上海张江集电港建设研发及产业配套用房项目暖通节能设计.ppt

上海张江集电港建设研发及产业配套用房项目 暖通空调节能及自控设计,现代都市建筑设计院,1. 工程名称：上海张江集电港建设研发及产业配套用房项目 2. 项目的总建筑面积为：107714平方米 3. 地上总建筑面积：82687平方米。 4. 地下总建筑面积：25027平方米。 5. 建筑性质及功能：办公、商业、展览、酒店。 项目共包含以下单体：地下车库、1#楼、2#楼、3#楼、综合展览中心等单体。 项目中的1#楼、3#楼和综合展览中心将申请美国绿色建筑标准的最高级别LEED-CS2.0铂金认证，2#楼将申请LEED-NC2.0金级认证。同时本项目还将申请上海市节能示范项目，绿色三星建筑等各项节能认证。,一、工程概况,1.地下室的防排烟系统; 2.办公、商业、展览、酒店及地下室的集中冷热源系统； 3.办公、商业、展览、酒店及地下室的空调通风系统； 4.生活热水蓄热系统； 5.柴油发电机房设计。,二、专业设计内容,三、暖通节能减排技术,高效COP和IPLV 联合供能系统 免费供冷 高输送能效变频水泵 大温差供冷变风量技术 CO2浓度探测控制新风量 CO浓度探测诱导排风 环保无氯制冷剂 深度自动控制,三、暖通节能减排技术,EA先决条件2:高效COP和IPLV 空调冷源机组离心式机组性能系数为6.1，不小于5.6，螺杆式机组性能系数为5.5，不小于4.7; 分体式空调能效比不小于3.0(额定制冷量4.5kW)或不小于2.9(4.5kW额定制冷量7.1kW)。,三、暖通节能减排技术,EA评分点1:优化能源性能 联合供能系统:采用冰蓄冷、电蓄热设备，结合了国家电力系统的分时电价政策，减少了用户支付的费用。其中，空调制冷采用冰蓄冷系统，且采用512大温差供水，空调制热及生活热水采用电蓄热系统，利用晚上的低谷电进行蓄热供白天使用，大大降低空调系统的经常运行费用和能耗。,三、暖通节能减排技术,EA评分点1:优化能源性能 免费供冷对于裙房大空间冬季也需供冷的区域，考虑到已有的冷却塔资源，对该部分区域供冷采取由板式水-水换热器及冷却塔组合的“免费冷源“方案；当冷却塔提供的冷却水温低于9时，经板式水-水换热器的冷水作冷源使用，满足该部分区域空调制冷需要。,三、暖通节能减排技术,EA评分点1:优化能源性能 高输送能效变频水泵：冬夏季均为大温差供水，有效节省输送能效。 配水泵专用变频器，可互相通讯；输送能效比、单位流量耗功率、工作点最低效率要求均达到EA要求。,三、暖通节能减排技术,EQ评分点6:系统可控性 1#、3#楼办公研发部分均采用AHUVAVbox的全空气低温送风方式。单风道系统，变风量末端不设加热装置，有效避免冷热抵消的现象且节能性更高。采用变静压控制策略，提高室内舒适性，降低风机能耗。办公楼的新风采用转轮式全热回收型机组单独处理，极大降低新风能耗。,三、暖通节能减排技术,EQ评分点1:室外空气输出量监控 1#、3#楼办公研发部分的大开间设置CO2浓度监测控制每层的新风CAV box开度，并调整屋面新排风机组的转速，降低输送能耗。 同时，4#楼展厅及会议部分也分别设置CO2浓度监测以控制大空间区域新风机组的启停。,三、暖通节能减排技术,EQ评分点5:室内化学品和污染源控制 地下车库排风设置诱导通风系统，可根据CO浓度自动开启诱导风机，并控制主排风及和主送风机的启停。空调器采用高中效过滤，过滤效率达到ASHRAE M13标准。,三、暖通节能减排技术,EA先决条件3:基本的制冷剂管理 环保无氯制冷剂：制冷剂最大冲注量、泄露速率、设备报废时泄漏量、总泄漏量、使用年限均满足EA要求。LFL：0%；ODP：0；GWP：1300；TLV-TWA：1000x106,三、暖通节能减排技术,EQ评分点6:系统可控性 充分运用空调、通风自动控制手段以及室温控制与显示、系统监控等措施以实现节能运行目的。