苏宁易购总部办公楼的空调设计，用离心式冷水机组＋水蓄冷系统，有何好处？

作者：南京长江都市建筑设计股份有限公司 储国成 韩亮 江丽 徐阳

一、工程概况

本工程位于江苏省南京市徐庄软件园内，苏宁电器总部以北。作为苏宁电器集团的一部分，与原 总部建筑群相呼应，形成了一个全新的总部基地。总用地面积为 125030m2 ，总建筑面积为 242023m2 ， 建筑总高度为 49.05m，地下 2 层，地上 9 层，B2 层 为地库和相关设备用房，B1 层为厨房，餐厅、车库 和设备用房，1 层为展厅、会议中心、员工餐厅灯， 2~9 层为办公。

项目以创造“低耗、健康、舒适”的高效绿色 办公建筑为目标，达到三星级绿色建筑标准，项目 结合场地与环境特点，综合建筑功能和业主使用需 求，以“被动式措施优先、主动式措施优化” 为理念， 绿色设计优先采用被动式技术，采用成熟、适宜的 绿色建筑技术，达到节能、环保、绿色生态的目标， 在满足建筑功能的同时创造 “健康”与“舒适” 的 办公环境，最大限度减少对资源和能源的消耗，实 现建筑产业的可持续发展。

二、工程设计特点

根据该办公楼的空调运行特点，本工程冷源采 用离心式冷水机组 + 水蓄冷系统，该空调方案利用 低谷电价蓄冷，高谷电价释冷的系统方式，有效的 获取了分时电价的效益，结合消防水池做为蓄冷水 池，节省了初投资，降低了电费的支出和运行费用， 不仅就有较好的经济效益，同时具有良好的社会效 益。水蓄冷中央空调系统是将冷量以显热或潜热的 形式储存在某种介质中，并在需要时能够从储存冷 量的介质中释放出冷量的空调系统。水蓄冷是空调 蓄冷的重要方式之一，利用水的显热储存冷量。水 蓄冷中央空调系统是用水为介质，将夜间电网多余 的谷段电力 ( 低电价时 ) 与水的显热相结合来蓄冷， 以低温冷冻水形式储存冷量，并在用电高峰时段 ( 高 电价时 ) 使用储存的低温冷冻水来作为冷源的空调 系统。

三、设计参数及空调冷热负荷

3.1 室外气象参数

夏季空调室外设计计算干球温度：34.8℃；夏 季空调室外设计计算湿球温度：28.1℃。

冬季空调室外设计计算干球温度：-4.1℃；冬 季空调室外设计计算相对湿度：76%。

3.2 室内设计参数

室内设计参数见表 1。

表 1 室内设计参数

本工程空调区域建筑面积 119300m2 。根据业内公认的鸿业负荷计算软件 6.0 版，得 到本工程空调负荷如下：夏季冷负荷：18300kW；冬 季 热 负 荷：10500kW；单 位 面 积 冷 负 荷 指 标：153W/m2 ；单位面积热负荷指标：88W/m2 。

四、空调冷热源及设备选择

根据该办公楼的空调运行特点，本工程冷源采 用离心式冷水机组 + 水蓄冷系统，该空调方案利用 低谷电价蓄冷，高谷电价释冷的系统方式，有效的 获取了分时电价的效益，结合消防水池做为蓄冷水 池，节省了初投资，降低了电费的支出和运行费用， 不仅就有较好的经济效益，同时具有良好的社会效 益。水蓄冷中央空调系统是将冷量以显热或潜热的 形式储存在某种介质中，并在需要时能够从储存冷 量的介质中释放出冷量的空调系统。水蓄冷是空调 蓄冷的重要方式之一，利用水的显热储存冷量。水 蓄冷中央空调系统是用水为介质，将夜间电网多余 的谷段电力（低电价时）与水的显热相结合来蓄冷， 以低温冷冻水形式储存冷量，并在用电高峰时段（高电价时）使用储存的低温冷冻水来作为冷源的空调 系统。

