侯華波
摘要:本文詳細介紹了順特電氣配電設備生產(chǎn)及研發(fā)項目(一期)辦公樓的空調(diào)系統(tǒng)的設計方案。該辦公樓采用了直流變速多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)。多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)能在10%~100%~問連續(xù)調(diào)節(jié)容量,可以滿足辦公樓夜間加班的使用要求;其完善的控制系統(tǒng),使辦公樓實現(xiàn)了分部門計量。該空調(diào)系統(tǒng)有效降低了建筑的能耗。
關鍵詞:多聯(lián)式空調(diào);新風系統(tǒng);能效比;節(jié)能
中圖分類號:TU831.3文獻標識碼:A文章編號:1674-3024(2016)09-101-02
1.工程概況
順特電氣配電設備生產(chǎn)及研發(fā)項目(一期)辦公樓位于廣東省佛山市順德歐洲工業(yè)園,由順特電氣設備有限司投資興建,是該公司所有管理部門在該園區(qū)工廠的辦公場所。該辦公樓總建筑面積5118.36m2,共6層,建筑高度23.5m。大樓主要功能為辦公用房,其中一層設有面積為317m2的展廳;五層設有面積為110m2的企業(yè)服務器機房。為保證辦公樓的自然通風效果,該建筑設置了內(nèi)庭院。作為公司的管理大樓,入住大樓的均為公司的高管,因此,建設方要求大樓的中央空調(diào)系統(tǒng)在保證簡單實用的前提下,做到和裝修工程無縫配合,同時不影響建筑外立面。
2.設計參數(shù)
2.1室外設計參數(shù)
本工程位于佛山市順德區(qū),為簡化計算,該工程的室外氣象參數(shù)參考廣州臺站,具體詳見表1。
2.2室內(nèi)設計參數(shù)
本工程房間的功能主要有辦公、會議和展廳。各功能區(qū)的設計參數(shù)詳見表2.
2.3空調(diào)冷負荷
本工程處于夏熱冬暖地區(qū),無冬季采暖需求,因此,負荷計算時未對冬季熱負荷進行詳細計算。本次計算使用的軟件為鴻業(yè)暖通空調(diào)負荷軟件,經(jīng)過逐時計算,得到本工程夏季最大冷負荷為902.4kW,折算冷指標為176W/m2。
3.空調(diào)系統(tǒng)設計
3.1方案的確定
本工程體量較小,層數(shù)也不高,大樓的內(nèi)部布局非常緊湊,已沒有單獨設置空調(diào)機房的空間。根據(jù)文獻,適合本工程且常用的空調(diào)系統(tǒng)有:分體空調(diào)、風冷熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)和多聯(lián)機系統(tǒng)。
由于建設方對建筑的外形要求比較高,要求盡量多的采用玻璃幕墻,若采用一拖一的分體空調(diào)形式,建筑的外墻上則會安裝大量的空調(diào)室外機,這些室外機雖然可以用百葉進行遮擋,難免會影響建筑外立面的美觀。因此分體空調(diào)在本工程中不予考慮。
風冷熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)和多聯(lián)機系統(tǒng)相比,系統(tǒng)設計比較復雜,施工周期長;部分負荷時,效率降低程度大;輸送系統(tǒng)能耗較高,輸送傳熱介質(zhì)水,配管管徑較大,考慮新風管路在內(nèi)時,約占房間500mm凈高;維護成本較高,需專人管理。而多聯(lián)機系統(tǒng)采用直流變頻等技術,部分負荷時,機組的COP值降低程度較小:制冷劑直接蒸發(fā)制冷,減少了輸送能耗及熱量傳遞損失;輸送傳熱介質(zhì)為R410a,傳熱容量比水大,配管管徑小,對層高影響較小;維護成本較低,無需專人管理。
本工程作為公司自有辦公樓,供管物流科、市場部、人事部、企管部以及總經(jīng)辦等多個部門均入駐其中。各部門的上班時間均有一定程度的不同,有些部門存在晚上加班的情況。建設方從節(jié)能角度考慮,要求對每個部門的空調(diào)用電實現(xiàn)單獨計量,以杜絕浪費現(xiàn)象的發(fā)生。綜合分析,多聯(lián)機系統(tǒng)適合本工程。
