南寧某科技園B區(qū)暖通空調節(jié)能設計

王遠清 羅乙銘

?

南寧某科技園B區(qū)暖通空調節(jié)能設計

王遠清 羅乙銘

（廣西城鄉(xiāng)規(guī)劃設計院 南寧 530022）

簡要介紹了南寧某科技園B區(qū)暖通空調專業(yè)設計中所采取的一些節(jié)能技術、節(jié)能措施。重點介紹了熱回收技術、變頻變流量技術、空調冷凝水回收利用的使用，體現了在空調系統中使用節(jié)能新技術的必要性。最后得出了結合實際情況設計合理的空調系統，采用必要的空調節(jié)能新技術，對降低空調能耗有著顯著的經濟效益。

工業(yè)建筑；暖通空調；節(jié)能；設計

0 引言

南寧某科技園位于南寧市中心城區(qū)西南面的沙井片區(qū)，是以生產IT高端電子產品為產業(yè)集群的大型工業(yè)項目。園區(qū)包括A、B、C、D四個區(qū)塊，總占地面積為596695平方米，規(guī)劃總建筑面積為1656195平方米。其中，作為一期工程的B區(qū)已完成施工圖設計，部分已完成建設并交付使用、投產。

B廠區(qū)包括B01～B08生產廠房、B21～B24附房（能源站）、B26～B27綜合餐廳、B31～B39生產附屬用房、B40～B44研發(fā)/行政等配套用房，總建筑面積為391103平方米。園區(qū)項目設計以“生態(tài)、節(jié)能、減廢、綠化、循環(huán)”為宗旨，以“打造一流高科技綠色園區(qū)”為目標。結合本工程規(guī)模大，工藝復雜，工藝設備、機電設備繁多，用電負荷量大的特點，在暖通空調專業(yè)設計中，采用了多項節(jié)能新技術，下面作簡要介紹。

1 利用回收余熱作為空調系統熱源

按生產工藝需求條件，B廠區(qū)與A、C、D廠區(qū)不同，它有空調冷、熱負荷需求，但沒有工藝熱負荷（蒸汽）需求。根據這一具體情況，結合負荷計算結果及技術方案比較，決定取消B廠區(qū)的鍋爐房，而采用熱回收技術，利用本廠區(qū)能源站的余熱作為空調系統的熱源。設計中對空壓機組和冷水機組的冷卻系統進行熱回收，以空壓機組熱回收系統為主、冷水機組熱回收系統為輔，將熱回收系統產生的熱水供給空調系統，作為冬季或過度季的空調熱源。

1.1 空壓機組熱回收技術

B22、B24能源站的空壓氮氣站，分別設置7臺水冷式空壓機組，作為生產廠區(qū)的壓縮空氣氣源?？諌簷C組隨生產工藝需求常年運行，產生大量的余熱。設計將每個空壓氮氣站中的5臺空壓機組選用熱回收型，通過設置中間熱回收換熱器，生產51℃的熱水。當空調系統需要熱水時，回收的熱水供空調系統使用；當空調系統不需要熱水時，空壓機組的冷卻水出水通過冷卻塔散熱?？諌簷C組熱回收系統原理如圖1所示。

圖1 空壓機熱回收系統原理圖

1.2 冷水機組熱回收技術

B廠區(qū)設四個冷凍站，分別布置在B21、B22、B23、B24的能源站。每個冷凍站分別設置1100RT離心式冷水機組3臺，600RT離心式冷水機組1臺。其中600RT的機組帶熱回收裝置，熱回收量為2400KW。

2 變頻技術的應用

為適應生產工藝運行需求和滿足系統調節(jié)需要，同時減少系統能耗，對通風空調主要設備采用變頻控制。變頻技術的應用主要包括如下幾方面。

2.1 冷水機組變頻技術

每個冷凍站設置的3臺1100RT離心式冷水機組和1臺600RT離心式冷水機組，其中的600RT機組主要用來調節(jié)制冷量，以適應空調系統冷負荷的變化。這臺機組長期在部分負荷工況下運行，采用變頻控制。

