荷的安全余量。
3．3围护结构传热系数
屋顶：K=0．64W∕(m2·K)；外墙：K=0．55W∕(m2·K)；外窗：K=3．4w∕(m2·K)。
4空调系统设计
4．1空调冷源
经计算，该超市夏季空调系统设计總冷负荷为291lkW，建筑面积冷负荷指标为148W∕m2。业主只要求设计空调制冷系统，不要求制热。
超市空调负荷受客流量的影响大，ld之内负荷变化较大，故选用2台部分负荷调节性能好的螺杆式水冷冷水机组，设置在地下室制冷机房。单台机组制冷量为1448kW，额定COP达到5．55kW∕kW。冷冻水供回水温度为7℃～12℃。冷却水供回水温度为32℃～37℃，冷却塔放置在屋顶。
4．2空调水系统的配置
空调冷冻水系统采用一次泵冷源侧定流量，负荷侧变流量系统形式，水平同程，立管异程。末端空调机组和风机盘管回水管上设电动调节阀、电动二通阀，根据末端空调负荷的变化，调节通过盘管的水量。分、集水器间设自力式压差旁通阀，将负荷侧不需要的流量旁通回冷源侧，来维持冷水机组定流量运行，旁通阀的流量为l台冷水机组的流量。压差旁通控制系统能及时根据末端负荷变化情况开、关一部分水泵和相应的制冷机组，实现水泵和制冷机组的台数控制，对超市的节能运行有重要作用。系统采用开式高位膨胀水罐补水定压。在接入各路立管的回水管路上设置静态平衡阀，用于初调时将各管路流量调节到设计状态。
4．3空气处理机组的选择
超市作为大空间的公共建筑，末端机组一般为组合式空调机组或吊顶式空调机组。组合式空调机组放置在每层专用的空调机房内，这样便于过滤器清洗和冷凝水排放，机组的振动及噪音较易处理，运行管理及维修方便，新风量可根据室内外空气参数的实时比较隋况实现自动调节，超市内噪音小，清洁度高，但要牺牲一定的营业面积作为空调机房。吊顶式空调机组均吊装在超市顶板上，不占建筑使用面积，但对超市的噪声影响较大，维修保养工作量也较大，必须定期清洗空气处理机组中过滤器，否则送风口处会沾满灰尘与霉斑，不能满足GB50365-2005(空调通风系统运行管理规范》的卫生规定。最终根据业主节省机房占地面积的要求，决定1层到3层购物区选用吊顶式空调机组，同时采用低速风管、散流器下送至各区域，另2层、3层有局部储藏及办公区设置风机盘管加新风机组。为控制噪声，采取减振消声处理措施，如吊柜式空调机组设隔声罩，均为减振吊装，在送回风管上设置消声器等。
4．4排风热回收设计
超市设有集中的新风和排风系统，夏季送、排风设计温差＞8℃，故采用板翅式热回收机组来提供新风，使其与排风进行全热交换后送入室内。额定全热回收效率均不低于65%，排风量为新风量的80%。当送、排风温差≥8℃时，启动热回收装置；当送、排风温差＜8℃时，热回收装置旁通运行。
1层配置4台吊装的板翅式热回收机组，从外墙新风口引入的新风与室内排风进行热交换后进人吊柜式空调机组，与室内回风混合后经处理后送入室内，排风则通过竖向集中排风系统外墙风口排出。2层、3层新排风系统均采用竖向系统，新风经屋顶的五台板翅式热回收机组与排风集中热交换后由新风竖井送至2层、3层各空调机组处理，排风则通过排风竖井经屋顶板翅式热回收彻组排至室外。
对板翅式热回收机组的节能效果计算如下：
夏季新风冷负荷Q经计算(考虑热回收后)为l097kW，取额定全热交换效率为65%，超市排风新风比为80%，则可算得夏季回收的冷量：
Q′=8O%Q∕(1－)=80%×l097×65%∕(1－65%)=1630kW
