武漢某學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)案例

武漢XX學(xué)院空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)案例工程概述XX學(xué)院位于武漢，總建筑面積約18萬平方米，其中教學(xué)樓和圖書館為該校的二期擴(kuò)建工程。教學(xué)樓總建筑面積約23000m2,地上五層，總建筑高度21.3m，主要功能為辦公和教室，其中還包括二層樓的設(shè)備用房(冷凍機(jī)房和鍋爐房);圖書館總建筑面積約23600m2,地上五層，總建筑高度為20.3m，主要功能為自習(xí)室和閱覽室。圖書館作為該學(xué)院的標(biāo)志性建筑，處于整個學(xué)校的中心位置?？照{(diào)設(shè)計(jì)教學(xué)樓和圖書館先后進(jìn)行了兩次空調(diào)設(shè)計(jì)。第一次設(shè)計(jì)為了給教師和學(xué)生提供舒適的工作和學(xué)習(xí)環(huán)境，教學(xué)樓辦公部分和圖書館均設(shè)計(jì)中央空調(diào)系統(tǒng)。該圖書館既無地下室，也沒有設(shè)備間，并且作為學(xué)校的標(biāo)志性建筑，對建筑的造型要求很高，空調(diào)設(shè)備(如冷卻塔或風(fēng)冷熱泵機(jī)組)不宜放置在屋頂。教學(xué)樓和圖書館相距500m，因此考慮圖書館的冷熱源與教學(xué)樓的設(shè)備用房合并設(shè)計(jì)，空調(diào)冷熱水通過埋地管道提供。冷熱源形式的確定目前能單獨(dú)提供冷源的有冷水機(jī)組直供、冰蓄冷、水蓄冷、單效溴化鋰;能單獨(dú)提供熱源的有燃油燃?xì)忮仩t、電鍋爐蓄熱;同時能提供冷熱源的有雙效溴化鋰、地源熱泵、水源熱泵、水環(huán)熱泵、風(fēng)冷熱泵等。由此可以看出對一個工程而言冷熱源的選擇形式有多種多樣，而合理的選擇對整個空調(diào)系統(tǒng)的能耗至關(guān)重要，因此，在了解各種機(jī)組特點(diǎn)的基礎(chǔ)上結(jié)合具體工程進(jìn)行選擇。從本工程的具體情況來看：該工程所處地段由勘測資料顯示地下水資源不豐富，不具備水量穩(wěn)定的基本要求，雖然地源熱泵和水源熱泵是既節(jié)能又環(huán)保的冷熱源，但并不適用本工程。考慮到圖書館的使用時間分布為上午8:00～12:00、下午2:00～5:00和晚上7:00～10:00，與武漢市的高峰用電時段(上午10:00～12:00和晚上6:00～10:00)基本吻合，尤其晚上圖書館的閱覽室人員集中，空調(diào)負(fù)荷大，空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用相當(dāng)高。需要考慮轉(zhuǎn)移制冷主機(jī)的運(yùn)行時段，減少峰值電負(fù)荷，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。另外圖書館和新建教學(xué)樓相距500m，冷凍水輸配距離遠(yuǎn)，水泵輸配能耗大。因此在第一次設(shè)計(jì)時冷源采用的是部分冰蓄冷方式，提供6oC的低溫冷凍水，采用7oC大溫差水系統(tǒng)方式節(jié)省水泵的運(yùn)行費(fèi)用;熱源采用的是燃?xì)忮仩t?？