杭州萬通中心辦公-E棟空調系統(tǒng)設計

邵 春 廷

(浙江大學建筑設計研究院有限公司，浙江 杭州　310028)

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杭州萬通中心辦公-E棟空調系統(tǒng)設計

邵 春 廷

(浙江大學建筑設計研究院有限公司，浙江 杭州310028)

以杭州萬通中心辦公-E棟空調系統(tǒng)設計為例，介紹了空調冷熱源系統(tǒng)、空調風系統(tǒng)及空調水系統(tǒng)的設計要點，通過分析表明，該空調系統(tǒng)設計滿足LEED金級認證要求，既營造出了舒適的室內環(huán)境，又實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目標。

辦公建筑，空調系統(tǒng)，冷熱源，節(jié)能

0　引言

萬通中心項目位于浙江省杭州市，建筑功能為商務辦公建筑，總建筑面積約141 235 m2，項目分為辦公-A/B/C/D/E棟和地下室，地上21層，地下3層，建筑高度為83.75 m。

萬通中心辦公-E棟按美國綠色建筑LEED金級認證要求進行設計，并于2015年獲得LEED金級專業(yè)認證。LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)是由美國綠色建筑委員會建立并于2003年開始推行，旨在倡導綠色、高效、節(jié)能、環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展建筑，是目前世界上最權威的綠色建筑認證系統(tǒng)評估標準。本文就辦公-E棟空調系統(tǒng)設計進行詳細分析。

1　空調設計參數(shù)

1.1室外設計參數(shù)

杭州市夏季空調設計干球溫度為35.7 ℃，濕球溫度為27.9 ℃；冬季空調設計干球溫度為-2.2 ℃，相對濕度為82%[1,2]。

1.2室內設計參數(shù)

本項目按照ASHRAE Standard 55—2004及ASHRAE62.1—2007標準選取室內溫度、相對濕度、新風量等參數(shù)，空調室內設計參數(shù)見表1。

表1　室內設計參數(shù)表

表1中室內設計參數(shù)滿足LEED金級認證對于基本室內空氣質量以及熱舒適的要求。

2　空調冷熱源系統(tǒng)設計

2.1空調冷熱負荷

辦公-E棟及地下室空調負荷采用負荷計算軟件計算，空調設計冷負荷與設計熱負荷見表2。

表2　空調冷熱負荷計算表

2.2冷熱源系統(tǒng)設計

該項目冷源選用2臺水冷離心式冷水機組和1臺水冷螺桿式冷水機組。離心式機組額定制冷量為2 110 kW，螺桿式機組額定制冷量為1 055 kW，總制冷量為5 275 kW。選用的冷水機組啟動不同臺數(shù)，可分別滿足20%，40%，60%，80%，100%的負荷率，冷源的臺數(shù)控制對部分負荷的負荷率有較好的滿足；水冷離心式冷水機組額定工況COP≥5.60 W/W，IPLV≥5.95 W/W；水冷螺桿式冷水機組額定工況COP≥4.70 W/W，IPLV≥5.26 W/W[3]；機組冷媒采用環(huán)保冷媒。

該項目空調熱源選用2臺燃氣真空熱水鍋爐，單臺鍋爐制熱量為1 396 kW，制熱效率大于90%。一般市場上銷售的燃氣熱水鍋爐，部分負荷率下，燃氣用量基本與熱負荷成近似線性關系，能較好地滿足部分負荷率下的主機運行。

辦公-E棟設置租戶循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，系統(tǒng)容量為464 kW，為租戶自備的精密空調設備提供冷卻水，冷卻水設計供回水溫度為32 ℃/37 ℃。

本項目冷熱源系統(tǒng)配置滿足LEED金級認證對于優(yōu)化能源表現(xiàn)以及制冷劑管理等方面的要求。

2.3能量計量系統(tǒng)

該項目設置冷熱量計量裝置。鑒于中央空調系統(tǒng)的運行特性，采用基本費加使用費的計費模式，使中央空調的收費步入良性循環(huán)，避免客戶與物業(yè)的矛盾。

本項目能量計量系統(tǒng)滿足LEED金級認證對于測量與審計(租戶分表)的要求。

3　空調風系統(tǒng)設計

門廳等大空間采用全空氣一次回風變頻送風系統(tǒng)，新風口設置在室外遠離污染源的清潔區(qū)域，側墻集中回風，經(jīng)回風風管接入設備。組合式空調機組設置初中效空氣過濾段，減少室外粉塵對室內環(huán)境的影響。機組可以實現(xiàn)全新風運行，過渡季節(jié)可以直接利用室外新風消除室內余熱。機組送風機根據(jù)回風溫度變頻控制，風機變頻至頻率設定下限時，根據(jù)回風溫度調節(jié)冷熱水閥開度。機組根據(jù)室內CO2等參數(shù)的變化自動調節(jié)新風量大小，以滿足室內人員變化的要求。