2.2 空調水泵變頻變流量技術

除了冷凝水泵、補水泵等這些功率小且間歇運行的水泵外，每個冷凍站內的冷凍水泵、冷卻水泵均采用變頻調速控制。

2.3 大型末端空調機組變頻變風量技術

生產車間空調系統的空氣處理設備（組合式空調機組）風量大、風壓高、配用電機功率大。而且隨著車間內生產活動的變化以及室外氣象條件的變化，空調系統需頻繁地變水量、變風量運行。因此，空調機組采用變頻變風量控制。

2.4 工藝排廢風機變頻變風量技術

B01～B08廠房生產車間的工藝排廢系統，其風機也采用變頻變風量控制，以適應生產工藝、產線的調整、變化。根據工藝排廢氣體的特性，風機的變頻控制以廢氣排出口與室內的溫度差值為控制參數。同時，聯動控制工藝排風補風系統的送風量，以避免排廢風量與補風量失衡。

3 空調系統排風熱回收

為了維持室內外空氣量的平衡，在空調系統應用的過程中，要不斷保持排出室外的風量與送入室內的風量是相等的。但排風與新風之間存在一定能耗，進入室內的風量越大，則需要處理的空氣量也就越大，產生的新風負荷也就越大。在常規(guī)空調中，排風不經處理直接排至室外，造成了冷熱量能量的浪費。

因此，對于新風量大，且設集中排風空調區(qū)，以及采用分體空調、多聯機空調的區(qū)域，設置排風熱回收新風系統。在本工程中，排風熱回收新風系統總處理風量（新風量）為442000m3/h。

4 空調冷凝水回收利用

本工程空調系統冷負荷大，系統運行穩(wěn)定，運行時間長，其產生的冷凝水量是比較大的。遵循園區(qū)“減排、循環(huán)利用”的設計宗旨，設計考慮了空調冷凝水回收利用系統。

冷凝水回收系統采用兩種方式，即重力流方式回收系統和機械提升回收系統。

高于冷凍站的二、三層空調區(qū)，其冷凝水回收系統采用重力流方式。各空調末端設備的冷凝水經管道匯集后，引到冷凍站的冷凝水回收箱。

低于冷凍站或與冷凍站同層的空調區(qū)域，考慮到冷凝水水平干管的坡降，采用重力流方式較困難，因此采用機械提升回收系統。各空調末端設備的冷凝水經管道匯集后，先排入回收水池，再通過提升泵輸送到冷凍站的冷凝水回收箱中，見圖2。

空調冷凝水回收后，用于冷凍站冷水機組冷卻系統的補水。由于回收的冷凝水溫度相對較低，作為冷卻系統的補水，不僅節(jié)省了耗水量，同時在一定程度上提高冷水機組冷卻系統的能效。

圖2 冷凝水回收水池

Fig.2 The recycling tank of condensed water

5 工藝排風補風系統

B01～B08生產廠房的SMT車間，為有溫、濕度要求的車間。由于生產工藝的需要，車間內設置了多點局部排風(車間排廢系統)。局部排風的排風溫度高，且排風量大，如果車間的局部排風均由空調系統的新風來平衡，將造成極大的冷量損失。為此，在各層SMT車間分別設置了工藝排風補風系統，將室外空氣直接送到車間內的局部排風區(qū)域，以減小空調系統的新風量，降低空調系統能耗。

根據已投產使用的生產車間的實際運行情況，采用此補風系統，對降低空調系統冷負荷、減小系統能耗的作用是比較明顯的。

6 空調機組水噴淋加濕系統

對于有溫、濕度要求的生產車間，冬季空調系統加濕量很大。因為B廠區(qū)不設鍋爐房，無法利用蒸汽進行加濕處理，而如果采用電極式或電熱式加濕方式，也將消耗產生很大量的電能。為此，設計采用了水噴淋加濕技術，在空調機組中增設水噴淋加濕段，對空氣進行加濕處理。同時對噴淋水進行加熱處理，以減小空氣經噴淋加濕處理后的溫降，系統原理如圖3。

采用水噴淋加濕技術，解決了B廠區(qū)空調系統冬季加濕問題，同時節(jié)省了建設鍋爐房的投資。經實際運行表明，此項水噴淋空調加濕技術措施達到了預期的效果。

圖3 水噴淋加濕系統原理圖

Fig.3 The system schematic diagram of water spray humidification

7 利用冷卻塔對空調冷凍水降溫

在冬季，當室外溫度低于生產車間室內溫度一定值時，可停掉冷水機組，通過切換閥組，使冷凍水和冷卻水經過板式換熱器，利用冷卻塔直接對冷凍水進行散熱降溫處理，以達到節(jié)能的目的，系統原理如圖4。

