魏大俊

( 北京中外建建筑設(shè)計有限公司深圳分公司，深圳 518031 )

貴陽國際生態(tài)會議中心暖通設(shè)計

魏大俊

( 北京中外建建筑設(shè)計有限公司深圳分公司，深圳 518031 )

介紹了溫濕度獨立控制在貴陽國際生態(tài)會議中心的運用，提出在夏季冷負荷較小、過渡季節(jié)較長的地區(qū)，采用溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)具有更好的節(jié)能效益，介紹了全空氣空調(diào)形式的溫濕度獨立控制設(shè)備冷熱處理方式及運用要點。

溫濕度獨立控制；全空氣空調(diào)形式；壓縮機余熱

0 引言

貴陽國際會議展覽中心項目位于貴州省貴陽市金陽新區(qū)迎賓路以南、觀山東路以北、長嶺北路以西，緊鄰貴陽市市級行政中心，原生態(tài)觀山湖公園以東。貴陽國際會議展覽中心在建筑節(jié)能、生態(tài)環(huán)保等生態(tài)指標上達到國際權(quán)威綠色生態(tài)評估體系LEED和國家綠色生態(tài)標準，是國內(nèi)功能配套最完備、設(shè)施最先進的多功能會議展覽中心之一，貴陽市對外經(jīng)貿(mào)活動的重要窗口。

其中的貴陽國際生態(tài)會議中心建筑面積逾4萬平方米，停車位500個，設(shè)有一個容納3500人開會的大型會議廳，一個容納3000人用餐的大型宴會廳，一個500人的國際會議廳，13個能容納40～200人的會議室和14個風格各異的用餐包房，是國內(nèi)規(guī)模最大、設(shè)施最先進的智能化生態(tài)會議中心之一。對此項目甲方的定位是LEED白金獎和國內(nèi)三星，暖通專業(yè)經(jīng)與甲方及綠建顧問單位溝通，空調(diào)系統(tǒng)決定采用溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)。

貴陽國際生態(tài)會議中心外形見圖1。

圖1 貴陽國際生態(tài)會議中心

1 溶液調(diào)濕機組運行原理簡介

溫濕度獨立控制是一種對房間空氣進行溫度、濕度分別調(diào)節(jié)的空氣處理方式，其節(jié)能方面優(yōu)越性已在多個文獻上分析和介紹過，目前業(yè)界主要應用或嘗試的溫濕度獨立控制系統(tǒng)設(shè)計有如下兩類：一類是采用溶液除濕新風機組加高溫冷水機組；另一類是設(shè)置高、低水溫兩套制冷機組，高溫冷水機組用于處理顯熱負荷，低溫冷水機組主要用于處理潛熱負荷。以熱泵式溶液調(diào)濕新風機組的工作原理為例，說明機組余熱利用方式。

熱泵式溶液調(diào)濕新風機組原理如圖2，夏季，高溫潮濕的新風在全熱回收單元中以溶液為媒介和室內(nèi)排風進行全熱交換，然后在除濕單元中進一步降溫、除濕到達送風狀態(tài)點。除濕單元中變稀的溶液進入再生單元濃縮。其中熱泵循環(huán)的制冷量用于降低溶液溫度以提高其除濕能力，排熱量用于濃縮再生溶液，能源利用效率高。

由于降溫除濕后的溶液會被升溫稀釋，為使其重新具有降溫除濕的能力，利用熱泵系統(tǒng)冷凝器的排熱對再生單元中的溶液進行升溫，以提高再生單元中溶液對排風釋放水分的能力，使溶液得以再生，形成濃溶液。

圖2 熱泵式溶液調(diào)濕新風機組夏季運行原理圖

2 本項目空調(diào)設(shè)計難點

本項目開始設(shè)計時間為2009年6月，當時溫濕度獨立控制技術(shù)以溶液除濕機組為主流，且僅有溶液式新風機組的應用案例，而貴陽國際會議展覽中心以大空間為主，宜采用全空氣系統(tǒng)，而溶液式全空氣機組尚處于研發(fā)階段；另外，貴陽地區(qū)屬溫和地區(qū)，其氣候特點是夏季平均氣溫不高，最熱月為24℃左右，持續(xù)時間較短，因此夏季供冷時間短，一般為兩個月；冬季平均氣溫較低，最冷月為4.9℃左右，持續(xù)時間較長，供熱時間長，一般為半年。

因此，在無先例的情況下進行溶液調(diào)濕全空氣系統(tǒng)設(shè)計為本項目設(shè)計難點之一；冬季供熱如何在溶液調(diào)濕新風機組和全空氣機組中實現(xiàn)是本項目設(shè)計難點之二。

3 本項目空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計介紹

3.1 空調(diào)冷熱源系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)初步空調(diào)計算，整個會議中心所需之最大空調(diào)負荷4079kW，其中顯熱負荷2362kW，潛熱負荷1717kW。中央制冷機采用高溫制冷機組，冷凍水供回水溫度為15℃/20℃，中央制冷機僅負擔除新風顯熱負荷外的部分空調(diào)顯熱負荷(約1760kW)，房間潛熱負荷(約1417kW)和新風全熱負荷(約902kW)由溶液式新風機組負擔。