考慮到多聯(lián)機系統(tǒng)缺乏濕度控制的功能,五層服務器機房改由機房專用恒溫恒濕空調(diào)機組提供環(huán)境控制,該系統(tǒng)由專業(yè)廠家另行設計,本次設計暫不考慮,僅預留安裝容量。
3.2空調(diào)系統(tǒng)
本工程擬采用全直流變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)搭配大排量、高性能渦旋式壓縮機,采用永磁直流電機,使得機組的綜合能效系數(shù)得到大大提高;使用R410A環(huán)保冷媒,同時配合先進的智能管理控制系統(tǒng),可對溫度進行精準控制。
全直流變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)由1臺室外主機連接若干臺室內(nèi)機。室外機集中設在屋面上,室內(nèi)機統(tǒng)一采用暗藏式風管機,氣流組織形式為上送上回或側(cè)送上回。每臺室內(nèi)機根據(jù)房間形狀分別連接一個風口或多個風口,根據(jù)房間的裝修風格確定風口的形式和顏色,所選用的風口有方形散流器、圓形散流器以及雙層百葉風口。
通過對建筑物的功能、朝向、使用情況等的分析,同時綜合考慮運行時間、配管長度、室外機容量和能效比等各項因素,合理劃分本工程的多聯(lián)機系統(tǒng)。將每層同一部門或相同功能區(qū)劃分為一個獨立系統(tǒng),確保各部門或功能區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)能獨立運行,互不影響;合理控制單個系統(tǒng)的裝機容量,控制冷媒管的長度,盡量降低因管長帶來的冷量損耗。本工程共設置系統(tǒng)18個。設備選型時注意室外空氣干濕球溫度、配管長度、高差以及同時使用率等條件的影響對技術參數(shù)予以修正,室內(nèi)外機容量比一般不超過1.1。各系統(tǒng)設備配置詳見表3。
3.3新風系統(tǒng)
目前和多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)配合使用的新風系統(tǒng)有三類:全熱交換機組處理新風、專用新風機組和風機箱。全熱交換機組設計中要注意新風口和排風口位置的合理布置,避免新風和排風的交叉污染。缺點是熱交換媒質(zhì)易積灰,堵塞,易損,使用壽命短。專用的新風機組其優(yōu)點是處理過的新風品質(zhì)較好,可以進行濕度控制,舒適性較好。與上述兩種方案相比,采用風機箱處理新風,室內(nèi)機型號會加大,噪音也會增大。但該種方式系統(tǒng)簡單,容易達到需要的風量和風壓。也可以在新風支管處設置電動風閥,與室內(nèi)機連鎖。
綜上,考慮到風機箱由于會增加室內(nèi)機的噪音,本工程不予考慮。本工程中新風系統(tǒng)主要采用全熱交換機組處理新風和專用新風機組兩種形式。其中會議室、多功能廳以及展廳等有排風的需求場所均設置全熱交換機組,通過回收排風中的能量來降低系統(tǒng)的新風負荷;其余辦公區(qū)域均采用專用新風機組。為便于控制和計費,每臺新風機組承擔的新風區(qū)域和多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)對應的區(qū)域相同。新風入口設中效過濾器,防止灰塵等懸浮顆粒物進入室內(nèi),減少室內(nèi)空氣中PM2.5的濃度,為室內(nèi)人員創(chuàng)造舒適健康的環(huán)境。
4.總結(jié)
(1)在建筑方案階段就應和建筑專業(yè)統(tǒng)一考慮空調(diào)專業(yè)對建筑的影響,比如外立面在可能設置新風和排風百葉的地方,考慮采用上下貫通且和立面配合緊密的裝飾百葉,通過建筑手法隱形于建筑立面,不破壞建筑外立面的統(tǒng)一和美觀。
(2)通過合理分區(qū)使冷媒銅管的配置達到最優(yōu)。冷媒管加長會增加管路的阻力,壓縮機的吸氣壓力降低,過熱增加,能效比COP值降低。過大的內(nèi)外機高度差影響回油效果。綜合考慮建議冷媒管長度不超過120m,高度差不超過50m。