东莞某超高层办公楼暖通空调系统设计

作者:未知

  摘 要:介绍了本项目冷热源,空调风系统和节能设计的总体情况。并针对本项目的特点,着重分析了冷热源选取、新风系统、节能措施等三个方面。
  关键词:冷热源;新风系统设计;节能
  中图分类号:TU831.3 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)21-0081-02
  Abstract: The general situation of cold and heat source, air conditioning system and energy saving design of this project are introduced. According to the characteristics of this project, this paper focuses on the selection of cold and heat sources, fresh air system, energy-saving measures and so on.
  Keywords: cold and heat source; fresh air system design; energy saving
  引言
  伴随着经济的高速发展,土地资源的减少,超高层建筑如雨后春笋般林立在城市当中。其中超高层建筑中空调系统的运行能耗占建筑总能耗相当大一部分,因此空调系统的节能措施的选用极为重要。供本文分析东莞某大厦的空调系统设计、节能技术的采用,供设计师参考。
  1 工程概况
  本项目位于广东省东莞市,大厦总建筑面积8.5万平方米(其中大厦建筑面积8.2万平方米,地下空间建筑面积3736.34平方米),建筑高度为170.55m,为超高层建筑。大厦地上部分35层,1~2层为裙房,主要用途为入口大堂、商业;3~35层为塔楼,主要用途为办公(A塔)、公寓(B塔);屋顶层为电梯机房层,还设有水泵房、屋顶水箱、空调水泵房等;9、18、27层为避难层;地下室共三层,主要用途为商业(地下一层)、汽车停车库(地下二层、地下三层),设备房(地下一层)。本文主要介绍A塔办公部分冷热源选择、空调系统设计及节能措施的选用。
  2 冷热源选取
  (1)地下一层为商业、一层为大堂、商铺、二层为商铺,冷源考虑到空调面积较小(约6000平方米)、营业时间统一、方便管理等特点冷源采用螺杆式冷水机组,制冷机组设置在地下一层制冷机房内,冷却塔设置在三层裙房屋面;冬季不考虑供暖。
  (2)A塔办公部分未来拟以出租为主,需要满足办公室面积划分灵活、适应多种使用功能、装修风格等不确定因素,工作日、非工作日都有使用要求,物业管理方面需要满足管理方便,控制精准,响应及时,维护简单,计量收费准确等特点,选用变制冷剂流量多联机系统。
  (3)B塔公寓采用分体空调的系统。
  3 新风系统选择
  为满足《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB
  50736-2012)3.0.6的要求,公共建筑主要房间每人所需最小新风量办公室:30m3/(h·人),本项目设置新风系统。常见空调新风系统的设计有以下几种方案:
  (1)全热交换器处理新风;(2)多联机新风机处理新风(制冷剂直接蒸发式新风机);(3)新风通过空气处理机组
  集中处理后送入室内(水冷式);(4)自然通风,新风通过开窗形式进入室内(不处理);(5)通过送风机直接送入室内(不处理);(6)机械排风,负压进风(不处理)。
  其中方案(4)、(5)、(6)若应用在超高层建筑中,气流容易受热压的烟囱效应、风压产生的涡旋效应的影响,对新风、排风的气流组织会产生不可预计的影响;同时新风不经过处理直接进入室内,对室内机所承担的热湿负荷以及室内空气品质产生不可控的影响,故不选择此三种方式。
  下面简要介绍(1)、(2)、(3)三种方案的对比:
  (1)全热交换器处理新风。全热交换器处理新风优点为:a.新排风进行能量交换,新风可预冷预热,降低新风负荷,较节能;b.新排风通过风管有组织送排风,满足设计新风量的要求。
  全热交换器处理新风缺点为:a.本项目位于东莞地区,属于夏热冬暖地区,室外夏季空调计算湿球温度27.8℃(焓值为90.202kg/kg·干空气),室内排风温度26.0℃,湿度65%(焓值为61.958kg/kg·干空气),夏季室内外焓差较小,冬季室内外绝对含湿量相差较小,所以使用全热交换器效率较低;b.全热交换器使用寿命短、造价高。易交叉污染。积灰后效率下降明显;c.全热交换器噪声较大,需设置在机房内,占用每层的建筑面积;d.根据本项目情况,除避难层外标准层每层需设置进排风百叶,对外立面影响较大,较难与外立面配合。