中央制冷機房設(shè)在地下二層，冷凍機房內(nèi)設(shè)有2臺250冷噸高溫螺桿式冷水機組，并配置相應的冷凍水泵和冷卻水泵，冷水機組的冷媒采用環(huán)保型，如:R134a。

會議中心采暖熱負荷約為2618kW，除熱回收熱量和溶液式新風機組負擔新風熱負荷外，采暖熱負荷絕大部分由熱水鍋爐負擔(約2400kW)，鍋爐房設(shè)置在地下一層，鍋爐房設(shè)置兩臺1.4MW常壓熱水鍋爐。

熱水鍋爐使用軟化水，軟化水由給排水專業(yè)提供，由軟化水裝置軟化后送至鍋爐水泵房內(nèi)的軟化水箱，熱水鍋爐進出水溫度為60℃/80℃，以鍋爐熱水為熱媒經(jīng)板式熱交換器提供供回水溫度為45℃/30℃的空調(diào)用熱水。

鍋爐煙囪經(jīng)由鍋爐房煙囪井出屋面排放。

空調(diào)冷凍水、采暖熱水系統(tǒng)采用一次泵變流量兩管制空調(diào)水系統(tǒng)。供回水總管之間設(shè)壓差旁通。

冷凍水及采暖熱水豎向及水平方向均采用異程式布置。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

大宴會廳、會議廳、大會議室、主入口大堂、過廳采用熱泵表冷溶液式全空氣機組(HVA-SR)進行空氣處理，此機組包含溶液和表冷兩個空氣處理段，夏季工況下，設(shè)備溶液段制冷量約為總處理能力的55%，用于將室外新風處理到20℃及含濕量約7.0g/kg下狀態(tài)，表冷段制冷量約為總處理能力的45%，用于在干工況下將混風處理到17℃狀態(tài)。冬季工況下，設(shè)備溶液段不進行制熱運行，僅進行熱量回收，采暖熱負荷主要由盤管段負擔。

考慮到宴會廳有活動隔段可劃分為三個獨立的空間，分別設(shè)置三臺空氣處理設(shè)備分別對應三個區(qū)域。大宴會廳、會議廳空間高度較高，送風口采用可變截面旋流風口。溶液式全空氣機組送排風機均設(shè)置變頻控制，送、回風管及室內(nèi)設(shè)置溫濕度傳感器，夏季以室內(nèi)濕度傳感器和CO2濃度感應器控制新風送風量。

溶液式全空氣機組于過渡季節(jié)采用全新風運行，機房內(nèi)另設(shè)置排風機和旁通管路以實現(xiàn)全新風運行，排風機排風量按送風機風量的85%考慮。

辦公室、中小型會議室、員工餐廳、員工培訓室等小型房間或要求較低區(qū)域采用熱泵溶液調(diào)濕新風機組加兩管制干式風機盤管。在夏季工況下，溶液調(diào)濕新風機組負擔全部濕負荷和新風負荷外，還部分負擔室內(nèi)顯熱負荷，占所負擔空調(diào)區(qū)域總熱負荷的40%，干式風機盤管負擔大部分室內(nèi)顯熱負荷，約負擔空調(diào)區(qū)域總熱負荷的60%。在冬季工況下，溶液調(diào)濕新風機組負擔新風熱負荷，干式風機盤管負擔除新風熱負荷外的熱負荷。

風機盤管的供水量由室內(nèi)恒溫控制器按所需的室溫自動調(diào)配，風量由三速選擇器按需要由人手工調(diào)節(jié)。新鮮空氣由室外進風經(jīng)中央新風處理機組處理后，由風管分送至各房間。溶液調(diào)濕新風機組新排風機均設(shè)置變頻控制，送、回風管及室內(nèi)設(shè)置溫濕度傳感器，夏季以室內(nèi)濕度傳感器和CO2濃度感應器控制新風送風量。冬季以CO2濃度感應器控制新風送風量。負擔多個房間的新風系統(tǒng)，各房間分別設(shè)置溫度、濕度及CO2濃度感應器，并于新風支管上設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥。

3.3 空調(diào)末端設(shè)備參數(shù)

溶液式新風機組和溶液式全空氣處理機組都具有全熱回收、空氣冷熱處理及加濕等功能，全空氣處理機組過度季節(jié)還可進行旁通以便進行全新風運行。全空氣機組及新風機組的技術(shù)參數(shù)示例見表1、表2。

4 本項目采用溫濕度獨立系統(tǒng)利弊分析

4.1 有利方面

(1)溶液調(diào)濕溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能體現(xiàn)在兩個方面，一方面，機組本身具有排風熱回收功能，另一方面利用壓縮機余熱來濃縮溶液，因此，機組COP及IPLV較高。