圖4 利用冷卻塔對冷凍水降溫系統原理圖

Fig.4 The system schematic diagram of using cooling tower by chilled cooling water

8 空調冷(熱)量計量系統

結合園區(qū)能源管理系統，本專業(yè)對空調系統的冷、熱量進行了分棟、分層、分區(qū)計量，可實現按樓棟、樓層或某個區(qū)域、某個生產車間進行冷、熱量計量，對各用能單位或整個園區(qū)的能耗進行實時監(jiān)測及能源成本考核。

冷、熱量計量裝置（能量積算儀）的設置點如下：

（1）冷凍站內每一路冷凍水；

（2）每棟廠房的每層冷凍水供水干管；

（3）廠房生產車間的各個空氣處理機組；

（4）附屬用房、配套用房的各個空氣處理機組，或一個區(qū)域的末端設備。

冷、熱量計量裝置選用分體型濕式超聲波能量積算儀，通過冷凍水流量及其供回水溫差進行積算，計量數據與園區(qū)能源管理系統連網。

9 體會

（1）針對如SMT、成型無今車間等冬季需供冷的區(qū)域，在冬季采用冷卻水(冷卻塔+板式換熱器)取代冰水，免開冷水機組，大大節(jié)省空調系統能耗，經濟效益顯著。

（2）冷水機組、空壓機組采用熱回收技術，充分利用了余熱，并作為冬季或過度季的空調系統熱源，降低了空調系統的能耗。

（3）部分附房利用排風熱回收裝置，可以有效的回收排風中的冷量，并對室外新風進行一定的預處理，從而可以實現在節(jié)能的同時增加室內的新風，提高室內空氣品質。

（4）中央空調系統的冷水機組、水泵、大風量空調末端均采用變頻控制，可降低空調設備耗電量約30％。

（5）空調冷凝水回收利用，并作為空調系統中的冷卻系統的補水，充分地利用了空調冷凝水的余冷，提高了能效比，減少了耗電量，節(jié)約了能源。

可見，工業(yè)建筑工藝設備、機電設備多，空調負荷大，用電量大。注重做好節(jié)能設計，其產生的經濟效益將是顯著的。

[1] 孫偉軍.空調排風熱回收系統的應用研究[J].中國科技信息,2013,(11):133.

[2] 張麗潔,楊晚生.空調系統冷凝水的回收利用分析[J].建筑節(jié)能,2011,39(8):14-15.

[3] 任海云.淺談空調冷凝水的回收利用[J].制冷與空調,2012,26(1):72-74.

[4] 柯瑩.空調系統的排風熱回收[D].武漢:華中科技大學,2006.

[5] 蘇長滿.變頻控制冷水機組的性能研究[D].陜西:西安建筑科技大學,2005.

[6] 吉淑敏.變頻變流量集中空調系統節(jié)能性分析[D].陜西:西安科技大學,2012.

[7] 張東放.空調冷凝水的分析與再利用[J].建筑節(jié)能,2010,38(5):75-77.

[8] 魏漢光.空調冷卻水泵變頻節(jié)能控制研究與實現[D].北京:北方工業(yè)大學,2009.

The HVAC Professional Technology of the Designing about some Energy Saving and Energy Saving Measures in the Area B of the Nanning

Wang Yuanqing Luo Yiming

( Guangxi Urban-Rural Planning Design Institute, Nanning, 530022 )

The HVAC professional technology of the designing about some energy saving and energy saving measures in the area B of the Nanning were briefly introduced. The use of new technology energy conservation in air conditioning system is indispensable by introducing the using of technology of heat recovery, variable frequency variable flow, the recycling of condensation water air conditioning. Finally, to reduce the energy consumption of air conditioning has obvious economic benefits by new technology of air conditioning energy saving in reasonable design of air conditioning system which combined with the actual situation.

industrial architecture; heating ventilating and air conditioning(HVAC); energy saving; design

1671-6612（2017）05-479-03

TU83

B

2017-01-13

作者（通訊作者）簡介：王遠清（1984-），女，研究生，工程師，E-mail：554256447@qq.com