照{(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)和冷熱負(fù)荷詳下表:冷熱源設(shè)備的選擇冷源部分選用兩臺標(biāo)準(zhǔn)工況下制冷量為1210KW的雙工況螺桿式冷水機(jī)組(機(jī)組能效比在標(biāo)準(zhǔn)工況下達(dá)到5.0)，兩臺初級溶液泵(流量240m3/h，揚(yáng)程16mH20)、兩臺次級溶液泵(流量135m3/h，揚(yáng)程18.5mH20)、一臺乙二醇板式換熱器(換熱量為3840KWH)，體積為140m3的蓄冰罐兩個，每個罐蓄冷量為6700KWH。除蓄冰罐放置在設(shè)備用房的室外，其余的制冷設(shè)備均設(shè)置在設(shè)備用房的一層冷凍機(jī)房(面積約150m2)內(nèi);熱源部分選用兩臺1400KW的燃?xì)忮仩t，兩臺冷凍循環(huán)水泵(流量215m3/h，揚(yáng)程32mH20)、兩臺冷卻循環(huán)水泵(流量280m3/h，揚(yáng)程35mH20)、兩臺熱水循環(huán)水泵(流量80m3/h，揚(yáng)程28mH20)、分水器、集水器等設(shè)置在設(shè)備樓的二層鍋爐房(面積約200m2)內(nèi)?？照{(diào)水系統(tǒng)水系統(tǒng)分兩個環(huán)路，教學(xué)樓和圖書館分環(huán)設(shè)計(jì)，并且在環(huán)路供回水干管上設(shè)置有能量計(jì)量裝置。采用了大溫差形式，夏季冷水供回水溫度為5℃/13℃，溫差為8℃，(常規(guī)空調(diào)溫差為5℃);冬季熱水供回水溫度為60℃/45℃，溫差為15℃，(常規(guī)空調(diào)溫差為10℃)。大溫差的選用，減少了冷熱水循環(huán)量，減少水管管徑，節(jié)省管材和水泵運(yùn)行費(fèi)用。空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的選擇空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)：圖書館中大空間的閱覽室主要采用的是全空氣系統(tǒng)，新回風(fēng)管上設(shè)計(jì)有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，可以改變新回風(fēng)的比例，還可以實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行從而獲得較大的節(jié)能效益和環(huán)境效益?？照{(diào)機(jī)組設(shè)置在單獨(dú)的空調(diào)機(jī)房內(nèi)，并且設(shè)計(jì)有排風(fēng)和新風(fēng)的全熱回收系統(tǒng)，在過渡季節(jié)考慮取用室外空氣作為自然冷源。圖書館中的辦公室和新建教學(xué)樓的辦公室部分采用新風(fēng)+風(fēng)機(jī)盤管方式。第二次設(shè)計(jì)根據(jù)甲方走訪和考察許多高校后發(fā)現(xiàn)，圖書館設(shè)計(jì)并安裝空調(diào)的很普遍，但在實(shí)際中使用的卻非常少，昂貴的運(yùn)行費(fèi)用直接影響了空調(diào)的使用。甲方因此決定取消圖書館的中央空調(diào)系統(tǒng)，只是對部分房間(包括電子閱覽室，辦公室)設(shè)計(jì)空調(diào)，空調(diào)面積由原來的18000m2減少到了2000m2。電子閱覽室對外開放實(shí)行收費(fèi)管理制度，舒適的環(huán)境必不可少。另外教學(xué)樓部分冬天采用水蓄熱方式。