本工程空调冷源制冷设备为 4 台 855RT （3343kW）单工况离心水冷冷水机组， 供回水温度 为 4/12℃，另设置体积为 5200m 的蓄冷水池（兼消 防水池）。水蓄冷水池和末端冷冻水采用板换连接， 板换负荷侧冷冻水供，回水温度为 7/13℃，板换负 荷侧冷冻水泵采用变流量系统；考虑南京地区电价 政策，本设计中蓄冷量取 35% 左右，离心式冷水机 组具备蓄冷与供冷同步进行工况的系统模式。这样 系统既能高效稳定的运行，又可节省机房空间及制 冷设备的初投资。

热源采用 3 台 5T 真空燃气（油）热水锅炉并 联运行供空调采暖用，其中一台为双回路，供回水 温度为 60℃~50℃。一台 1.5T 锅炉供生活热水用， 供回水温度为 85℃~65℃。

五、空调系统形式

本工程冷源采用离心式冷水机组 + 水蓄冷系统， 空调水系统为两管制同程能源侧一级泵，负荷侧二 级泵的二次泵变流量系统。从冷冻机房接出总供水 管（一次泵系统）分别接至 B1 层的 8 个二次泵房， 空调水系统立管、支管均为同程。如在某些支管无 法同程设计，设置必要的平衡阀，水系统最高点设 置自动放气阀，最低点设置泄水阀。空调水系统通 过屋顶膨胀水箱实现定压和系统补水。水系统采用 化学加药方式进行全自动在线化学处理，以防止管 内壁腐蚀与结垢。

空调风系统中：

（1）餐厅，员工活动中心，大空间办公、会议 中心等大空间采用集中处理的低速变风量全空气系统。气流组织为均匀送风，集中回风，送风口采用 散流器。

（2）入口门厅高大空间区域设置低速变风量全 空气系统，局部设置地送风方式，下送上回，以及 采用上送下回的空调送风系统方式。气流组织为均 匀送风，集中回风，地送风口采用条形送风口，上 部送风口采用旋流风口和侧送的喷口送风。

（3）小空间办公、后勤用房、小型会议室等小 空间房间采用风机盘管加新风系统。送风口选用条 形散流器（条形送风口），风机盘管采用卧式暗装， 新风空调箱选用吊装式新风机组。

（4）标准层办公新风、排风竖向设置全热回收 系统，采用板式全热换气机，集中设置于屋面。全 热换气机采用组合式空调箱。

六、通风、防排烟及空调自控设计

6.1 防排烟系统设计

（1）标准层办公垂直方向设有机械排烟系统， 每层平面划分为若干防烟分区，每个防烟分区设有 排烟风口，平时常闭，火灾时由消防控制中心打开 该防烟分区的排烟口（阀）。并启动排烟风机进行 排烟。排烟量按最大一个防烟分区面积每平方米不 小于 120m3 /h 计算。

（2） 中 庭 设 置 机 械 排 烟 系 统， 体 积 大 于 17000m3 的中庭，其排烟量按其体积的 4 次 /h 换气 计算；体积小于 17000m3 的中庭，排烟量按其体积 的 6 次 /h 换气计算。

（3）地下汽车库的排风系统火灾时兼作机械排 烟系统。汽车库排烟量按换气次数 6 次 /h 计算。消 防补风为平时机械送风系统兼作消防补风系统，补 风量满足不小于排烟量的 50%。

（4）地下 1 层卸货车库部分设机械排烟系统， 由平时排风系统兼用。排烟量按换气次数 6 次 /h 计 算，消防补风为机械补风，补风量满足不小于排烟 量的 50%。

（5）面积超过 100m2 ，且经常有人停留或可燃 物较多的地上无窗的房间设置机械排烟系统；房间 面积超过 50m2 ，且经常有人停留或可燃物较多的地 下室设置机械排烟系统，同时设置机械补风系统， 补风量不小于机械排烟量的 50%。

（6）无直接自然通风，且长度超过 20m 的内走 道和虽然有直接自然通风，且长度超过 60m 的内走 道设置机械排烟系统。

（7）不满足自然排烟的防烟楼梯间、消防电梯 前室及合用前室分设独立的加压送风系统。

（8）防烟楼梯间加压送风口采用自垂式百叶送 风口，隔层设置。

（9）消防电梯间前室或合用前室采用多叶加压 送风口，每层设置，风口为常闭型，设置手动和自 动开启装置，并与加压送风机的启动装置联锁。着 火时由消防控制中心开启着火层和上（下）层正压 风口，同时启动正压送风机。