本項目機組IPLV指數(shù)，熱泵式溶液調(diào)濕新風機組(HVF)和熱泵式溶液全空氣機組(HVA-SR)分別如表3和表4。

需注意的是，熱泵式溶液調(diào)濕新風機組不需接入外界冷熱水，機組COP計算僅為溶液調(diào)濕部分，而熱泵式溶液全空氣機組需外界提供冷水，機組COP計算包含溶液調(diào)濕部分和冷水部分。

表1 全空氣機組夏、冬季運行參數(shù)

K-1-1-2夏季(大型會議室)HVA-SR-15-EF-40風量/m3/h溫度/℃相對濕度/%含濕量/g/kg焓/kJ/kg新風35003000571174687478全熱回收35002860583164157064溶液除濕35002000683113904899回風117992600600144596297混風152992463620137575977送風152991799900132825173全熱回收冷量/kW483壓縮機制冷量/kW2526冷水制冷量/k/w4100K-1-1-2冬季(大型會議室)HVA-SR-15-EF-40風量/m3/h溫度/℃相對濕度/%含濕量/g/kg焓/kJ/kg新風3500-3007802612350全熱回收350043572442571505回風11799180050073133661混風15299148855266143167送風15299241831066144113熱水供熱量/kW4770

表2 新風機組夏、冬季運行參數(shù)

X-2-1夏季HVF-06風量/m3/h溫度/℃相對濕度/%含濕量/g/kg焓/kJ/kg新風52003000571174687478全熱回收52002800588159646887溶液除濕52002000783131005333壓縮機制冷量/kW2693AX-2-1冬季HVF-06風量/m3/h溫度/℃相對濕度/%含濕量/g/kg焓/kJ/kg新風5200-3007802584343全熱回收520075067849091988溶液除濕5200200044172343845壓縮機制熱量/kW3219

表3 X-B1-1熱泵式溶液調(diào)濕新風機組 (夏季)IPLV

表4 K-1-1～2熱泵式溶液全空氣機組 (夏季)IPLV

(2)因為制冷主機冷凍水供回水溫度為15/20℃，其COP和IPLV分別為6.74W/W和6.71W/W,遠高于常規(guī)機組。

(3)節(jié)省了制冷機組容量及占地面積，僅為常規(guī)制冷機房占地面積的一半左右。

(4)貴陽地區(qū)過渡季節(jié)時間較長，空氣濕度較高，采用溫濕度獨立控制系統(tǒng)可以減少主機開機時間，僅通過運行溶液機組即可達到通風換氣及除濕的作用。

4.2 有弊方面

(1)采用溫濕度獨立控制系統(tǒng)的缺點是造價較高，約為常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的1.5～2倍；制冷機房平面布置詳見圖3。

(2)溶液除濕機組體積較大，空調(diào)機房占地面積較大，約為常規(guī)末端占地面積的兩倍，空調(diào)機房平面布置詳見圖4。

圖3 制冷機房平面布置圖

圖4 空調(diào)機房平面布置圖

5 結(jié)語

本項目于2011年5月竣工，2011年7月16日，生態(tài)文明貴陽會議就在剛剛落成的貴陽國際生態(tài)會議中心拉開帷幕，聯(lián)合國秘書長潘基文來信祝賀,本屆會議的主題為“通向生態(tài)文明的綠色變革——機遇與挑戰(zhàn)”。至今，該項目已經(jīng)歷五個冬、夏空調(diào)季運行，運行效果達到設(shè)計要求，受到一致好評。

溶液調(diào)濕溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的應用是改革開放以來我國在空調(diào)業(yè)走在國際節(jié)能技術(shù)應用領(lǐng)域前列的典范，隨著產(chǎn)品的日趨完善及生產(chǎn)成本的下降，此項節(jié)能技術(shù)的應用已與常規(guī)空調(diào)技術(shù)造價相差不大，希望大家共同參與，在末端機房面積、甲方工程造價允許的前提下多加嘗試。

[1] 民用建筑供熱通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 GB50736-2012[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012

[2] 公共建筑節(jié)能設(shè)計標準 GB 50189-2015[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015

[3] 供暖通風空調(diào)設(shè)計手冊[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2016

HVACDesignofGuiyangInternationalEcologicalConferenceCenter

WEI Dajun

( Beijing CCI Architecture Design CO. LTD Shenzhen Branch，Shenzhen，Guangdong province 518031，China )

This paper introduces the independent control of temperature and humidity in Guiyang international ecological Conference Center，put forward in the summer cooling load is small，the transition season long area，energy efficiency using temperature and humidity independent control air conditioning system is better，the full air conditioning in the form of a temperature and humidity independent control of hot and cold processing equipment and application.

Temperature and humidity independent control；All air air conditioning form；Compressor waste heat

2017-5-27

魏大俊(1969-)，男，高級工程師，主要從事暖通空調(diào)設(shè)計。E-mail：wdj1969@126.com

ISSN1005-9180(2017)04-029-06

TU831文獻標示碼B

10.3969/J.ISSN.1005-9180.2017.04.006