并且要在設(shè)計(jì)中考慮將設(shè)備樓作為今后學(xué)生學(xué)習(xí)和觀摩的教學(xué)場所。誰冷熱源形妙式的確定開針對甲方浙提出的要求，源結(jié)合其宅工程奔特點(diǎn)，空調(diào)方巷式也隨之改變蘿。在滿足使用伐功能的前提下碗，盡量節(jié)省初貞投資和運(yùn)行費(fèi)而用。二三層電話子閱覽室由于檔人員比較集中搖，因此采用定養(yǎng)頻的一拖防二齊VR句V塞制冷系統(tǒng)，十辰匹的室外機(jī)，吃五匹的卡式室摸內(nèi)機(jī)，這種定窯頻機(jī)性價比非量常高，而且隱控制線和管理靈活方玉便，可以根據(jù)捷室內(nèi)負(fù)荷的大暴小開啟室內(nèi)外筋機(jī)運(yùn)行的臺數(shù)赴，應(yīng)用在電子嗽閱覽室中是合惡理的。室外機(jī)扇分層設(shè)置在二織三四層的陽臺闖上，對涉建筑銅物的外立面不玉造成任何影響面。凝由于電子閱覽膏室人員集中，蔥新風(fēng)量大，新兄風(fēng)負(fù)荷大。新餐風(fēng)量的確定要商合理，新風(fēng)量敬取得過多，將惹增加新風(fēng)的能米耗。因此在滿幻足室內(nèi)衛(wèi)生要喉求的前提下，妨設(shè)計(jì)中根據(jù)規(guī)浙范要求采道用疤20m3/故h渴·費(fèi)人。電子閱覽濱室設(shè)計(jì)有排風(fēng)淚和新風(fēng)的全熱暮回收系統(tǒng)，熱諒回收機(jī)組設(shè)置們在單獨(dú)的機(jī)房拳內(nèi)，劫并且所選全熱寫回收機(jī)組的全遷熱回收效率不呢小狼于累60低%燃。在過度季節(jié)炒考慮取用室外姨空氣作為自然功冷源。握對于一二指三四層少量的覆辦公室，由于掙人員流動性大燙，使用時間差欣異大，導(dǎo)致負(fù)遙荷變化大，因蔬此要選用一種貨能隨負(fù)荷大小賽及時變化的剩節(jié)能蹤系統(tǒng)。變頻一城拖多更的貞VR豐V仗制冷系統(tǒng)，負(fù)論荷材控制各精確，使負(fù)荷糟能窮在尊15%--1閃00慈%振的范圍內(nèi)進(jìn)行叨多級秩控制覆，電子膨脹閥量能隨室內(nèi)機(jī)組聰?shù)呢?fù)荷變動連尾續(xù)調(diào)節(jié)制冷劑廈流量，真正使仰機(jī)組的制冷制電熱量與空調(diào)的挨冷熱負(fù)荷相匹寬配，達(dá)到榮節(jié)能測和精確糊控制給室溫的目的。獸一二三四層少棉量的辦公室采鼻用變頻一拖多英的亦VR辨V斬制冷系統(tǒng)。有梨資料顯示，與待一般的風(fēng)冷訊熱泵繁相比可感節(jié)能貓30員%搞。乞針對甲方怎提出的設(shè)備樓曾以后要成為學(xué)船生學(xué)習(xí)和觀摩嫂場所的要求，幫設(shè)計(jì)中對于設(shè)疲備用房部分做嶺了精心的調(diào)整刺。首先，機(jī)房鹿中要有足夠的朋觀摩空間，由窯于設(shè)備樓已經(jīng)適建成，沒有擴(kuò)匆展和調(diào)整的空勞間，因此設(shè)備冶的選型非常重泳要，所選設(shè)備你外形尺寸要小包，結(jié)構(gòu)要緊湊貿(mào)。通過對教學(xué)武樓辦公部分的升逐時冷熱負(fù)荷珠進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算凳后，負(fù)荷大小嘆為：胖一般欺工程網(wǎng)在設(shè)計(jì)水蓄熱誰系統(tǒng)時都是設(shè)杜計(jì)為全蓄熱的粱方式，但本瘋工程肺通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)尼比較后，部分草蓄熱方式更加摘合理。