超市空调系统的综合能效比EER职经计算约为4．2，可减少功耗约388kW，扣除全热交换器送回风机总功率120．8kW后为267．2kW，整个制冷运行期当量满负荷运行时间为1350h，可节电360720kW·h，电价按0．8元∕(kW·h)计，则整个夏季制冷运行期可节约电费288576元。按板翘式热回收机组目前市场价估算，其初投资在四五年之后即可收回，可见板翅式热回收机组的节能效果还是比较客观的。
5防排烟系统设计
超市购物区出于安全防盗考虑，外窗大部分不能开启，小部分能开启也达不到自然排烟条件，故需设计机械排烟系统。超市共设2个竖向排烟系统，排烟风机设在屋顶，在排烟风机的入口处设有常开的280℃的排烟防火阀，与排烟风机联动。1层为1个防火分区，共分为10个防烟分区；2层购物区为1个防火分区，共分为12个防烟分区，另储藏区为独立的防火分区，通过可开启外窗自然排烟。3层购物区为1个防火分区，共分为l0个防烟分区，另储藏区、办公区为独立的防火分区，通过可开启外窗自然排烟。每个防烟分区设1个常闭电动多叶排烟口，与屋顶相应的排烟风机联动，当某一防烟分区着火时，该防烟分区对应的排烟风机运行排烟。当烟气温度达到280℃时，排烟风机停止运行。
1层排烟补风利用空调新风部分管道，另设电动多叶送风口，排烟时开启补风，不足部分由超市外门补入；2层、3层通过竖向新风井补风，利用空调新风部分管道，另设单层活动百页送风口补风。排烟时，与排烟补风无关的新风管道则通过自动复位防火阀关闭。
地下1层通往1层、2层、3层的自动人行扶梯及2层通往3层的自动人行扶梯区域设机械排烟系统，排烟量按中庭相关规定计算，排烟风机放置在屋顶。所有穿越防火分区、楼板、隔墙处的送、回、新、排风管均设有70℃防火阀。竖风道与各层水平支风管连接处均设有70℃防火阀。
6设计体会
1)大型超市空调系统年运行时间长，能耗大，节能设计尤为重要，应充分考虑各种空调节能设计措施。本工程主要采用了排风热回收技术，可回收室内排风能量，节省电能。但要注意选用回收效率高、排风新风比高的热回收机组，尽量缩短初投资回收年限。
2)该超市客流量变化大，空调负荷波动幅度大，空调系统本应以变新风比方式运行，但空调末端机组为吊顶式单风机空调机组+全热回收新风换气机组，要实现变新风运行，必须给全热交换器新、排风机配备变频装置，才能实现新风量与排风量成比例的同步调节，这是否经济合理，还需通过进一步计算全年能耗作详细经济分析后确定。
参考文献
[1]GB50189-2005公共建筑节能设计标准[S]．
[2]GBJ19-87，采暖通风与空气调节设计规范[S]．
[3]龚崇实等主编《通风空调工程安装手册》，中国建筑工业出版社，1989年
关键词：暖通空调设计；空调机组；排风热回收；节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
该建筑为湖南某大型超市，地上3层，地下1层，总建筑面积18998m2(不包含地下室)。地下1层主要为设备用房和停车库，1层为购物区精品屋，2层为购物区和仓库，3层为购物区和办公区域，空调区面积约为13886m2，建筑层高为6m，建筑效果如图1所示。设计范围为本超市的空调及通风排烟设计。
图1超市效果图
2空调设计参数
2．1室外计算参数的确定
夏季：干球温度35．7℃，湿球温度28．5℃；平均室外风速
2．2m∕s。冬季：干球温度－4℃；相对湿度75%；平均室外风速2．3m∕s。
2．2室内计算参数的确定
室内空调计算干球温度取26℃～27℃，相对湿度40%～65%，超市购物区新风量取20m3∕h，办公区新风量取30m3∕h。
