王遠(yuǎn)清 羅乙銘

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南寧某科技園B區(qū)暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)

王遠(yuǎn)清 羅乙銘

（廣西城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院 南寧 530022）

簡(jiǎn)要介紹了南寧某科技園B區(qū)暖通空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)中所采取的一些節(jié)能技術(shù)、節(jié)能措施。重點(diǎn)介紹了熱回收技術(shù)、變頻變流量技術(shù)、空調(diào)冷凝水回收利用的使用，體現(xiàn)了在空調(diào)系統(tǒng)中使用節(jié)能新技術(shù)的必要性。最后得出了結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)合理的空調(diào)系統(tǒng)，采用必要的空調(diào)節(jié)能新技術(shù)，對(duì)降低空調(diào)能耗有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

工業(yè)建筑；暖通空調(diào)；節(jié)能；設(shè)計(jì)

0 引言

南寧某科技園位于南寧市中心城區(qū)西南面的沙井片區(qū)，是以生產(chǎn)IT高端電子產(chǎn)品為產(chǎn)業(yè)集群的大型工業(yè)項(xiàng)目。園區(qū)包括A、B、C、D四個(gè)區(qū)塊，總占地面積為596695平方米，規(guī)劃總建筑面積為1656195平方米。其中，作為一期工程的B區(qū)已完成施工圖設(shè)計(jì)，部分已完成建設(shè)并交付使用、投產(chǎn)。

B廠區(qū)包括B01～B08生產(chǎn)廠房、B21～B24附房（能源站）、B26～B27綜合餐廳、B31～B39生產(chǎn)附屬用房、B40～B44研發(fā)/行政等配套用房，總建筑面積為391103平方米。園區(qū)項(xiàng)目設(shè)計(jì)以“生態(tài)、節(jié)能、減廢、綠化、循環(huán)”為宗旨，以“打造一流高科技綠色園區(qū)”為目標(biāo)。結(jié)合本工程規(guī)模大，工藝復(fù)雜，工藝設(shè)備、機(jī)電設(shè)備繁多，用電負(fù)荷量大的特點(diǎn)，在暖通空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)中，采用了多項(xiàng)節(jié)能新技術(shù)，下面作簡(jiǎn)要介紹。

1 利用回收余熱作為空調(diào)系統(tǒng)熱源

按生產(chǎn)工藝需求條件，B廠區(qū)與A、C、D廠區(qū)不同，它有空調(diào)冷、熱負(fù)荷需求，但沒(méi)有工藝熱負(fù)荷（蒸汽）需求。根據(jù)這一具體情況，結(jié)合負(fù)荷計(jì)算結(jié)果及技術(shù)方案比較，決定取消B廠區(qū)的鍋爐房，而采用熱回收技術(shù)，利用本廠區(qū)能源站的余熱作為空調(diào)系統(tǒng)的熱源。設(shè)計(jì)中對(duì)空壓機(jī)組和冷水機(jī)組的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行熱回收，以空壓機(jī)組熱回收系統(tǒng)為主、冷水機(jī)組熱回收系統(tǒng)為輔，將熱回收系統(tǒng)產(chǎn)生的熱水供給空調(diào)系統(tǒng)，作為冬季或過(guò)度季的空調(diào)熱源。

1.1 空壓機(jī)組熱回收技術(shù)

B22、B24能源站的空壓氮?dú)庹?，分別設(shè)置7臺(tái)水冷式空壓機(jī)組，作為生產(chǎn)廠區(qū)的壓縮空氣氣源?？諌簷C(jī)組隨生產(chǎn)工藝需求常年運(yùn)行，產(chǎn)生大量的余熱。設(shè)計(jì)將每個(gè)空壓氮?dú)庹局械?臺(tái)空壓機(jī)組選用熱回收型，通過(guò)設(shè)置中間熱回收換熱器，生產(chǎn)51℃的熱水。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)需要熱水時(shí)，回收的熱水供空調(diào)系統(tǒng)使用；當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)不需要熱水時(shí)，空壓機(jī)組的冷卻水出水通過(guò)冷卻塔散熱。空壓機(jī)組熱回收系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1 空壓機(jī)熱回收系統(tǒng)原理圖