以下為累部分蓄熱和全悉蓄熱的設(shè)備投仇資及運(yùn)行費(fèi)用誕的比較：艦武漢冬季鳴采暖碑約伙10踩0弱天，由于學(xué)校鳳在最冷的季節(jié)筆為寒殼假科(芒約挽3轟0態(tài)天截)西，余下威的謙7測0詢天中仍有袖2毛0錯天為節(jié)假考日殊(動周恢末逐)的，因此，學(xué)校隱冬季乖采暖慮實(shí)際使用天數(shù)打?yàn)槎?隔0洋天，使用時間似短。部分蓄熱截方案按設(shè)計(jì)日偉全天負(fù)荷萍的照2/享3臣考慮，超栗過宇2/扒3遷設(shè)計(jì)日負(fù)荷的肆?xí)r間不超嘴過銅2刑0焰天，在此段時保間內(nèi)白天需開姥啟鍋依爐省4煎小時，每天運(yùn)牙行費(fèi)用龍多遼72凱5僚元，每年運(yùn)行川費(fèi)用賢多號1.現(xiàn)5旅萬元。相當(dāng)于追要孫8愁年左右的時間謝收回初投資的荷成本，回收年娘限太長。因此車采用部分蓄熱餐，節(jié)省初期投仆資。鑰冷熱源設(shè)備的丟選擇蹄冷源選用穿一臺在標(biāo)準(zhǔn)工欲況下制冷量五為卸720K臨W小雙工況螺桿式蓄冷水機(jī)狀組破(煮機(jī)組能效比在還標(biāo)準(zhǔn)工況下達(dá)恥到汽5.0埋)悔，兩臺初級溶炭液掉泵擊(農(nóng)一臺備榆用貓)生(選流量量迷115m3/塌h證，揚(yáng)產(chǎn)程拌16mH20哀)準(zhǔn)、兩臺次級溶尖液渣泵具(剩一臺備稈用鑒)戒(醉流香量價160m3/英h掃，揚(yáng)籌程炕18.5mH弓20北)劃、一臺補(bǔ)液泵招、一個補(bǔ)液箱翅、一臺乙二醇蹈板式換熱股器沫(腫換熱量披為虎860KW乎)塑、一救個肅74m儉3王的蓄冰缺罐符(潤蓄冷量剖為烈3600KW羅H圈)霜，這些設(shè)備均石設(shè)置在設(shè)備樓調(diào)的一層冷凍機(jī)蕩房慮內(nèi)員;心并且設(shè)備與墻垮之間均留格有菌2.0志m卵的參觀通道。掌根據(jù)甲方的要媽求，學(xué)生不僅端可以參觀蓄冰材罐外表，還可宋以看到蓄冰的棚過程，因此冰孤蓄冷系統(tǒng)由原做來設(shè)計(jì)的閉式親系統(tǒng)改為開式旺系統(tǒng)，在蓄冰慧罐的上部設(shè)計(jì)跟有一淺個付800x80泥0m周m耗的參觀口。熱點(diǎn)源選用一叢臺還540K肯W遮電鍋爐，兩臺總冷凍循環(huán)水差泵扮(繼一臺備守用稅)爪(鄙流揮量竄130m3/損h裝，揚(yáng)逗程組30mH20嚷)應(yīng)、兩臺冷卻循圾環(huán)水章泵焰(梨一臺備旅用怨)慮(舅流再量惑165m3/辦h市，揚(yáng)紙程比30mH20洪)遇、熱水循環(huán)水務(wù)泵金(逢一臺備膏用獄)怪(疤流禿量線70m3/偽h碎，揚(yáng)宣程綿28mH20洋)跨、一臺變頻蓄豎熱泵矩(跨流皇量艙25m3/日h帶，揚(yáng)紐程延20mH20標(biāo))獵、軟水裝置、仔補(bǔ)水泵在設(shè)備累樓的二層鍋爐扒房內(nèi)，兩個蓄映熱罐放置在設(shè)內(nèi)備樓與新建教奉學(xué)樓之間的露舍天平臺上。設(shè)杯備布置緊湊、呢結(jié)構(gòu)合理，并厘且管路設(shè)計(jì)順滾暢?？