中央空调节能技术在公共建筑的应用

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年2月第6期   作者:黄永文
[导读] 随着中国经济的快速发展,城市建筑群的不断涌现
        摘要:随着中国经济的快速发展,城市建筑群的不断涌现,不仅家庭大量普及家用空调,商业、服务领域、写字楼等公共建筑,也大量使用中央空调,中央空调系统的运用已成为现代化建筑的重要标志。但空调系统能耗巨大,占建筑总能耗的60%以上,降低能耗就是保护青山绿水,因此,针对暖通空调系统有针对性的节能措施意义重大[1]。本文通过实际工程项目,对公用建筑领域的中央空调系统的节能措施进行分析,着重从系统的选型组合,自动控制、变频技术、新风系统等方面对中央空调系统的节能措施进行分析。
关键词:公用建筑;暖通空调;节能
        中央空调是现代公用建筑不可缺少的能耗运行系统,在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时,又消耗大量的能源,据统计,我国建筑物能耗约占能源总消耗的30%。在有中央空调的建筑物中,中央空调的能耗约占总能耗的70%,因此中央空调系统的节能工作意义巨大。系统常用的空调节能措施有:水蓄冷技术、变频技术、热回收技术、新风利用和中央节能控制系统等方法措施。如何把上述运用上述技术进行组合,运用在工程实际中呢,下面对中国铁建南方总部基地项目的空调节能措施进行论述。
        中国铁建南方总部基地项目共有8栋建筑,其中3、4、7、8栋为小型公寓,每户均为独立分体空调。1、2、5、6为写字楼、办公室和酒店,此四栋楼为中央空调设计,主要功能分区是:1栋为超甲级写字楼,共23层,2栋为精品酒店及乙级写字楼,共26层,5栋为花园式办公楼,共12层,6栋为花园式办公楼10层。根据上述功能区的不同,为了达到节能减排效果,1、2、5、6栋中央空调采用了多种不用的设计形式,具体的节能措施有:
        一、选择不同形式的中央空调系统,灵活多变的多种运行方式。
        1栋超甲级写字楼设置一套集中制冷水冷中央空调系统,1栋超甲级写字楼空调空调面积46407平方米,空调计算冷负荷7054KW,冷源选用2台800RT高效离心式冷水机组、1台400RT高效冷水机组,5台冷冻水泵(3用2备)、5台冷却水泵(3用2备)、5台350CMH冷却塔。
        2栋精品酒店及乙级写字楼各设置一套集中制冷中央空调系统、其中写字楼为采用水冷中央空调、酒店为风冷热泵中央空调。其中2栋乙级写字楼空调面积19781平方米,空调计算冷负荷4548KW,冷源选用2台500RT高效水冷冷水机组、1台300RT高效水冷冷水机组,5台冷冻水泵(3用2备)、5台冷却水泵(3用2备)4台300CMH冷却塔。2栋酒店空调面积11987平方米,空调计算冷负荷2288KW,空调计算热负荷860KW,生活热水热负荷300KW,冷(热)源选用1台110RT高效风冷热泵热回收冷水机组用于提供生活热水、2台296RT高效风冷热泵冷水机组、5台空调循环水泵(3用2备)、2台生活循环水泵(1用1备)。
        5-6栋花园式办公楼采用风冷多联空调系统。
        通过每栋楼不同功能分区采取了不同形式的空调系统,即做到的集中管理,各系统又可以单独运行,减少了大型冷水机组单独运行时间,节省了大量电力消耗。
        二、空调水系统采用两管制,节省大量材料。


        根据广州地处亚热带沿海,气候夏季长,冬季气温不低的特点,年平均气温20-23摄氏度,工程设计中1栋超甲级写字楼及2栋乙级写字楼采用夏季供冷、冬季不供暖,2栋中的精品酒店空调供回水管冷/热切换,夏季供冷、冬季供暖。通过对不同功能区的不同需求,没有统一采用制冷和供热双系统,而是仅对精品酒店客户要求高的场所采用了即制冷又供热的运行系统,即节省初始投资,又减少能耗。
        三、运用自动控制和变频技术
        1、本工程的集中空调系统自动控制系统通过直接数字控制系统(DDC系统)或其它自控系统,由中央电脑等终端设备加上若干现场控制分站和传感器、执行器等组成。控制系统的软件功能应包括:最优化启停、PID控制、时间通道、设备台数控制、动态图形显示、各控制点状态显示、报警及打印、能耗统计、联络及通讯等功能[2]。
        纳入自控系统中的设备包括:空调制冷系统,全空气低速空调系统,新风空调系统,除排气扇外所有的机械排风系统 (排气扇只做就地启停),机械进、补风系统,防、排烟系统[3]。
        2、冷却水系统根据室外湿球温度的变化确定冷却塔出水温度,根据冷却塔出水温度优先控制冷却塔台数,再进行冷却塔风机变频,根据末端负荷的变化,控制冷水机组及对应水泵的运行台数,实现冷源系统最佳综合运行效率。
        3、水泵变频控制:根据空调系统负荷的变化,控制水泵变频或投入运转台数增大或减小系统的流量,但必须保证系统最不利环路末端的压差不小于设定值(取二点,此设定值待末端设备定货后再定);当负荷减少时,首先变频控制水泵转数,使水泵流量按负荷减少的比例相应减小;当负荷继续减少时,则运转的水泵继续变频控制水泵转数或减少水泵运转台数;反之,当负荷增加时,变频控制水泵转数,使水泵流量按负荷增加的比例相应增大;当负荷继续增加时,则继续变频控制水泵转数或增加水泵运转台数。
        4、水系统运行时根据空调末端使用情况在低负荷运行时优先采用冷冻水循环水泵变频,压差旁通阀作为备用。
        四、合理运用室内外负压,不设新风系统。
        5-6栋首、二层商业等区域由于存在大量门窗和较高中庭空间,人员进出频繁,不设新风系统,新风由卫生间排风形成室内负压,经门、窗渗透获得,减少新风集中系统处理和输送所带来的能量消耗。
        五、充分利用大空间和过渡季节。
        1-2栋的餐厅、净空高度大于6m的大堂等高、大空间区域采用采用全空气空调系统,全空气空调系统能实现新、回风比可调,过渡季节全新风运行。设旋流顶送风口,使气流有组织的送至工作区,减少能源的浪费
        结束语:由于近年来人们节能减排意识的不断增强,中央空调在减少消耗能源方面的技术不断发展,工程技术人员应认识到节能环保技术在暖通空调制冷系统中的应用的重要价值,明白其是未来发展的趋势。在实际的应用中,可从变频节能技术、蓄冷技术、可再生资源、新风利用、热回收、自动控制等方面加大对能源消耗的控制,最大程度发挥经济方面的效益。
参考文献:
[1]安天华.浅谈中央空调系统节能措施[J].城市建设理论研究(电子版),2011(31).
[2]霍义芳,综合办公楼空调设计[J].建筑工程技术与设计,2015, (34):344.
[3]林峰.沈阳中海广场建筑空调系统节能研究[J].建筑与土木工程,2016.
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