1.2 冷水機(jī)組熱回收技術(shù)

B廠區(qū)設(shè)四個(gè)冷凍站，分別布置在B21、B22、B23、B24的能源站。每個(gè)冷凍站分別設(shè)置1100RT離心式冷水機(jī)組3臺(tái)，600RT離心式冷水機(jī)組1臺(tái)。其中600RT的機(jī)組帶熱回收裝置，熱回收量為2400KW。

2 變頻技術(shù)的應(yīng)用

為適應(yīng)生產(chǎn)工藝運(yùn)行需求和滿足系統(tǒng)調(diào)節(jié)需要，同時(shí)減少系統(tǒng)能耗，對(duì)通風(fēng)空調(diào)主要設(shè)備采用變頻控制。變頻技術(shù)的應(yīng)用主要包括如下幾方面。

2.1 冷水機(jī)組變頻技術(shù)

每個(gè)冷凍站設(shè)置的3臺(tái)1100RT離心式冷水機(jī)組和1臺(tái)600RT離心式冷水機(jī)組，其中的600RT機(jī)組主要用來(lái)調(diào)節(jié)制冷量，以適應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的變化。這臺(tái)機(jī)組長(zhǎng)期在部分負(fù)荷工況下運(yùn)行，采用變頻控制。

2.2 空調(diào)水泵變頻變流量技術(shù)

除了冷凝水泵、補(bǔ)水泵等這些功率小且間歇運(yùn)行的水泵外，每個(gè)冷凍站內(nèi)的冷凍水泵、冷卻水泵均采用變頻調(diào)速控制。

2.3 大型末端空調(diào)機(jī)組變頻變風(fēng)量技術(shù)

生產(chǎn)車(chē)間空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理設(shè)備（組合式空調(diào)機(jī)組）風(fēng)量大、風(fēng)壓高、配用電機(jī)功率大。而且隨著車(chē)間內(nèi)生產(chǎn)活動(dòng)的變化以及室外氣象條件的變化，空調(diào)系統(tǒng)需頻繁地變水量、變風(fēng)量運(yùn)行。因此，空調(diào)機(jī)組采用變頻變風(fēng)量控制。

2.4 工藝排廢風(fēng)機(jī)變頻變風(fēng)量技術(shù)

B01～B08廠房生產(chǎn)車(chē)間的工藝排廢系統(tǒng)，其風(fēng)機(jī)也采用變頻變風(fēng)量控制，以適應(yīng)生產(chǎn)工藝、產(chǎn)線的調(diào)整、變化。根據(jù)工藝排廢氣體的特性，風(fēng)機(jī)的變頻控制以廢氣排出口與室內(nèi)的溫度差值為控制參數(shù)。同時(shí)，聯(lián)動(dòng)控制工藝排風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)量，以避免排廢風(fēng)量與補(bǔ)風(fēng)量失衡。

3 空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)熱回收

為了維持室內(nèi)外空氣量的平衡，在空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，要不斷保持排出室外的風(fēng)量與送入室內(nèi)的風(fēng)量是相等的。但排風(fēng)與新風(fēng)之間存在一定能耗，進(jìn)入室內(nèi)的風(fēng)量越大，則需要處理的空氣量也就越大，產(chǎn)生的新風(fēng)負(fù)荷也就越大。在常規(guī)空調(diào)中，排風(fēng)不經(jīng)處理直接排至室外，造成了冷熱量能量的浪費(fèi)。

因此，對(duì)于新風(fēng)量大，且設(shè)集中排風(fēng)空調(diào)區(qū)，以及采用分體空調(diào)、多聯(lián)機(jī)空調(diào)的區(qū)域，設(shè)置排風(fēng)熱回收新風(fēng)系統(tǒng)。在本工程中，排風(fēng)熱回收新風(fēng)系統(tǒng)總處理風(fēng)量（新風(fēng)量）為442000m3/h。