刂葡到y(tǒng)圈自動腫控制迷系統(tǒng)對蓄冷蓄催熱系統(tǒng)所有設(shè)遲備進(jìn)行實(shí)時靈監(jiān)控哭;見并具有進(jìn)行系飽統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、氧圖表顯示、報(bào)缸表打印、扭報(bào)警疏提示等功能，團(tuán)達(dá)到科學(xué)管理身經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。并豎可通過投影儀寇輸出顯示，作你為教學(xué)手段。姨主要包括：幻脖狠1抗)拒優(yōu)化環(huán)控制裹：根據(jù)室外溫納度、天氣預(yù)報(bào)彈、天氣走勢、祖歷史記錄等諸趁多相關(guān)因素，揭自動選擇主機(jī)手優(yōu)先或融冰優(yōu)念先。在滿足末溝端負(fù)荷的前提拍下，每天先使氏用完儲存的冷穩(wěn)量，盡量減少礙運(yùn)行主機(jī)。充群分發(fā)揮冰儲冷告系統(tǒng)的優(yōu)勢，扔最大限度地節(jié)勵約運(yùn)行費(fèi)用。捐季臂2疏)適運(yùn)行設(shè)置：運(yùn)爹行時間表設(shè)竄置繭;富節(jié)假日設(shè)綁置裝;抄冷凍水出襖水催(易回層水障)附溫度設(shè)門置離;僵制冷主機(jī)出水桂溫度設(shè)晚置給;通制冰結(jié)束溫度嬌設(shè)征置臟;丘儲冰量設(shè)置。捐個肆3)堅(jiān)密故障記錄、幫過助主機(jī)故障：東水泵、風(fēng)機(jī)故幅障真;緒系統(tǒng)故側(cè)障委;鐘各故障幫飯助后(與如：排除和應(yīng)狠急處如理后)環(huán)。衡打窗4)名育歷史記錄：系田統(tǒng)負(fù)存荷溜;晴儲冰答量啞;燒融冰億量析;捏冷卻水進(jìn)出溫普度玉;寄冷凍水進(jìn)出溫暫度疾;志谷、峰電耗電殺記接錄上;誰電費(fèi)每日結(jié)算姑和累計(jì)。椅廁蝕5)件控制兼策略：自動根曲據(jù)室外溫度、踐系統(tǒng)運(yùn)行記錄糕自動選擇運(yùn)行瓣策吧略盟;崖手動即人為設(shè)貨置系統(tǒng)運(yùn)行策牛略。太矩跪6)櫻按儲冰量：顯示寨儲冰燙量姐;掌顯示儲冰速圍率守;襖顯示剩余儲冰雞量盜;賤顯示融冰速率總。破灣等7)置目末端負(fù)荷：顯住示末端負(fù)荷變州化曲許線倍;向顯示末端瞬時種負(fù)荷。要漸輸8拿)幟系統(tǒng)參數(shù)：運(yùn)痰行工肝況渣;嚼儲冰槽進(jìn)出口效溫礦度陜;疑板換冷凍水側(cè)距進(jìn)出口溫黨度崇;段冷凍水流蒜量泄(役模慮擬肉)新;瓣儲冰槽乙二醇先流絲量雞(漢模反擬鑄)端;火末端負(fù)鞋荷曠;湊制冰速遣率社;碌融冰速扇率緊;錢儲冰絲量巷;尾閥門開玩度士;概設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況惱等。坦緩淘9)杜鐘運(yùn)行記錄：各暫工況運(yùn)行時間乞段記撒錄五;武制冰開始、結(jié)蜜束記錄。閥現(xiàn)扎10)療校傳感檢供測短農(nóng)：選用高精度臥傳感檢測元件帝，保證數(shù)據(jù)采譯集準(zhǔn)確、可靠淚。遍根據(jù)電價政策條，為最大限度她地發(fā)揮蓄冷蓄移熱系統(tǒng)的作用辟，使用戶在較濱短的時間內(nèi)收禮回比常規(guī)空調(diào)玉系統(tǒng)多增加的據(jù)初投資，配置趣較完善的參數(shù)西檢測與優(yōu)化既控制殺系統(tǒng)是一個至諸關(guān)重要的環(huán)節(jié)簽。為了達(dá)到上慈述目的，首先筑在設(shè)計(jì)上我們周根據(jù)該礙工程賄的特點(diǎn)，在蓄每冷蓄熱系統(tǒng)