（10）避难走道满足自然排烟要求。

（11）排烟系统：着火时，根据烟感信号，开 启该防烟分区的排烟风机（办公及内走道开启该防 烟分区的排烟口，并关闭排风防火风口，中庭开启 常闭排烟口），系统转为排烟系统。地下车库及商 业餐厅等进风系统继续运行，以保证机械补风量。当排烟温度超过280℃自动关闭排烟阀及排烟风机， 停止排烟并关闭补风系统。常闭排烟口设手动和自 动开启装置。

（12）防排烟系统中的相应风机、控制阀门均 纳入消防控制系统（CACF）进行监控。

6.2 空调自控系统设计

（1）本工程商业、会议、餐饮等集中空调系统 分设中央集中监控系统（BAS）。

（2）除风机盘管、排气扇、外，各种空调、通 风设备由 BAS 系统监控。

（3）冷热源等主要设备顺序启动，顺序停止。

（4）冷水机组、板式换热器、水泵等主要设备 进行运转台数自动控制，达到高效运行。

（5）板换负荷侧一次泵变流量系统空调供回水 总管末端之间设置平衡管，实现系统变流量运行。二次泵变流量系统在最不利环路末端设置压差控制 阀，调节控制水泵转速，在满足系统用户侧流量需 求同时节省水泵输送能耗。

（6）空气处理机组（新风处理机组）控制系统 由冷暖型比例积分控制器、装设在（送）回风口的 温度传感器及装设在回水管上的电动二通调节阀组 成。系统运行时，温度控制器把温度传感器所检测 的温度与温度控制器设定温度相比较，并根据比较 结果输出相应的电压信号，以控制电动动态流量阀 的动作，通过改变水流量，使（送）回风温度保持 在所需要的范围。空调机组以回风温度作为控制信 号，新风机组以送风温度作为控制信号。空气处理 机组控制箱设于机房内，可就地控制及远程监控。风机盘管系统以房间温度为控制目标，调节风机盘 管回水管上设置的电动二通阀（ON-OFF）。

（7）当新风温度小于 0℃，同时机组不运行时， 应保证电动二通调节阀保持最小开度，以便预热盘 管。新风入口设电动风阀与机组连锁，冬季机组不 运行时关闭电动风阀。

（8）实现变新风比的全空气系统，采用固定干 球温度法进行判别控制。在新风入口处设置温度传 感器，通过比较室外新风温度和设定值，调节新、 回风阀门以及相应排风机频率，以实现加大新风量， 直至最大新风量或全新风运行。

（9）空调、通风系统内主要设备（如冷热源、 水泵、空调箱、风机等）的主要状态点均需通过区 域 DDC 联络至 BA 系统。

七、心得与体会

本工程 2014 年 4 月开始空调调试并投入运行， 空调使用效果基本满足了建设方的要求，由于本工 程的采用能源侧一级泵，负荷侧二级泵的二次泵变 流量系统，能源侧一级泵、负荷侧二级泵均采用变 频控制， 二次泵系统设计难点在于尽可能将一二次 运行解耦，结合本系统的布局设置特点（二次泵房 是远离冷热源分散布置的，不大可能在冷热源处设 主盈亏管）将传统主盈亏管分拆至每个二次泵房中， 较初期两根主盈亏管的设计方案，可以将每组二次 泵启停和加减载的压头变化对一次泵系统及其他二 次泵的压力波动影响减到最小，使整个一二次泵系 统的运行更为稳定。因该设置形式将各组二次泵在 运行上的基本剥离开来，所以只需研究其单一组二 次泵的运行状况。

将回水温度稳定在＜ 13℃。如果回水问题不稳 定，势必会造成斜温层的破坏，因此一个稳定的回 水温度的控制是确保水蓄池高效率的关键因素。在 设计中通过板换负荷侧一级泵变频、二级泵变频的 空调水系统，以及板换一次侧释冷泵的变频控制， 有效的确保了回水温度的相对稳定性。

来源：互联网

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