梅赛德斯奔驰文化中心空调设施设备运行保障措施研究

2021-08-14夏永荣

中国设备工程 2021年15期

夏永荣

（上海嘉英物业，上海 201100）

1 DOTA2 活动和梅奔中心简介

DOTA2 TI9 国际邀请赛于2019 年8 月20～25 日在上海梅赛德斯奔驰文化中心（以下简称梅奔中心）举办，VG、LGD、KG 以及RNG 这4 支中国战队和14 支海外战队参赛。梅奔中心作为中国电竞圣地，承接本次赛事。笔者作为时任梅奔中心物业经理和工程技术负责人，全程参与本次赛事的设施设备运行保障组织工作，核心工作是保障中央空调系统长时间、满负荷运行。保密起见，本文对于其设备系统，尤其是具体操作设备的描述，以代号表示，仅作说明用，与现场设备并非一致。

2 梅奔中心中央空调系统设备概况

梅奔中心位于世博大道，紧靠黄浦江，地下二层，地上六层，建筑总面积126000m2。

2.1 梅奔中心中央空调制冷制热系统组成

梅奔中心中央空调系统主要以黄浦江水作为冷热源，并备有冗余备份的冷热源。常规情况下空调用冷热水，由2 台江水源热泵机组和3 台江水源双工况冰蓄冷机组，外加冰蓄冷槽提供，这五台机组采用特灵品牌高效节能的三级压缩离心机组。空调供冷（热）水泵采用变频驱动，可根据供回水温差调整流量，从而达到满足空调负荷和降低能耗的空调绿色节能运行要求。

主、副场馆的空调风系统，采用二次回风加热回收的运行模式。在过渡季节，采用新风比可调技术，利用室外较低温度的新风，维持室内舒适性，同时降低室内CO2含量。

2.2 夏季制冷模式

利用温度较低的黄浦江水作为冷却水来冷却空调机组冷凝器，冷凝效率较高。白天热泵机组和双工况冷机组均采用制备7℃冷冻水模式；夜间利用夜间电费谷时段，由双工况制冷机组开启蓄冰模式，制冰蓄冷。热泵机组和双工况制冷机组、蓄冰槽可采用多种运行模式，根据实际供冷需求，合理调配向建筑物供冷，有效降低夏季制冷工况的运行能耗费用，同时能有效应对极端高温状况下的供冷需求。

同时，备有一台400T/h 的冷却塔作为冷却水冗余备份，在江水系统无法满足空调系统冷却水供应时，可切换到用冷却塔对空调冷却水进行冷却。夏季江水各类杂质较多，对冷却水流量影响较大，冷却水泵过滤器拆洗工作量较大。

2.3 冬季制热模式

冬季利用黄浦江水作为热源，热泵机组开启制热模式，向建筑物集中供暖。由于江水温度高于气温且比热容较大，制热效率大大高于空气源热泵机组，节省冬季采暖运行能耗费用。另外，备有2 台3.5MW 热功率的富尔顿燃气锅炉，作为空调用热水的冗余备份。在极端严寒天气江水温度过低及江水系统出现故障无法满足空调满负荷运行时，启用燃气热水锅炉制备85℃热水，经板式热交换器换热至45℃后供空调系统用热水。

3 江水源热泵节能原理

与普通空气源热泵相比，江水源热泵有其特殊性，运行管理也相对较难。

江水具有很好的宏观热能特征，相比空气源热泵，江水源热泵能够获得更高能效。上海处于夏热冬冷地区，冬夏空调负荷大。江水源热泵机组在冬季采集来自黄浦江水中的低品位热能供给室内取暖；在夏季则把室内的热量取出释放到水中，制取冷水，达到夏季空调供冷目的。江水源热泵系统制冷的优点是冷却水温较低，且无使用冷却塔时水资源的损耗，以江水作为热泵低温热源，是逆卡诺理想循环，性能系数较高。同时，存在换热系统复杂、易被江水中杂质堵塞换热通道、降低换热效果情况，甚至造成系统崩溃的严重后果。

因此，如何防止换热系统堵塞，是江水源热泵系统长期安全稳定运行的关键。本文描述的是夏季制热模式的应用。

4 DOTA2 活动期间中央空调系统保障方案

4.1 明确空调保障需求

根据DOTA2 活动主办方要求，主场馆整个活动举办历时16 天。此期间，主场馆空调需24h 不间断运行保障；实战期间，每天从早8 点起有上万观众入场，直至凌晨活动结束。中央空调系统几乎是连续处于高负荷、乃至满负荷状态。

除保障上万人的活动举办方和观众的空调需求，还要保障场馆原有饭店、影院等约2 万m2商业活动区域的空调需求。

中央空调系统的运行保障压力，显而易见。

4.2 系统运行保障准备工作

梅奔中心的空调系统设备已使用近10 年，进入设备寿命中期，原有技术状况已下降，冗余制冷量不足。

为保障DOTA2 活动顺利进行，物业工程管理团队会同空调设备维保单位，从技术和组织措施两方面着手，进行精心准备和实操演练。

4.3 系统运行保障的技术措施

物业工程管理团队承担空调系统全部的运行维护工作，因此，组织工程技术人员熟悉空调制冷设备，熟悉江水源热泵和双工况制冷机组的制冷原理，详细分析设备系统组成，反复演练各种不同运行模式，确保万无一失。

