貴州省某大型工業(yè)產(chǎn)業(yè)園采暖及制冷空調(diào)設計

文／李理智 貴陽市建筑設計院有限公司 貴州貴陽 550000

1、工程概況

此項工程為貴州省某大型工業(yè)產(chǎn)業(yè)園采暖及制冷空調(diào)設計項目，項目位于貴陽市高新工業(yè)園區(qū)，該項目土建已經(jīng)基本建成，前期并為規(guī)劃冷熱源空調(diào)系統(tǒng)，此項目即為該園區(qū)配套空調(diào)系統(tǒng)，設計內(nèi)容包含地下制冷制熱機房空調(diào)冷熱源系統(tǒng)及廠區(qū)廠房及辦公樓相應采供暖及制冷設計（項目見圖1）。

圖1 項目總圖

鍋爐房的選址是根據(jù)原規(guī)劃總圖鍋爐房的位置，為全埋式建筑，本方案就以此作為選址基礎進行方案設計，鍋爐房建筑層數(shù)地下1 層，建筑高度為6m，分成兩個獨立機房，下側(cè)為常壓燃氣熱水機房，建筑面積為320m，內(nèi)部設置一個7.3mx5.5m 的泄爆井，滿足泄爆口大于鍋爐房面積10%的要求，且可以在土建及安裝階段用做設備吊裝孔，在安裝結束后頂部設置輕質(zhì)蓋板，泄爆井四周設置輕質(zhì)活動百葉，以后可以作為機房維修的投料口；上側(cè)機房為制冷及水泵房，建筑面積為420m，放置有3臺離心式冷水機組及相應配套水泵。

2、室內(nèi)外計算參數(shù)

2.1 室外計算參數(shù)(表1)

表1

2.2 室內(nèi)空氣計算參數(shù)(表2)

表2

3、冷熱源設計

3.1 負荷統(tǒng)計表(表3)

表3

3.2 廠房：(表4)

表4

（1）本工程供暖需求由廠房及綜合樓（4#樓）兩部分組成，其中綜合樓空調(diào)熱負荷為2720KW，衛(wèi)生熱水負荷為523KW，總熱負荷為3243KW，選用一臺3500KW 的真空熱水鍋爐作為綜合樓熱源，鍋爐進出水溫為85/60℃，通過水泵輸送到綜合樓空調(diào)機房及熱水機房內(nèi)的板換進行換熱。

（2）廠房供暖主要由1 ～3#廠房辦公區(qū)及5、6、7#廠房生產(chǎn)車間組成，總采暖面積約為65000m，原建筑均為廠房類建筑，車間高度較高，均超過6m，均沒有做保溫，外窗也為普通的塑鋼窗，廠房出入口也較多，較為開敞，廠房保溫性能極差，考慮印刷車間對溫度要求較高，因此熱負荷指標按260W/m計算，總供熱負荷為16.9MW，鍋爐選用4 臺4.2MW 真空爐放置于鍋爐房內(nèi)（原理圖見圖2）。4 臺真空鍋爐進出水溫為60/85℃，分成兩路供水，其中一路供水作為采暖高溫水（85℃）通過水泵輸送至各個廠房散熱片內(nèi)，另一路供水通過機房內(nèi)兩臺7MW的板式換熱器換熱產(chǎn)生中溫熱水（60℃）作為空調(diào)采暖熱水通過水泵輸送至各個廠房內(nèi)的空調(diào)末端。由于負責廠房的4 臺真空鍋爐與負責綜合樓的1 臺真空鍋爐進出水溫是一致的，兩組鍋爐可以完全獨立運行，也可以設置旁通管道在檢修或者故障時互為備用（機房平面布置圖見圖3）。

圖2 空調(diào)冷熱源流程圖

圖3 冷熱源機房平面布置圖

（3）廠房制冷需求主要由1、2、3#廠房辦公區(qū)及5、6、7#廠房辦公區(qū)、生產(chǎn)車間組成，總空調(diào)制冷面積約為65000m，由于車間高度較高，且車間內(nèi)有生產(chǎn)設備運行，因此冷負荷指標按190W/m計算，總制冷負荷為12.35MW，空調(diào)水系統(tǒng)采用雙側(cè)大溫差系統(tǒng)，機組選用三臺1200RT 的多級離心式制冷機，單臺制冷量約為4200KW；冷卻水進出水溫為30℃/38℃，冷凍水進出水溫為5℃/13℃，機組兩側(cè)的進出水溫比常規(guī)系統(tǒng)均增大60%，冷凍水、冷卻水循環(huán)水量比常規(guī)系統(tǒng)降低37.5%，大大降低空調(diào)冷凍水及冷卻水循環(huán)泵的運行能耗。空調(diào)系統(tǒng)采用兩管制一次變流量大溫差系統(tǒng)，空調(diào)主機水泵模塊采用變頻水泵，空調(diào)末端均設置電動閥門，可以根據(jù)空調(diào)水系統(tǒng)循環(huán)壓差調(diào)節(jié)水泵雙速，大大降低部分負荷下的運行能耗。

（4）冷卻塔選用三臺選用大溫差冷卻塔，流量為900m3/h，進出水溫為38℃/30℃，采用大溫差系統(tǒng)降低冷卻塔流量、占地面積及運行能耗，冷卻塔在四周設置通風率80%以上的隔音障防止水汽對廠房的侵蝕和人員出入的干擾。