3空调负荷计算及冷热源
超市空调负荷主要包括人员负荷、照明及设备负荷、新风负荷，其围护结构负荷比较小。负荷计算采用鸿业负荷计算软件6．2，各项计算参数取值如下：
3．1人员密度
超市客流量高峰主要出现在下班后的17：30时至20：30时这个时间段，其他时间段，购物人员较少，人员密度不稳定，取超市的平均人员密度0．6人∕m2，人员活动为轻度劳动。办公区为0．25人∕m2，人员活动为极轻劳动。
3．2照明与设备功率值
超市照明功率值取40W∕m2，设备功率值取13W∕m2。办公区照明功率值取20W∕m2，设备功率值取20W∕m2。
超市生鲜区一般设有冷冻、冷藏陈列柜，若是开式冷冻、冷藏陈列柜，则其从室内吸热，通过室外冷凝器排散到大气中，从而给室内造成了冷效应，抵消了一部分室内冷负荷。但因为设计时尚不确定开式冷冻、冷藏陈列柜的布置，其抵消的室内冷负荷也就无法计算，只考虑作为设计负荷的安全余量。
3．3围护结构传热系数
屋顶：K=0．64W∕(m2·K)；外墙：K=0．55W∕(m2·K)；外窗：K=3．4w∕(m2·K)。
4空调系统设计
4．1空调冷源
经计算，该超市夏季空调系统设计總冷负荷为291lkW，建筑面积冷负荷指标为148W∕m2。业主只要求设计空调制冷系统，不要求制热。
超市空调负荷受客流量的影响大，ld之内负荷变化较大，故选用2台部分负荷调节性能好的螺杆式水冷冷水机组，设置在地下室制冷机房。单台机组制冷量为1448kW，额定COP达到5．55kW∕kW。冷冻水供回水温度为7℃～12℃。冷却水供回水温度为32℃～37℃，冷却塔放置在屋顶。
4．2空调水系统的配置
空调冷冻水系统采用一次泵冷源侧定流量，负荷侧变流量系统形式，水平同程，立管异程。末端空调机组和风机盘管回水管上设电动调节阀、电动二通阀，根据末端空调负荷的变化，调节通过盘管的水量。分、集水器间设自力式压差旁通阀，将负荷侧不需要的流量旁通回冷源侧，来维持冷水机组定流量运行，旁通阀的流量为l台冷水机组的流量。压差旁通控制系统能及时根据末端负荷变化情况开、关一部分水泵和相应的制冷机组，实现水泵和制冷机组的台数控制，对超市的节能运行有重要作用。系统采用开式高位膨胀水罐补水定压。在接入各路立管的回水管路上设置静态平衡阀，用于初调时将各管路流量调节到设计状态。
4．3空气处理机组的选择
超市作为大空间的公共建筑，末端机组一般为组合式空调机组或吊顶式空调机组。组合式空调机组放置在每层专用的空调机房内，这样便于过滤器清洗和冷凝水排放，机组的振动及噪音较易处理，运行管理及维修方便，新风量可根据室内外空气参数的实时比较隋况实现自动调节，超市内噪音小，清洁度高，但要牺牲一定的营业面积作为空调机房。吊顶式空调机组均吊装在超市顶板上，不占建筑使用面积，但对超市的噪声影响较大，维修保养工作量也较大，必须定期清洗空气处理机组中过滤器，否则送风口处会沾满灰尘与霉斑，不能满足GB50365-2005(空调通风系统运行管理规范》的卫生规定。最终根据业主节省机房占地面积的要求，决定1层到3层购物区选用吊顶式空调机组，同时采用低速风管、散流器下送至各区域，另2层、3层有局部储藏及办公区设置风机盘管加新风机组。为控制噪声，采取减振消声处理措施，如吊柜式空调机组设隔声罩，均为减振吊装，在送回风管上设置消声器等。
4．4排风热回收设计
超市设有集中的新风和排风系统，夏季送、排风设计温差＞8℃，故采用板翅式热回收机组来提供新风，使其与排风进行全热交换后送入室内。额定全热回收效率均不低于65%，排风量为新风量的80%。当送、排风温差≥8℃时，启动热回收装置；当送、排风温差＜8℃时，热回收装置旁通运行。