4 空調(diào)冷凝水回收利用

本工程空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷大，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，其產(chǎn)生的冷凝水量是比較大的。遵循園區(qū)“減排、循環(huán)利用”的設(shè)計(jì)宗旨，設(shè)計(jì)考慮了空調(diào)冷凝水回收利用系統(tǒng)。

冷凝水回收系統(tǒng)采用兩種方式，即重力流方式回收系統(tǒng)和機(jī)械提升回收系統(tǒng)。

高于冷凍站的二、三層空調(diào)區(qū)，其冷凝水回收系統(tǒng)采用重力流方式。各空調(diào)末端設(shè)備的冷凝水經(jīng)管道匯集后，引到冷凍站的冷凝水回收箱。

低于冷凍站或與冷凍站同層的空調(diào)區(qū)域，考慮到冷凝水水平干管的坡降，采用重力流方式較困難，因此采用機(jī)械提升回收系統(tǒng)。各空調(diào)末端設(shè)備的冷凝水經(jīng)管道匯集后，先排入回收水池，再通過(guò)提升泵輸送到冷凍站的冷凝水回收箱中，見(jiàn)圖2。

空調(diào)冷凝水回收后，用于冷凍站冷水機(jī)組冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)水。由于回收的冷凝水溫度相對(duì)較低，作為冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)水，不僅節(jié)省了耗水量，同時(shí)在一定程度上提高冷水機(jī)組冷卻系統(tǒng)的能效。

圖2 冷凝水回收水池

Fig.2 The recycling tank of condensed water

5 工藝排風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)

B01～B08生產(chǎn)廠房的SMT車(chē)間，為有溫、濕度要求的車(chē)間。由于生產(chǎn)工藝的需要，車(chē)間內(nèi)設(shè)置了多點(diǎn)局部排風(fēng)(車(chē)間排廢系統(tǒng))。局部排風(fēng)的排風(fēng)溫度高，且排風(fēng)量大，如果車(chē)間的局部排風(fēng)均由空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)來(lái)平衡，將造成極大的冷量損失。為此，在各層SMT車(chē)間分別設(shè)置了工藝排風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，將室外空氣直接送到車(chē)間內(nèi)的局部排風(fēng)區(qū)域，以減小空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量，降低空調(diào)系統(tǒng)能耗。

根據(jù)已投產(chǎn)使用的生產(chǎn)車(chē)間的實(shí)際運(yùn)行情況，采用此補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)降低空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷、減小系統(tǒng)能耗的作用是比較明顯的。

6 空調(diào)機(jī)組水噴淋加濕系統(tǒng)

對(duì)于有溫、濕度要求的生產(chǎn)車(chē)間，冬季空調(diào)系統(tǒng)加濕量很大。因?yàn)锽廠區(qū)不設(shè)鍋爐房，無(wú)法利用蒸汽進(jìn)行加濕處理，而如果采用電極式或電熱式加濕方式，也將消耗產(chǎn)生很大量的電能。為此，設(shè)計(jì)采用了水噴淋加濕技術(shù)，在空調(diào)機(jī)組中增設(shè)水噴淋加濕段，對(duì)空氣進(jìn)行加濕處理。同時(shí)對(duì)噴淋水進(jìn)行加熱處理，以減小空氣經(jīng)噴淋加濕處理后的溫降，系統(tǒng)原理如圖3。

采用水噴淋加濕技術(shù)，解決了B廠區(qū)空調(diào)系統(tǒng)冬季加濕問(wèn)題，同時(shí)節(jié)省了建設(shè)鍋爐房的投資。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行表明，此項(xiàng)水噴淋空調(diào)加濕技術(shù)措施達(dá)到了預(yù)期的效果。

圖3 水噴淋加濕系統(tǒng)原理圖

Fig.3 The system schematic diagram of water spray humidification

7 利用冷卻塔對(duì)空調(diào)冷凍水降溫

在冬季，當(dāng)室外溫度低于生產(chǎn)車(chē)間室內(nèi)溫度一定值時(shí)，可停掉冷水機(jī)組，通過(guò)切換閥組，使冷凍水和冷卻水經(jīng)過(guò)板式換熱器，利用冷卻塔直接對(duì)冷凍水進(jìn)行散熱降溫處理，以達(dá)到節(jié)能的目的，系統(tǒng)原理如圖4。