  (2)多联机新风机处理新风(制冷剂直接蒸发式新风机)。多联机新风机处理新风(制冷剂直接蒸发式新风机)优点:a.可对新风进行处理(包括过滤、加热、降温等过程);b.新风量可通过电动阀门调节,满足室内新风量的要求;c.系统较小,灵活度高。
  制冷剂直接蒸发式新风机处理新风缺点:a.新风状态点不能进行精准控制,舒适性一般;b.新风机配管长度受限;c.新风机处理新风时,机组内盘管数量加大,对应室外机额定制冷量/制热量加大,造价高;d.本项目标准层每层新风量为5000m3/h,若选择一台,则设备噪声较大,若选择二台,则新风机末端风管及冷媒管系统较复杂,且占用面积较大。
  (3)新风通过空气处理机组集中处理后送入室内(水冷式)。新风通过空气处理机组集中处理后送入室内优点:a.新风经集中处理到室内等焓状态点,满足室内温度、湿度的要求,提供高品質的新风,对室内机选型不产生影响;b.新风由风管送至各房间,满足各房间新风量要求;c.新风由空气处理机集中处理,空气处理机集中设置,百叶数量减少,对外立面的影响较小;d.过渡季节,当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时,可采用室外新风为室内降温,可减少室内机的开启量,节省能耗。   新风通过空气处理机组集中处理后送入室内缺点:a.空气处理机组需设置专用机房,占用建筑面积;b.需设专用的冷、热源及空调冷热水管路系统,增加初投资。
  综上所述,结合本项目的实际情况,本项目的新风系统选用新风通过空气处理机组(水冷式)集中处理后送入室内的系统。新风冷热源采用风冷热泵冷热水机提供,考虑系统承压,主机分别布置在9层避难层(服务二层~18层,共73.5m)、塔楼屋面(服务19层~35层,共76.5m),系统承压1.0MPa;空气处理机组分别设置在9层避难层、18层避难层、27层避难层(本项目空调机房设置与避难层及屋顶,不计算建筑面积)。
  4 空调风系统的设计
  (1)地下一层独立间隔的商铺,采用风机盘管加新风系统。设新风处理机组,新风管接入直接送至室内。新风入口设置,电动密闭调节阀,室内需要及季节变化而调节多叶调节阀的开启度,过渡季节可将阀全开。(2)裙房北面办公大堂(一层、二层通高)大空间区域采用一次回风全空气处理机组低风速单风道系统,塔楼办公部分采用低静压风管机+新风的系统。新风管装有电动对开多叶调节阀,可根据室内需要及季节变化而调节多叶调节阀的开启度,过渡季节可将阀全开。(3)塔楼办公室采用变制冷剂流量多联机室内机加新风的空调方式,卧式暗装室内机安装在吊顶内,单层活动百叶风口上送上回。(4)塔楼办公区新风由新风机组集中处理到室内等焓点后送至各层办公室及公共区域。新风机组分别设在9层、18层、27层避难层。处理过的新风通过风井(风井内衬铁皮风管,风管需做保温)送至每一层。新风机设置变频器,可以根据室内人员的情况和季节变化调节风量。办公区域室内设CO2浓度报警监测设备,设置与排风联动的CO2检测装置,当传感器检测室内CO2浓度超标时进行报警并启动排风系统,其设定量值参考国标《室内空气中二氧化碳卫生标准》GB/T17904-1997(≤0.10%,2000mg/m3)等相关标准。
  5 室外机位置
  多联机室外机的设置位置直接影响多联机室外机的效率。本项目多联机室外机设置在避难层(9层、18层、27层)的设备机房及屋顶层内,各室外机集中设置的楼层比较分散,相隔较远(9层,>70m),竖向上,室外机进排风系统不会产生热力场,继而互相影响,仅需解决同一楼层设备机房内的室外机安装间距即可。与建筑专业配合,百叶角度为10°,百叶间距100mm,开口率大于70%,室外机安装渐弯排风风管,充分保证其进风及排风顺畅、不短路。屋顶室外机的摆放间距大于各厂家的技术要求的数值,保证各室外机进排风不互相影响,造成进风温度过高,排风不畅。
  6 节能设计
  (1)选用变频多联机系统;(2)IPLV值高于《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2015)的要求;(3)采用热管热回收型新风机组,节能运行;(4)新风机设变频器,新风管装有电动调节,可以根据室内人员的情况和季节变化调节风量;(5)设CO2浓度报警监测设备,设置与排风联动的CO2检测装置,当传感器检测室内CO2浓度超标时进行报警并启动排风系统。
  7 结束语
  本文对以办公为主的超高层建筑空调系统设计进行了介绍,得出以下结论:
  (1)多联机系统适应范围广泛,应根据项目具体情况进行选用,并选择高效节能型产品,降低空调能耗。(2)空调新风系统的选择应经济合理、节能,并满足舒适性要求。(3)室外机的位置应根据建筑物高度、避难层(设备层)位置合理布置,并同时考虑热力场影响、进排风短路问题、室外机余压问题。(4)可采用新型节能技术、产品达到降低建筑物能耗的目的。
  参考文献:
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