浅谈地下商业建筑空调方案的选取与比较

 　摘要：商业建筑是一个流动人员多的公共场所，室内空气的温湿度、洁净度和新鲜空气量等，对顾客和商场工作人员健康影响很大，因此商业部门越来越重视商业建筑的空气环境，卫生防疫部门也对商业建筑提出了卫生要求。但是商业建筑空间较大，人员、灯光散热较大，空调负荷也较大，必然引起初投资和运行费用的增加，增加经营成本，所以采暖、空调、制冷方案非常重要，必须引起足够的重视。 

　　关键词：地下商业 空调方案 

　　本文讨论的地下商业建筑，是高湿环境的典型，其负荷特点有：室内余热、余湿主要来源于人体，无日照辐射，与其它建筑相对余热小，湿度大，热湿比小。从目前已有的地下商业建筑的使用情况来看，空调效果较差的主要表现为空调季节商场内闷热，相对湿度偏高，空气浑浊，其原因在于地下商业建筑中湿度控制不力。 

　　一、空调方案初选： 

　　就功能设置、建筑情况以及空调负荷种类的分配情况，主要有以下几种空调方案： 

　　1、VRV变频多联空调系统的空调方案 

　　VRV变频多联空调系统采用变频压缩机实现压缩机容量控制；在制冷系统中设置电子膨胀阀或其它辅助回路，以调节进入室内机的制冷剂流量；通过控制室内外换热器的风扇转速积，调节换热器的能力。变频多联空调可分为室内机和室外机。室内机有天花卡式、隐藏风管式等多种机型，可以结合室内的装修情况来选择合适容量的机型；室外机可实现各个单元机的任意组合。 

　　2、水冷螺杆集中中央空调系统的空调方案 

　　该集中空调方案的主要设置是在每个防火分区划出一到两个空调机房以安装组合式空调器；由制冷站的水冷冷水机组供冷水，然后通过冷冻水管，沿空调管井把冷量输送到各层的末端的组合式空调器，再由组合式空调集中处理室内的空气，以达全空气的空调方式。此外还要在地下室设集中机房和屋顶设冷却塔；空调新风通过新风百叶经回风混合室引入。螺杆机组的核心是采用螺杆式压缩机。该压缩机是一种回转式的容积式气体压缩机，能在低蒸发温度或高压缩比工况下可单级压缩，通过滑阀装置，使制冷量可在10～100%范围内进行调节。 

　　3、风冷热泵集中中央空调系统的空调方案 

　　该集中空调方案的主要设置是在每个防火分区划出一到两个空调机房以安装空调末端设备；此外还要在地面集中风冷热泵机组；空调新风通过新风百叶经回风混合室引入。风冷热泵机组的输送介质通常为水溶液。它通过室外主机产生空调冷（热）水，由管路系统输送至室内的各末端装置；在末端装置处冷（热）水与室内空气进行热量交换，产生出冷（热）风，从而消除房间冷（热）负荷。它是一种集中产生冷（热）量，但分散处理各房间负荷的空调系统型式。该系统的室内末端装置通常为风机盘管。 

　　4、自动调温除湿机空调方案 

　　调温除湿机用蒸发器来给空气降温除湿，并回收系统的冷凝热，补充空气中由于冷却除湿时散失的热量，是一种高效节能的除湿方法，适用于除湿与温度有较高要求的场合。调温除湿机是提供一种可以在不同室内、外温度下对室内进行供热、制冷和除湿以满足室内温湿度要求的管道式调温调湿方法及其设备。调温除湿功能：在高温高湿环境下，机组自动运行降温除湿模式，机组产生的热量由冷却塔排到大气中；在温度达到要求时，进行调温除湿；在低温阴冷潮湿环境下，机组自动运行升温除湿工况，不降低室内温度。 

　　二、方案比较： 

　　1、方案一：变制冷剂流量多联分体式空调方案 

　　优点：室外机小巧灵活，占地面积较小，且可以分散灵活设置；室内管道均为无压管，减小漏水隐患；变频多联空调采用先进的模块化、小型化的设计，系统安装简单，节省施工费和施工工期，系统简单，维护管理简单方便；室外主机采用了变频技术和室内采用了电子膨胀阀调节，使得该空调方案在节能和环保上有很好的效果。 