辦公室等小空間采用風機盤管加新風的空氣—水系統(tǒng)，內外區(qū)相對分隔，分別設置風機盤管機組，當空調負荷較小時，僅開啟外區(qū)風機盤管就可以滿足室內舒適度要求。新風機組設置在新風機房內，新風機組設置加濕段，用于調節(jié)室內相對濕度；風機變頻運行，根據(jù)室內CO2等參數(shù)的變化自動調節(jié)新風量大??；新風機組設置監(jiān)測系統(tǒng)，確保新風量不低于設定值的10%。辦公室同時設置變頻排風機以平衡送入室內的新風，排風量為新風量的80%。

本項目空調風系統(tǒng)滿足LEED金級認證對于基本室內空氣質量、通風監(jiān)控以及熱舒適的要求。

4　空調水系統(tǒng)設計

空調水系統(tǒng)為冷熱兼用兩管制系統(tǒng)。夏季供回水溫度為6 ℃/13 ℃，冷水供水溫度較低為除濕提供保障，適當加大供回水溫差可以降低冷凍水泵能耗。冬季供回水溫度為60 ℃/50 ℃。

根據(jù)相似理論，當流體與水泵轉速相同時，水泵的功率和流量的關系見式(1)：

N1/N2=(G1/G2)5/3

(1)

其中，N1為供回水溫度為6 ℃/13 ℃時水泵的功率，kW；N2為供回水溫度為7 ℃/12 ℃時水泵的功率，kW；G1為供回水溫度為6 ℃/13 ℃時水泵的流量，kg/h；G2為供回水溫度為7 ℃/12 ℃時水泵的流量，kg/h。

當冷負荷相同時，流量與溫差成反比，G1/G2=5/7=0.71，代入式(1)得N1/N2=0.57，由計算結果可知，增大供回水溫差，冷水流量減少了近29%，冷凍水泵能耗減少了近43%，進而達到降低系統(tǒng)整體能耗，同時冷凍水管管徑以及管道安裝空間也相應減少。

空調水系統(tǒng)采用同程式機械循環(huán)，減少系統(tǒng)的水力不平衡。空調水系統(tǒng)采用一級泵變頻系統(tǒng)，為保證水泵能夠正常運行，設定標準轉速的30%為水泵轉速調節(jié)下限，當只有1臺水泵運行且水泵變頻至下限時打開供回水總管間的電動閥開始壓差旁通，實現(xiàn)水泵流量、冷水機組最小流量以及空調末端需求流量的平衡。

本項目空調水系統(tǒng)設計滿足LEED金級認證對于優(yōu)化能源表現(xiàn)等方面的要求。

5　結語

本項目2011年1月開始設計，2015年1月竣工投入使用，并獲得美國綠色建筑LEED金級專業(yè)認證，項目的設計得到業(yè)主的認同。項目的空調系統(tǒng)本著舒適、節(jié)能的目的進行設計，為業(yè)主創(chuàng)造舒適的室內環(huán)境，同時盡可能的節(jié)約能源和降低運行成本。

本項目夏季、冬季空調系統(tǒng)運行穩(wěn)定，室內環(huán)境達到設計要求，與傳統(tǒng)的辦公建筑相比，節(jié)能效果顯著，對綠色建筑的推廣有一定的示范作用。

[1]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]GB 50019—2003，采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范[S].

[3]DB 33/1036—2007，公共建筑節(jié)能設計標準[S].

The air conditioning system design for Hangzhou Wantong Center office building-E

Shao Chunting

(ZhejiangUniversityBuildingDesignAcademyCo.,Ltd,Hangzhou310028,China)

Taking Wantong Center office building-E in Hangzhou city as an example, the paper mainly introduces design points of air-conditioning cooling-heating system, air-conditioning wind system and air-conditioning water system, and proves the air-conditioning system design meets LEED gold-level certification requirement, which not only creates comfortable indoor environment, but also realizes the goal of energy saving and environment protection.

office building, air-conditioning system, cooling-heating source, energy saving

1009-6825(2016)21-0123-02

2016-05-12

邵春廷(1985- )，男，碩士，工程師

TU831.3

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