水环(源)多联机空调系统应用设计介绍–(韦炎萍、孙利)

时间:2014-04-24   来源:中国制冷网

 

摘  要

本文阐述了水环(源)多联机空调在广东太阳神集团总部办公大楼建筑中的设计应用,并介绍了设计水环源多联机空调系统过程要点及相关问题。

关键词:   水环(源)多联机;水冷;节能分析;

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0   引言部分

水环(源)多联机组是将水源热泵技术、多联机技术结合在一起,糅合了风冷多联式变频空调和水冷式冷水机组两大类产品的技术优点,使得该机组既有多联机的变负荷的灵活,安装配置自由的特点,又有冷水机组的高能效,运行平稳的优点。水环(源)多联式空调系统是以水作为冷热源的多联空调系统,由水冷侧、主机、室内侧组成;水环(源)多联式空调系统采用水作为能源运输介质,通过高效换热器和中间介质循环水进行冷热量交换,室内侧末端与风冷多联机系统相同,采用制冷剂作为能量运输介质进行采暖、制冷,是一种新型、绿色环保的高效节能中央空调系统。

1   工程概况

本工程位于广东省广州市,为广东太阳神集团办公大楼,建筑南北朝向,地下一层为车库及其他用房,地上共九层;本次设计总建筑面积约为3万平方米,总空调面积为2万平方米 ,设计冷负荷为3600kw,设计热负荷为1200k,夏季供冷,冬季采暖。

本项目工程建筑属常规民用建筑舒适性空调,设计采用水环(源)多联机中央空调系统。

2   设计相关参数

1)、室外设计计算参数

夏季空调室外计算干球温度:33.5℃ / 夏季空调室外计算湿球温度:27.7℃

冬季空调室外计算干球温度:5℃   /  冬季空调室外计算相对湿度:70%

2)、室内设计计算参数

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3    水环(源)多联机设计说明

3-1  水环(源)多联机选型设计

本期工程空调区域包括建筑地上一层至九层,拟采用“中宇牌” 水环(源)多联机和水冷整体高效节能型空调系统,每套机组自带冷源、末端及电控。

根据冷热负荷专业计算软件计算得出,平均单位面积冷负荷指标为:180w/m2,包括围护结构热,太阳辐射热,室内人体热,照明热,室内其它设备热,新风热等各种负荷;单位面积热负荷指标为:60w/m2,包括围护结构失热,太阳辐射得热,新风加热及附加耗热量等各种负荷。空调机组设备按照夏季负荷选择。(图一为其中某楼层时刻冷负荷曲线图)

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图 一

3-2  空调风系统设计

A、接待大堂:采用全空气的空调方式,布置美观,节省建筑空间。送风形式为上送上回,新风由外墙引入与室内回风混合后降温除湿送入空调房间。

B、办公室和会议室:水环(源)多联机+末端风机盘管+新风机(空调)的空调方式,室内空调送风形式为下送上回形式,机组独立控制,操作方便,节约电能。

3-3  空调新排风系统设计

新风设计:本次设计建筑室内每层均设置新风系统,从专用新风井吸入室外新鲜空气经新风机降温、除湿处理后经新风管送至室内的各个空调区域,满足室内人员的舒适性要求。

排风设计:本次设计建筑室内每层均设置排风系统,室内污浊空气由超低噪声排气扇经排风管直排专用排风竖井,在排风井顶端设置集中排风机组,室内污浊空气最终经集中排风机处理后直排室外。

3-4  空调系统分区设计

考虑各空调房间使用特点、系统运行费用、水系统承压能力、建筑美观及结构承重,对系统进行功能分区:南侧一至七层为一个系统(系统一),北侧一至九层为一个系统(系统二);