,四、设计特点及难点,4.1、冷热源系统设计 4.2、单风道变静压VAV系统设计 4.3、深度自控系统设计,4.1、冷热源系统设计,1. 融冰优先冰蓄冷系统 2. 水蓄冷系统 3. 电蓄热系统 4. 免费供冷系统,冰(水)蓄冷+蓄热联合供能系统,蓄冷(热) 水池供能,融冰优先分量 冰蓄冷系统,4.1、冷热源系统设计,融冰优先冰蓄冷系统 空调冷源采用冰蓄冷系统，冷源配制为三台空调制冷量为2100kW(600RT)双温工况离心机组；空调方式采用以融冰为优先的冰蓄冷系统。蓄冰系统的载冷剂为25浓度的工业用乙二醇溶液。另选用二台4651kW (400x104kcal/h)的板式热交换器制取空调冷冻水。空调冷冻水的供、回水温度为512。,融冰优先分量冰蓄冷系统,融冰优先分量冰蓄冷系统,蓄冰装置,冷冻机,融冰优先分量冰蓄冷系统,冷冻机,板 换,融冰优先分量冰蓄冷系统,蓄冰装置,板 换,融冰优先分量冰蓄冷系统,蓄冰装置,板 换,冷冻机,板 换,冰(水)蓄冷+蓄热联合供能系统,蓄冷(热) 水池供能,融冰优先分量 冰蓄冷系统,蓄水池工况（蓄冷）,冷冻机,4.1、冷热源系统设计,3.水蓄冷系统 为提高蓄热水箱的全年利用率，另设一套水蓄冷系统作为夏季冰蓄冷系统的运行调节的补充或在过度季节部分负荷时使用。冷源为一台制冷量为700kW(200RT)的螺杆式冷水机组，利用2座350m3的蓄热水箱蓄冷，另选用1台2325kW(200x104kcal/h)的板式热交换器制取空调冷冻水。空调冷冻水的供、回水温度为712。,蓄水池工况（蓄冷）,冷冻机,1#蓄水池,2#蓄水池,蓄水池工况（放冷）,1#蓄水池,2#蓄水池,板 换,蓄水池工况（蓄冷+放冷）,1#蓄水池,2#蓄水池,板 换,冷冻机,4.1、冷热源系统设计,3.电蓄热系统 空调热源采用开式电蓄热系统，热源为4台蓄热容量为1000kW的电热水锅炉，配置2座蓄热容积为350m3的混凝土蓄热水箱。另加二台2900kW(250104kcal/h)板式水水热交换器作为空调采暖热源。空调热水的供、回水温度为4560。,蓄水池工况（蓄热）,2#蓄水池,锅炉,1#蓄水池,蓄水池工况（放热）,2#蓄水池,1#蓄水池,板 换,蓄水池工况（蓄热+放热）,2#蓄水池,1#蓄水池,板 换,锅炉,冰(水)蓄冷+蓄热联合供能系统,蓄冷(热) 水池供能,融冰优先分量 冰蓄冷系统,免费制冷,4.1、冷热源系统设计,4.免费供冷系统 对于裙房大空间冬季也需供冷的区域，考虑到已有的冷却塔资源，对该部分区域供冷采取由板式水-水换热器及冷却塔组合的“免费冷源”方案；当冷却塔提供的冷却水温低于9时，经板式水-水换热器的冷水作冷源使用，满足该部分区域空调制冷需要。,免费制冷工况,冷却塔,板换,4.2、单风道变静压VAV系统,1#楼标准层按建筑形体分东西两个空调区，各设一台12000m3/h空气处理器。 每区按建筑负荷设置计算风量为1360m3/h的VAVBOX约16台，选用带LON通讯借口，具有物理风阀阀位反馈的压力无关的节流型VAVBOX 。 采用变静压控制策略，最大限度节约风机输送能耗。 较好的避免了其他系统形式中常见的冷热抵消现象 。,4.2、单风道变静压VAV系统,1#楼屋面设2台风量为40000m3/h的转轮式全热回收新风机组。 各层每个分区设一台4000m3/h的CAVBOX,并在排风口设CO2浓度探测，按浓度限值调整CAVBOX设定。 根据各新风空调器所属办公层CAVBOX的需求风量之和，调节相应新风空调器送风机和排风机的转速。（采用变频方式） 将新风直接送到工作场所，减少了新风年龄。提高系统的合理型和可操作性，同时，减少了系统控制环路数量，有利于整个系统稳定性的提高。,4.3、深度自控系统设计,1. 冰蓄冷，电蓄热及水蓄冷系统工况转换 2.面向物业管理的融冰优先控制系统 3.变静压策略的VAV系统,4.3.1 联和供能系统工况转换,1.联和供能系统工况转换 2.