（5）空調(diào)機房及鍋爐房分別設置事故排風系統(tǒng)PF-1、2，排風量按12 次/h 計算，風機選用防爆風機，發(fā)生事故時可遠程開啟進風事故排風，帶有手動和自動控制模式，可以與機房內(nèi)氣體泄漏報警器聯(lián)動開啟，亦可以遠程強制開啟；送風采用常開百葉風口自然進風。

4、廠區(qū)熱力外網(wǎng)設計

（1）廠區(qū)熱力管道以鍋爐房為中心向各個廠房輻射星型布置，共5 組供回水系統(tǒng)，其中1、2、3#廠房辦公區(qū)為一組，5、6、7#廠房各一組，同時預留一組在1、2、3#廠房附近，今后廠房如有采暖或者需求方便接管且不用破壞市政道路；每組管道提供空調(diào)供回水和高溫采暖供回水，共四根管道，綜合樓單獨設置一組供熱管道從鍋爐房到其地下室內(nèi)。

（2）外網(wǎng)管道均采用直埋敷設，在進各建筑的入口處均設有檢查井，較長管道設補償措施的位置均設有檢查井，共11 個，方便建成后運行檢修維護；鋼管采用無縫鋼管，連接采用焊接連接方法，管道使用整體式工廠預制保溫管道，管道及管件應符合CJJ/T81-2013《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術規(guī)程》和CJ/T114-200《高密度聚乙烯外護管聚安脂泡沫塑料預制直埋保溫管》的要求，敷設方式見標準圖集17R410《熱水管道直埋敷設》。

（3）直埋管道埋深為1.5m 左右，管底部為沙墊層，沙的最大粒度＜2.0mm。上層用砂質(zhì)粘土分層夯實。每填土厚200mm 夯實一次，直至地面標高。

5、廠房空調(diào)及采暖設計

（1）由于廠區(qū)內(nèi)各建筑在外窗底部和上部均設置了常開型百葉窗，本次設計把所有設置空調(diào)區(qū)域的房間底部常開型百葉均采用 50mm 厚保溫板進行封閉處理，頂部常開百葉窗前設置電動型百葉窗，在過渡季節(jié)電動打開配合窗口處原有的排風扇進行全面通風換氣，火災時全部電動風口自動打開作為自然排煙口。

（2）1、2、3#廠房辦公區(qū)冬季采用散熱器片采暖，夏季采用風機盤管制冷，由于各廠房的辦公區(qū)還未完全確定，本次設計把空調(diào)及采暖管道預留在各廠房外墻檢查井處，方便以后改造使用。

（3）5、6、7#廠房辦公區(qū)冬季采用散熱器片采暖，夏季采用側(cè)墻式專用空調(diào)器制冷；車間內(nèi)在建筑四周設置散熱器片，每4 組散熱器為一個單元，每組散熱器為20 片，同時在廠房進出口處設置貫流式水暖熱風幕，每個車間內(nèi)空調(diào)機房內(nèi)均設置多臺側(cè)掛式射流空調(diào)器，通過管道輸送處理過的空氣至車 間中間各區(qū)域，保證車間維護結構四周及中部各區(qū)域冬季溫度均勻。風口選用可調(diào)式電動噴口；冬季車間四周均采用散熱器片采暖，車間中部由組合式空調(diào)器送出熱風，調(diào)低管道上的電動噴口的向下角度，保證熱風能送到工作區(qū)；夏季組合式空調(diào)器送出空調(diào)冷風，同時調(diào)高管道的電動噴口的角度，防止冷風直吹人體或設備。在過渡季節(jié)時，組合式空氣器全新風運行，打開車間頂部的電動百葉窗，啟動側(cè)墻上的排風扇進行全面的通風換氣。

6、熱力自控系統(tǒng)設計

（1）主機房設置能源管理系統(tǒng)，全面采集影響中央空調(diào)系統(tǒng)運行的各種變量（溫度、流量、壓差、室外環(huán)境溫濕度），傳送至系統(tǒng)控制中心模糊控制柜，系統(tǒng)模糊控制軟件采用預期流量算法，計算出系統(tǒng)即刻所需的冷熱量并優(yōu)化各種運行參數(shù)，匹配水泵采用變頻技術，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速控制循環(huán)流量，使輸出的冷熱量與末端需求的冷熱量相匹配，保證中央空調(diào)系統(tǒng)在各種負荷條件下，均處于最佳工作狀態(tài)。

（2）各個廠房內(nèi)部空氣處理機組節(jié)能控制系統(tǒng)，對空氣處理機組進行節(jié)能控制及管理，通過有效控制空調(diào)通風區(qū)域的送、排風量、新風量及空氣處理機組水閥開度等來滿足室內(nèi)空氣環(huán)境的舒適度，確保空調(diào)通風區(qū)域的空氣質(zhì)量，過渡季節(jié)控制回風口閥門和新風口閥門開度，實現(xiàn)全新風運行，從而實現(xiàn)綜合優(yōu)化節(jié)能，最大限度節(jié)約系統(tǒng)能耗并保障設備安全運行，可實現(xiàn)空氣處理機組能耗降低20%～50%。

（3）控制各個空調(diào)末端水閥，依據(jù)預測的冷（熱）量需求和設定的送風溫度，調(diào)節(jié)水閥開度，使送風溫度穩(wěn)定在設定值范圍。

結語：

該項目已經(jīng)建成投入試運行階段，空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)均達到設計標準，當?shù)毓I(yè)園區(qū)空調(diào)系統(tǒng)設置作為一種可借鑒的樣例工程。