主要工作如下：

（1）项目经理和暖通工程师担任讲师，组织工程技术人员，编写江水源热泵和双工况制冷机组制冷原理的培训教材，将其对江水源空调设备的经验与员工分享，从理论上提高员工认识。

（2）组织工程技术人员，反复对现场设备进行摸排，分析系统设备，尤其是大量的机组、水泵、阀门等需要操作切换的设备，进行状态标注和切换操作。对于高区不便操作的阀门，预先搭好登高用梯子、通道，确保在应急情况下能快速手动操作切换阀门。

（3）根据现场摸排得到的一手资料，制作系统图和模拟操作看板，作为工程技术人员操作培训的重要手段，在模板上模拟各种运行模式、各种应急状况下的操作切换。同时用作管理人员分析各种运行模式，制定运行对策。有了这套模拟操作看板，可以做到先模拟操作，后实际操作实施。

①热泵机组分系统图及模拟操作板，图1 为江水源热泵空调系统示意图（制冷模式）。

图1 江水源热泵空调系统示意图（制冷模式）

②双工况机组分系统图及模拟操作板，图2 为江水源双工况蓄冷空调系统示意图。

图2 江水源双工况蓄冷空调系统图

（4）分析系统运行及切换模式。

①冷却水的选择及切换。正常情况下，机组制冷时的冷却水为黄浦江水，如发生意外情况，不能正常采用黄浦江水时，改为由冷却塔提供循环冷却水。表1 为黄浦江水和冷却塔提供循环冷却水的阀门切换表，与空调系统图上阀门编号对应。

表1 江水冷却系统管网与冷却塔冷却系统管网的阀门切换表

②江水泵供应选择。正常情况下，1#、2#江水泵供应热泵机组，5#、6#、7#供应双工况机组，3#泵通过阀门切换，可以选择供热泵机组或双工况机组。表2 为江水泵切换表，与空调系统图上江水泵编号对应。

表2 江水泵切换表

③热泵机组制冷/制热模式切换。每台热泵机组通过8个阀门，可切换江水和内部空调管网，即江水在夏季可作为冷却水源，在冬季作为热源。表3 为热泵机组阀门切换表，与热泵系统图上阀门编号对应。

表3 热泵机组制冷/制热模式阀门切换表

（5）双工况机组运行模式。双工况机组仅用于制冷，通过相关阀门切换，可运行在以下五种模式（如表4）。

表4 双工况机组运行模式切换表

4.4 活动举办前空调设备系统维护保养工作

（1）各项机电设备维保工作提前到活动前2 周完成，清洗制冷机组蒸发器、冷凝器，更换空调系统水泵的变频器，更换状况不佳的水泵联轴器、机械密封，确保设施设备处于良好状态，留出满负荷操作试验和额外维修的时间；

（2）增加BA 系统内场的温度传感器布置密度，有效提高现场温度状况感知能力，对主场馆各个区域的温度状况能一目了然，提高运行巡检的质量和效率，节省巡检人力用于更重要的工作；

（3）在活动前一周，对制冷机组、空调水泵、电气控制柜再进行一次全面检测和24 小时满负荷测试，验证空调主、辅机的可靠性。

（4）根据空调活动保障需求，制定江水源空调换热系统故障应急处理流程，组织全体员工学习，并进行操作演练，做到烂熟于心。

4.5 中央空调系统运行保障的组织措施

DOTA2 活动这样的空调制冷系统长时间连续满负荷运行的情况，在梅奔尚属首次。为确保活动保障顺利实施，物业工程管理团队的组织措施也是必须的。

（1）从组织上确立保障，制定物业人员保障方案，根据活动中可能出现的状况，做好加强人员预备工作。①项目运行团队建立应急保障机制，细化活动期间管理人员和工程技术人员的值班安排；②公司技术支持部门到梅奔中心现场，参与值班和就近支持；③组织附近项目工程骨干熟悉梅奔中心设备，参加应急演练，作为项目工程管理和操作层面的应急备份；④活动举办期间，每天实行两会制度。即早上9 点开工作晨会，安排当天的运维工作，对当天的天气、水温、操作模式等细节做统筹安排；下午6 点开班后会，总结当天的工作情况，对白天的空调运行和现场检测情况做比较，决定夜间的空调开启模式。

（2）制定空调运行应急预案并反复演练。①联系设备维保商和公司技术支持部门，对空调部门进行强化培训；②设置活动期间可能出现的制冷系统应急情况，编写演练预案并进行实际操作，提高员工在应急情况下的反应能力；③在活动进行中，各重点用电间由电工现场值守，定时检测电流和接线端子温度，确保活动用电安全。

（3）针对江水源空调固有薄弱点，即江水作为冷却水杂质含量大、容易堵塞过滤器，在活动进行中，安排一支清洗江水源空调过滤器的精干小分队，由暖通工程师带队，空调值班员每半小时巡检一次冷却水泵电流和水流量，一旦运行电流比正常运行电流低了10%，即安排切换冷却水泵，并立即安排清洗冷却水泵进水过滤器，从而保障空调主机冷却水的24 小时稳定供应。