蓄水池工况转换 3.板换工况转换,1.分量冰蓄冷系统工况转换,4.3.1联和供能系统工况转换,2.蓄水池工况转换,4.3.1联和供能系统工况转换,3.板换工况转换,4.3.1联和供能系统工况转换,4.3.2 面向物业管理的融冰优先控制系统,1.蓄冰工况自控要求 2.融冰优先工况自控要求 3.单融冰工况自控要求 4.主机工况自控要求 5.系统设备、敏感元件及执行机构自控要求,4.3.2 面向物业管理的融冰优先控制系统,1.蓄冰工况自控要求 （1）将冷水机组设置为制冰工况，融冰调节阀AV1全开，融冰旁通调节阀AV2全闭。同时按表1打开关闭相应电动阀。 （2）根据冷水机组总供水温度T1、融冰供水温度T2的温度及冷冻水流量F1，计算瞬时制冰冷量，并根据时间计数，计算当前累计制冰冷量及整晚累计制冰冷量。累计制冰冷量需图示。,4.3.2 面向物业管理的融冰优先控制系统,2.融冰优先工况自控要求 （1）按表1融冰优先工况打开关闭相应电动阀。 （2）根据可用融冰冷量及当天空调使用时间设定T1温度值，并调整冷水机组冷冻水出水温度。 （3）根据T2设定值，调节AV1、 AV2以恒定T2值。 （4）根据板式换热器出水温度T3、T1和冷冻水流量F1计算出当前冷水机组瞬时制冷量及当前累计制冷量并图示。 （5）根据T1、T3、F1计算出当前融冰瞬时制冷量及当前累计制冷量并图示。 （6）根据T3、T2、F1计算出当前空调瞬时冷负荷量及当前累计冷负荷量并图示。 （7）将当天可用融冰冷量减去当前融冰累计制冷量，得出当前可用融冰冷量并图示。 （8）根据空调瞬时冷负荷调节冷水机组及乙二醇水泵的运行台数。,4.3.2 面向物业管理的融冰优先控制系统,3. 单融冰工况自控要求 （1）T1的温度不再设定。按表1单融冰工况打开关闭相应电动阀。 （2）根据T3设定值，调节AV1、 AV2以恒定T2值。 （3）根据T1、T3、F1计算出当前融冰瞬时制冷量及累计制冷量并图示。 （4）将当天可用融冰冷量减去当前融冰累计制冷量，得出当前可用融冰冷量并图示。,4.3.2 面向物业管理的融冰优先控制系统,4.主机工况自控要求 （1）冷水机组为空调工况，AV1、 AV2全闭。按表1主机工况打开关闭相应电动阀。 （2）T2的温度不再设定。 （3）根据T3、T1、F1计算出当前空调瞬时冷负荷量（或瞬时制冷量）及累计冷负荷量并图示。 （4）根据当前冷水机组瞬时制冷量调节冷水机组及乙二醇水泵运行台数。,4.3.2 面向物业管理的融冰优先控制系统,5.系统设备、敏感元件及执行机构自控要求 （1）选用带通用通讯接口（例：LON、BACnet）的双工况冷水机组。 （2）AV1、AV2为带物理阀位反馈的电动比例二通阀，阀的流量特性为等百分比。 （3）SV1SV7为带限位反馈的电动二通开关蝶阀，要求高紧闭力。 （4）T1T3为高精度温度敏感元件，温度范围是-5050，精度为0.1级。 （5）F1为流量传感器，允许误差0.5%。,4.3.2 面向物业管理的融冰优先控制系统,T3,T1,T2,空调末端,板式换热器,温度敏感元件,冷水机组,蓄冰装置,循环水泵,4.3.2 面向物业管理的融冰优先控制系统,T3,T1,T2,负荷降低,T3降低,机组卸载,T1、T2恒定,融冰速率恒定,4.3.2 面向物业管理的融冰优先控制系统,T1,T2,程序或者物业人员 判断供冷需求,机组全部卸载,单融冰供冷,灵活设定T1,T2恒定,调整融冰速率,冷热源控制点数表,4.3.3 办公层变静压策略的VAV系统,4.3.3 办公层变静压策略的VAV系统,办公层空调器接管均为二管制。 根据供水总管内温度确定其冷、热工况；并通过自控网络对空调系统所属的空调器、VAVBOX进行制冷、采暖工况切换。 根据各空调器所属VAVBOX的阀位开度，调节相应空调器送风机的转速。（采用变频方式） 根据空调器送风管内的干球温度，调节相应空调器回水管上的电动比例二通阀。 空调器