3-5  空调系统自动控制设计

为了有效地控制室内空气温度和系统供回水温度,方便维护运行管理,节约能耗,设置以下自动控制措施。

1)空调机的自动控制

A,水环(源)多联主机的控制

通过室内实际需求调整冷热量,实现快速调温,精确控制,温度控制精度高,温度波动在±0.3℃之间,人体感觉非常舒适。

B,末端风机盘管的控制

制冷制热时采用风量调节和压缩机启停相结合的微电脑智能化控制,制冷制热迅速,室温选择范围广,室温感应灵敏,受外界环境影响小。

C,新风机的控制

制冷制热时采用压缩机启停的微电脑智能化控制。制冷制热迅速,送风温度感应灵敏。

2)为了防止水系统流量不足或水泵停机时空调机组产生误操作,在回水总管上设置水流开关,水电联锁保证系统安全运行。

3)循环水泵的自动控制

水系统为变流量系统,系统流量随水系统内水环(源)多联主机或末端空调的开停机负荷的变化,空调系统循环水泵及水环(源)多联主机均变频控制,水环(源)多联主机设置电动二通阀,保证系统的稳定良好运行,节省系统的能耗,达到节能的目的。

4)空调系统的监测与控制

A,集中控制空调机组,循环水泵、辅助热源、新风机组等,均可在控制中心控制,同时亦可就地控制;

B,设备连锁与自动保护,工况自动转换;

C,每台设备均有参数与状态显示。

4   节能经济分析

1)与水冷机组加锅炉的常规系统比较,取消了一套冷冻水泵及锅炉;

2)据统计,每发1kW.h的电,需消耗0.404千克标准煤,同时排放0.272千克的碳粉尘、0.997千克的二氧化碳、0.03千克的二氧化硫及其他有害物质,水环(源)多联机空调系统年节电201.5万千瓦时,折合减排二氧化碳2015吨;

3)与传统中央空调系统相比,水环(源)多联机空调系统年系统运行可节能约20~30%;

4)系统绿色环保,真正意义上改善了建筑工程项目周边空气环境,缓解了城市热岛效应;

5    水系统相关设计

5-1  水系统水利平衡设计

A、垂直管路:采用三管制同程式设计,保证系统的先天性水利平衡;

B、楼层水平管路:当空调机组台数较多时,为了保证各台机组水量分配均匀,空调机水平供回水环路采用同程式系统;某一局部管路空调机台数较少时,采用异程式供回水也能达到要求。因此,水路系统设计时,应灵活掌握,采用同程与异程相结合,以达到既保证水量分配均匀、提高系统能效比及节约管道材料,充分发挥本系统的节能优势。

5-2  水系统水质处理设计

冷却循环水采用水质稳定的自来水,循环水和大气接触易产生粘泥、水藻等污物;散热时冷却水蒸发浓缩,导致钙、镁离子浓度上升,易产生水垢,影响系统的换热效率和安全稳定性,所以必须进行水质软化处理。本系统在供水总管上设置Y型过滤器综合水处理仪,防止杂质进入系统。

6    冷媒管路设计

6-1  冷媒管连接

水环(源)多联机内、外机铜管连接示意(如图二)及技术要求(如图三):

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图 二

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图三

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图 四

7   结束语

1、水环(源)多联机空调系统,采用冷却塔、辅助空气源热泵做为冷热源,省去了燃气、煤炭锅炉等耗能系统,没有燃烧过程,不排放废气等污染物,无温室热岛效应,又不会剩余废弃物质(如煤渣等),是清洁的可再生能源利用技术,真正实现了对能源的清洁利用,符合我国可待续发展战略。

2、水环(源)多联机空调系统节能的属性是因为它有节能的整体结构,要使空调系统节能减排效果显著,必须转变现行的系统集成的理念。

3、从人的健康来说,本人认为:长期生活在人造气候环境下,是不利于人类的健康与长寿的;应多接受自然环境的锻炼,提高对极端环境的适应能力;至少,应降低空调室内气候设计标准、减少室内外温差,给予健康与舒适合理的平衡点,而这样做,其节能减排效果是十分显著的。