圖4 利用冷卻塔對(duì)冷凍水降溫系統(tǒng)原理圖

Fig.4 The system schematic diagram of using cooling tower by chilled cooling water

8 空調(diào)冷(熱)量計(jì)量系統(tǒng)

結(jié)合園區(qū)能源管理系統(tǒng)，本專業(yè)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱量進(jìn)行了分棟、分層、分區(qū)計(jì)量，可實(shí)現(xiàn)按樓棟、樓層或某個(gè)區(qū)域、某個(gè)生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行冷、熱量計(jì)量，對(duì)各用能單位或整個(gè)園區(qū)的能耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及能源成本考核。

冷、熱量計(jì)量裝置（能量積算儀）的設(shè)置點(diǎn)如下：

（1）冷凍站內(nèi)每一路冷凍水；

（2）每棟廠房的每層冷凍水供水干管；

（3）廠房生產(chǎn)車(chē)間的各個(gè)空氣處理機(jī)組；

（4）附屬用房、配套用房的各個(gè)空氣處理機(jī)組，或一個(gè)區(qū)域的末端設(shè)備。

冷、熱量計(jì)量裝置選用分體型濕式超聲波能量積算儀，通過(guò)冷凍水流量及其供回水溫差進(jìn)行積算，計(jì)量數(shù)據(jù)與園區(qū)能源管理系統(tǒng)連網(wǎng)。

9 體會(huì)

（1）針對(duì)如SMT、成型無(wú)今車(chē)間等冬季需供冷的區(qū)域，在冬季采用冷卻水(冷卻塔+板式換熱器)取代冰水，免開(kāi)冷水機(jī)組，大大節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)能耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（2）冷水機(jī)組、空壓機(jī)組采用熱回收技術(shù)，充分利用了余熱，并作為冬季或過(guò)度季的空調(diào)系統(tǒng)熱源，降低了空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

（3）部分附房利用排風(fēng)熱回收裝置，可以有效的回收排風(fēng)中的冷量，并對(duì)室外新風(fēng)進(jìn)行一定的預(yù)處理，從而可以實(shí)現(xiàn)在節(jié)能的同時(shí)增加室內(nèi)的新風(fēng)，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。

（4）中央空調(diào)系統(tǒng)的冷水機(jī)組、水泵、大風(fēng)量空調(diào)末端均采用變頻控制，可降低空調(diào)設(shè)備耗電量約30％。

（5）空調(diào)冷凝水回收利用，并作為空調(diào)系統(tǒng)中的冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)水，充分地利用了空調(diào)冷凝水的余冷，提高了能效比，減少了耗電量，節(jié)約了能源。

可見(jiàn)，工業(yè)建筑工藝設(shè)備、機(jī)電設(shè)備多，空調(diào)負(fù)荷大，用電量大。注重做好節(jié)能設(shè)計(jì)，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益將是顯著的。

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The HVAC Professional Technology of the Designing about some Energy Saving and Energy Saving Measures in the Area B of the Nanning

Wang Yuanqing Luo Yiming

( Guangxi Urban-Rural Planning Design Institute, Nanning, 530022 )

The HVAC professional technology of the designing about some energy saving and energy saving measures in the area B of the Nanning were briefly introduced. The use of new technology energy conservation in air conditioning system is indispensable by introducing the using of technology of heat recovery, variable frequency variable flow, the recycling of condensation water air conditioning. Finally, to reduce the energy consumption of air conditioning has obvious economic benefits by new technology of air conditioning energy saving in reasonable design of air conditioning system which combined with the actual situation.

industrial architecture; heating ventilating and air conditioning(HVAC); energy saving; design

1671-6612（2017）05-479-03

TU83

B

2017-01-13

作者（通訊作者）簡(jiǎn)介：王遠(yuǎn)清（1984-），女，研究生，工程師，E-mail：554256447@qq.com