1层配置4台吊装的板翅式热回收机组，从外墙新风口引入的新风与室内排风进行热交换后进人吊柜式空调机组，与室内回风混合后经处理后送入室内，排风则通过竖向集中排风系统外墙风口排出。2层、3层新排风系统均采用竖向系统，新风经屋顶的五台板翅式热回收机组与排风集中热交换后由新风竖井送至2层、3层各空调机组处理，排风则通过排风竖井经屋顶板翅式热回收彻组排至室外。
对板翅式热回收机组的节能效果计算如下：
夏季新风冷负荷Q经计算(考虑热回收后)为l097kW，取额定全热交换效率为65%，超市排风新风比为80%，则可算得夏季回收的冷量：
Q′=8O%Q∕(1－)=80%×l097×65%∕(1－65%)=1630kW
超市空调系统的综合能效比EER职经计算约为4．2，可减少功耗约388kW，扣除全热交换器送回风机总功率120．8kW后为267．2kW，整个制冷运行期当量满负荷运行时间为1350h，可节电360720kW·h，电价按0．8元∕(kW·h)计，则整个夏季制冷运行期可节约电费288576元。按板翘式热回收机组目前市场价估算，其初投资在四五年之后即可收回，可见板翅式热回收机组的节能效果还是比较客观的。
5防排烟系统设计
超市购物区出于安全防盗考虑，外窗大部分不能开启，小部分能开启也达不到自然排烟条件，故需设计机械排烟系统。超市共设2个竖向排烟系统，排烟风机设在屋顶，在排烟风机的入口处设有常开的280℃的排烟防火阀，与排烟风机联动。1层为1个防火分区，共分为10个防烟分区；2层购物区为1个防火分区，共分为12个防烟分区，另储藏区为独立的防火分区，通过可开启外窗自然排烟。3层购物区为1个防火分区，共分为l0个防烟分区，另储藏区、办公区为独立的防火分区，通过可开启外窗自然排烟。每个防烟分区设1个常闭电动多叶排烟口，与屋顶相应的排烟风机联动，当某一防烟分区着火时，该防烟分区对应的排烟风机运行排烟。当烟气温度达到280℃时，排烟风机停止运行。
1层排烟补风利用空调新风部分管道，另设电动多叶送风口，排烟时开启补风，不足部分由超市外门补入；2层、3层通过竖向新风井补风，利用空调新风部分管道，另设单层活动百页送风口补风。排烟时，与排烟补风无关的新风管道则通过自动复位防火阀关闭。
地下1层通往1层、2层、3层的自动人行扶梯及2层通往3层的自动人行扶梯区域设机械排烟系统，排烟量按中庭相关规定计算，排烟风机放置在屋顶。所有穿越防火分区、楼板、隔墙处的送、回、新、排风管均设有70℃防火阀。竖风道与各层水平支风管连接处均设有70℃防火阀。
6设计体会
1)大型超市空调系统年运行时间长，能耗大，节能设计尤为重要，应充分考虑各种空调节能设计措施。本工程主要采用了排风热回收技术，可回收室内排风能量，节省电能。但要注意选用回收效率高、排风新风比高的热回收机组，尽量缩短初投资回收年限。
2)该超市客流量变化大，空调负荷波动幅度大，空调系统本应以变新风比方式运行，但空调末端机组为吊顶式单风机空调机组+全热回收新风换气机组，要实现变新风运行，必须给全热交换器新、排风机配备变频装置，才能实现新风量与排风量成比例的同步调节，这是否经济合理，还需通过进一步计算全年能耗作详细经济分析后确定。
参考文献
[1]GB50189-2005公共建筑节能设计标准[S]．
[2]GBJ19-87，采暖通风与空气调节设计规范[S]．
[3]龚崇实等主编《通风空调工程安装手册》，中国建筑工业出版社，1989年