辦公基地空調系統節能設計簡介

陜西省建筑設計研究院有限責任公司

徐霞  王江濤  林彬

    近年來，建筑節能技術已成為全世界關注的焦點，也是當前國內外節能領域的一個熱點，我國建筑能耗占社會總能耗的20%~25%，并且每年都在進一步上升，因此，建筑節能是目前我國節能領域非常重要的一環，也是亟待解決的大問題。

    建筑節能分為：1.建筑物主體自身的節能，2.空調采暖系統的節能，3.給排水系統的節能，4.電氣照明系統的節能。辦公基地設計初期，建設方及設計院本著開拓創新節能環保的理念，力爭把工程朝著綠色建筑的標準努力，在各個環節力爭做到充分利用可再生能源并且是當前最節能有效地方案。本項目最終確定采用

    1、水源熱泵系統作為本工程的空調冷熱源。

    2、利用太陽能制備衛生熱水。

    3、利用電源作為走廊、樓梯間及庭院的夜間照明電源。

    本文僅對辦公基地空調系統節能做一介紹。

    該辦公基地位于西安市高新開發區，由三部分組成：

    1、辦公樓：二十層，總建筑面積，總高度為86.6米主要功能為辦公用房、演示廳、景觀商務廳。

    2、實驗樓：四層，總建筑面積，主要功能為實驗室、活動室及辦公用房。

    3、綜合樓：四層，總建筑面積，主要功能為餐廳、娛樂、辦公、會議。

一、室內外設計參數

    1. 室外設計氣象參數

    夏季空調計算干球溫度35.2℃，夏季空調計算濕球溫度26.0℃，夏季空調日平均溫度30.7℃，冬季空調計算干球溫度-8℃，

    冬季通風計算干球溫度-1℃，室外風速：冬季：1.8m/s  夏季：2.2m/s，

    大氣壓力 :冬季:978.7mbar,   夏季:959.2mbar

    2. 室內設計參數

    本文僅對其中空調系統做進一步闡述。本工程辦公基地建筑面積7萬平方米，設計初期對地下水源熱泵系統的應用條件進行了充分論證：

二、冷熱源

    本著開拓創新節能環保的設計理念本工程采用水源熱泵作為冷熱源，為此設計方會同建設方就下列問題進行了論證：

    1. 建設項目附近地下水資源是否豐富，并且便于實施供水及回灌工程。

    2. 地方政府是否允許利用地下水。

    3. 地下水是否溫度適度，水質適宜，供水穩定，回灌順暢。

    4. 建設方委托工程勘察研究院實驗打井采集的數據如下：

    井口尺寸D325，井深150m，單口井出水量80m/h，出水溫度15.8℃，單井回灌量30m/h。

    通過與水務部門的溝通及實驗井采集的數據，確認采用水源熱泵機組作為空調冷熱源方案可行。其夏季冷凍水的供回水溫度為7/12℃，冬季空調熱水溫度為45/35℃

    本工程夏季空調冷負荷為4900KW，冬季熱負荷為3430KW，設計夏季井水供回水溫度為20/30℃，冬季井水供回水溫度9/16℃，按1:2.5設置出水井及回灌井。

    空調系統分高低兩個區，高區選用SGHP1200ML型機組兩臺，單臺制冷量為1497kw,制熱量1208kw，低區選用SGHP2300ML制冷機兩臺，單臺制冷量為2848kw,制熱量2307kw+,機組負荷包含基地住宅空調冷熱負荷。

三、空調方式：

    1.辦公用房及小開間房間采用風機盤管加新風的系統形式，氣流組織為上供上回形式。

    2.一層大廳采用全空氣空調系統形式，由于大廳部分為兩層通高，采取了頂送加側送、頂回的氣流組織形式，送回風總管設置消聲器及消聲彎頭。

    3.頂層景觀商務層層高8.7米，寬x長10x40米，為節約能源該區域采用了分層空調的系統形式，在高度3.6米處設置遠程噴射風口，由于受建筑造型及立面限制，噴口設置在房間長向兩側，射程為18米，采用低位側送方式和豎向帖服幕墻玻璃頂送方式相結合，以保證人員活動區域處于回流區，滿足溫濕度要求同時保護幕墻玻璃，防止幕墻玻璃產生結露并消除此部分的空調負荷。

    4. 廚房操作間內設置了崗位送風口，既改善了員工的工作條件又不至于采用全面送風而浪費能源。

四、空調水系統：

    空調水系統為兩管制一次泵系統，分高低兩個區，豎向管道為異程式，每層的水平管道為同程式系統。空調水分為三大回路，分別供辦公樓、實驗樓、綜合樓空調系統使用。

五、空調自動控制

    采用直接數字監控系統（DDC系統）由中央電腦及終端設備加上各部位的DDC控制盤組成，在控制中心即可監控空調、制冷、通風等各系統設備的運行狀態及主要運行參數。并進行集中遠距離計算機控制，且能將水電等設備一并歸入計算機進行集中控制。

    1、空調水系統控制

    空調水系統采用兩管制變流量系統，集分水器之間設置壓差旁通裝置當通過旁通裝置的流量達到一臺冷水機組的流量時，一臺制冷機停止運行，與之對應的冷凍水泵亦停止運行，可達到節能的目的。冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵按群控設定程序機組的啟停。

    2、空調末端設備的控制

    空調機組在回風總管上設置溫濕度傳感器，將所測房間的溫濕度值與設定值進行比較，通過調整回水管上的電動兩通閥及加濕器供水管上的電動兩通閥的開度，以確保房間的溫濕度在控制在一定范圍內。

    在新風機送風管上設置溫濕度傳感器，以確保所送新風滿足要求。

六、結語：

    水源熱泵空調系統在我國是一項新的技術，它是一項跨專業、跨學科的綜合能源利用技術，需要通過相關專業技術人員的通力協作，做好勘測、設計、施工、調試等各項工作才能使系統達到要求的節能、環保性能。近幾年在全國各地已經有大量工程投入使用，有成功的，也有失敗的，應該積極對實際運行經驗進行總結，才可將水源熱泵可再生能源利用這項技術得到健康有序的發展，同時空調系統節能是一個系統工程，需要在每一個環節采取細致有效的措施，才能使節能得到有效的落實。

參考文獻：

[1] 彭關中  繆小平《建筑節能技術措施探討》

[2] 黃虎，束鵬程，李志浩《中央空調系統的節能與能源合理利用》節能，1998（8）

[3] 王鵬.《空調建筑的節能分析》.甘肅科學學報，2002

[4] 高立新.《空調系統的節能措施》節能技術，2001（6）

[5] 沈雅鈞等《中央空調系統的節能方案探討》浙江海洋學院學報，2002（9）

[6] 陳焰華 《地源熱泵空調系統及其在武漢地區的應用》

[7] 付明星，黃虎.舒適性空氣調節系統的節能分析.水利電力施工機械，2002（2）

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)