　　缺点：由于采用的技术比较先进，所以工程的初投资相对常规的水系统会有点偏高，一般是冷水机组造价的1.5～2. 0倍左右；冷媒配管有一点的局限，一般冷媒配管的长度大约在150～170米左右，超过该范围，系统就显得有点局限；本文讨论的地下建筑，所有的外机需要在地面以上通风良好的位置设置，外机数量较多，且分散，影响景观；新风与湿度处理能力相对较差，而地下商业内闷热，相对湿度偏高，空气浑浊。 

　　2、方案二：水冷螺杆集中中央空调系统的空调方案 

　　优点：制冷能效比COP大于5，而风冷热泵一般为3.0～3.2；系统造价相对较低，施工工艺比较成熟；冷媒安全可靠；空调效果不受外界环境影响，运行稳定。 

　　缺点：设备大型，系统设置不灵活，运输安装麻烦；需在地下室设冷冻机房，占用商业面积；管道的布置长且复杂，一旦发生故障其影响面比较广；由于制冷机组和冷却塔的功率大，所以系统产生的噪声也相对较高；由于系统庞大，集中性高，不能分散控制，系统能耗比高；由于输送的冷媒是水，管路也比较长，所以造成水对水管的腐蚀比较大，且存在漏水隐患；水冷为开式系统，每年需清洗维护，冷却塔的维护费用尤为多，系统使用寿命不经济，机房需设值班室有专业人员进行操作维护。 

　　3、方案三： 风冷热泵集中中央空调系统 

　　优点：风冷冷（热）水机组采用模块化设计，完全不必设置备用机组；该风冷热泵机组任何模块的临时检修停运都不会影响整机的正常运行，提高了空调系统的合理性和可靠性；空调主机设在室外，无需中央设备机房，节省商业面积、空间；系统设备少且集中，维护管理简单方便，使用全电脑自动控制，不需专业人员进行操作维护。 

　　缺点：由于在室外温度-10℃时制热能力明显衰减，需增加辅助电加热；体型较大，占地面积大，噪声较高；需要定期除霜，在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜，需要定期除霜，这也消耗大量的能量，特别是在寒冷地区和高湿度地区，热泵蒸发器的结霜可成为较大的技术障碍。 

　　4、方案四：自动调温除湿机 

　　优点：运行模式多，管道式调温除湿机具有降温除湿、调温除湿、升温除湿、制热、自动除霜等运行模式，而且室外换热器还可以采用风冷和水冷等不同形式；调节范围大，由于管道式调温除湿机具有多种不同的运行模式，从降温除湿到制热运行，提高了系统的制冷、制热、除湿的调节范围，能够满足不同冷/热/湿负荷的需求；调节精度高，管道式调温除湿机在通过运行模式转换来调节制冷量、制热量和除湿量，在每种运行模式下，还可以调室外换热器的风机转速（风冷型换热器）和水泵转速（水冷型换热器）来调整室外换热器和室内换热器之间的热量分配，对系统的制冷量或制热量进行微调，以提高温湿度的调节精度；适用范围广，由于管道式调温除湿机具有多种运行模式，能够实现较大范围的制冷/制热/除湿的调节范围，室外换热器可以采用风冷或者水冷等形式，能够在不同地区使用，以满足全年运行冷/热/湿负荷的要求，以实现对空气温湿度的控制；自动化控制，根据室内温湿度的设计要求，实时检测室内的温湿度、室外温度和系统的运行状态，根据室内温湿度的变化和室外温度条件，自动转换系统的运行模式，以保证室内的温湿度要求和系统安全运行。 

　　结束语： 

　　经过上面多种方面的比较，方案四的优化程度比较好，而且管理简单，环保节能，比较适合地下商业建筑复杂的热工环境要求，所以本文推荐地下商业建筑使用方案四。 

　　参考文献： 

　　[1] 《地下商业建筑负荷分析及空调系统节能设计》严伟林 节能 2013.10