某高层办公楼中央空调水系统设计分区方案及比较

在高层建筑中，空调水系统分区及设备承压问题是高层空调系统设计中须着重考虑的问题。目前我国超高层建筑绝大部分水路系统的设计方案还不是很完善，很多实际工程应用中都存在错误的设计，引起很多后续的维护问题，下面制冷快报就以实际案例为大家介绍一种中央空调水系统分区的方法。

某超高层办公楼，共98层，最高点高度439m，集办公和酒店于一体。其中，73层以下为办公区，73层以上为酒店。根据建筑专业疏散要求，分别于18、19、37、38、55、56、73、74、91、92层设置避难(机电)层。

由于使用功能不同，办公和酒店分别设有独立的集中空调冷(热)源系统：办公区采用蓄冰空调系统，主机房位于地下四层(-18.500m);酒店采用风冷热泵(带热回收)系统，机组设于73层。则办公部分末端设备的最高点位于72层(316m)，因此定压膨胀水箱箱底高度不应低于317.5m，则办公空调水系统最大可能的静水压力为336.0m H2O，约3.36MPa。

即使水泵的安装方式为打出式，机或板换的承压也将达到3.5MPa，目前还没有设备有这么高的承压能力。因此对于本项目，不设中间换热器的做法从技术上来说是不可行的。如何对本项目的空调水系统进行分区，综合考虑其空调的使用情况，建筑避难层的设置位置及设备、管件的承压能力，最终确定了2种分区方案。

方案1：如左图所示，在办公部分的中间设备层(37F)处设置一组水-水板式换热器，整个系统仅分为高低2个区，37层(含)以下为低区、39层(含)以上为高区。低区水由分水器直接供水，末端设备的供回水温度为5℃/13℃;高区水经37层处的板换换热后间接供水，末端设备的供回水温度为6℃/14℃，供冷效率有所下降。

一次水系统的膨胀水箱设于38层，总定压点位于集水器出水总管处，一次水泵采用打入式，则主机房内冷水机组、一次水泵及分水器等部件的最高承压约为2.1MPa(即为直接供水的用户最高点至主机房的静水高度与一次水泵扬程之和)。高区和低区的末端设备承压随着所在楼层高度的增加而递减，承压要求介于1.0~2.1MPa之间。

方案2：如右图所示，基于办公部分建筑本身避难层的设置将办公部分自然分为4个区间，水系统亦按此分为四个区，并设有四组板换：一组位于主机房内，服务于18层以下区域;另外三组均设于18层避难层处，分别服务于上部的3个区域;板换之间为并联关系，为同级板换。四个分区末端设备的供回水温度均为6℃/14℃。

一次水系统的膨胀水箱设于38层，总定压点位于集水器出水总管处，一次水泵采用打入式，则主机房内冷水机组、一次水泵及分水器等部件的最高承压约为2.1MPa(即为直接供水的用户最高点至主机房的静水高度与一次水泵扬程之和)。本方案虽分区较多，但都为同级分区，末端设备的供回水均为二次水，且末端设备的承压均可控制在1.0MPa以内，但主机、水泵、板换及部分管件的承压要求较高。

综上，将各方案的分区及设备承压等汇总如表3所示。综合比较可以看出，方案1的系统分区少，泵组及板式换热器组设置数量少，运行管理较为简单，运行能耗较低，并且由于采用次级水的楼层少，对冷源的总供冷效率降低最少，仅占10%。但方案1对冷源、水泵、板换及末端的承压要求比较高，但也在现有设备承压能力的范围内，且目前已有典型工程使用。方案2虽对末端设备的承压要求较低，但对板换、管路的承压仍不可避免的要采用高承压部件，且方案2供冷效率的降低较多，板换组及泵组多，运行控制和维护均较为复杂。因此认为方案1为最佳方案。

同时，由于本项目是目前深圳地区建筑高度较高的地标性建筑，在此项目中采用先进的设计理念和技术也具有典型的意义。为保证项目的安全性，在末端设备的选择上，均选用组合式空气处理机组，设置于专用的空调机房内，避免高压管道进入人员活动区域。