花旗集团大厦空调系统设计.ppt

上海建筑设计研究院有限公司,花旗集团大厦空调系统设计,2019/12/15,主讲人：刘晓朝,一、工程概况,大厦的基地面积为11890m2，总建筑面积为119150m2；地下三层，为设备用房和地下汽车库；地上四十层，为5A级智能化办公室、银行配套用房和高级金融家会所；总高179.5米，为超高层建筑；设计始于2002年，2005年1月建成并投入使用。,花旗集团大厦效果图,花旗集团大厦效果图,二、设计理念与思路,理念：在保证大厦安全为主导的舒适性前提下，采取一系列节能环保措施，最大限度地降低其空调系统的能耗。,二、设计理念与思路,思路：将先进有效的节能技术应用于空调系统设计的各个环节，并配合高效的节能设备以及BAS系统有效的管理控制空调系统。,二、设计理念与思路,设计思路主要体现以下几个方面：,围护结构的热工性能,冷热源选择,空调水系统,空调风系统,空调系统的自控,三、空调系统设计,3.1室内设计参数及冷热负荷,全楼夏季计算冷负荷12600kW，冬季计算热负荷5231kW。将计算负荷的120作为装机容量：制冷量为15120kW，制热量为6300kW。建筑面积冷负荷指标127W/m2，建筑面积热负荷指标53W/m2。,三、空调系统设计,3.2空调冷热源天然气为主、电力为辅作为空调冷热源的能源，即设置三台直燃式溴化锂冷热水机组（制冷量4200kW、制热量3456kW）和两台离心式冷水机组（制冷量1760kW）。充分利用夜间低谷电价。且电制冷机组采用10kV独立专线作为工作电源，与大厦的电压级别相符，节省了变配电设备的初投资。平衡城市能源结构，减轻夏季供电压力，提高夏季低谷天然气负荷率。具有较好的节能环保效果，保证城市安全，具有良好的社会和环境效益。,三、空调系统设计,3.3空调水系统,3.3.1冷热水系统冷热水采用机械循环四管制闭式系统，标准层分为田字型四块区域分别设置空调箱和冷热水立管，外区独立采暖系统。各区可独立调节，同时解决了朝向不同以及内外区带来的负荷不平衡问题。系统中所有能耗均可按末端的要求提供，节约了能源。各末端设备可自由选择运行模式，满足了用户的舒适性要求。,标准层水管布置示意图,三、空调系统设计,3.3空调水系统,3.3.1冷热水系统水系统使用二次泵变流量系统。空调一次水系统根据空调负荷对溴化锂机组和电制冷冷水机组进行台数控制。二次变频水泵及水水热交换器后的三次变频水泵，根据空调负荷利用变频器进行流量和台数控制，以达到最大程度的节能运行。具有很好的流量调节能力和节能效果，并且还能实现水泵的软启动、降低运行噪音、延长使用寿命等。,三、空调系统设计,3.3空调水系统,3.3.1冷热水系统空调水系统分为低区、中区和高区三个系统，中、高区在13F设备层分别设置水水热交换器。低、中区的工作压力均小于1.0MPa，减小初投资。设一级换热器，与一泵到顶的方式相比，工作压力大大减小；同时避免了二级换热，减少了冷水温度损失，使冷水品质较高，不需增加末端设备规格和投资。,三、空调系统设计,3.3空调水系统,3.3.2冷却水系统为冷水机组配置两台冷却水水泵及置于二层屋面的两台超低噪声冷却塔，为溴化锂机组配置三台冷却水水泵及置于二层、三层的十二台超低噪声冷却塔，各塔带有防冻电加热器，以保证全年使用。,三、空调系统设计,3.3空调水系统,3.3.3专用空调备用冷却水系统为满足智能办公室的特殊需要，同时为便于后期扩展业务，大厦在屋顶层设置专用冷却塔，提供3237冷却水至五四十层办公标准层。为保证进入专用空调设备的冷却水温不大于32，设计为专用空调的备用冷却水系统增设了冷冻水换热装置。专用空调的备用冷却水系统可满足机房夜间使用的温湿度要求，使得楼宇空调系统可停用，以达到大幅度节能的目的。,三、空调系统设计,3.3空调水系统,3.3.3采暖水系统为五至三十九层的办公层设置了采暖系统，水系统的分区与水泵的变频控制均与冷水相同，两路供水立管和两路回水立管对各层外区进行供回水，每层的四个区域均可独立调节，并为每层预留了适当的富裕热水量。,2019/12/15,16,可编辑,三、空调系统设计,3.4空调风系统,3.4.1大堂设置组合型空调箱，采用单风道集中送风方式，供应空调冷热风，并在大厅顶部布置有机械排风装置，以组织过渡季的全新风运行。,3.4.2商场、餐厅等多小分隔的商业用房采用风机盘管加新风机组的灵活多变的空调形式，由各区的新风空调箱将室外新风处理后送入室内，排风则由各层卫生间和本层排风机组织完成。,三、空调系统设计,3.4空调风系统,3.4.3标准层标准层分为内、外区。内区单制冷变风量系统（VAV系统），外区设独立周边供热系统。根据季节灵活使用，有利于节能。外区采用散热器，设备初投资减少。散热器依靠空气对流的方式来达到采暖的目的，无需风机动力。,标准层风管布置示意图,三、空调系统设计,3.4空调风系统,3.4.3标准层设置紧凑型空调箱，并采用大温差送风方式。空调箱上进上出的方式，最大程度地减少机房面积。夏季低送方式，减小送风量，降低风机动力消耗。减小了风管的截面尺寸，层高得到有效利用。,三、空调系统设计,3.4空调风系统,3.4.3标准层采用VAV系统，并配合外区散热器的使用。送风量可根据负荷变化而变化，节约风机运行能耗；灵活性较好，易于改扩建，适用于格局多变的建筑。散热器和VAVBOX的配合使用有着内外区分明、控制方便、使用安全、节省能耗等显著优点。,VAV系统示意图,四、通风与消防系统设计,4.1通风系统,四、通风与消防系统设计,4.2消防系统,4.2.1防烟系统,发生火灾时，为了保证人员的安全疏散，对疏散楼梯间、消防电梯井及高度超过100米的电梯井进行分段机械加压送风，保持该部分的正压以防止烟火侵入。加压风机设于裙房屋顶平台、27F设备层和屋顶层。避难区采用独立的正压送风防烟系统。,四、通风与消防系统设计,4.2消防系统,4.2.2防烟系统,火灾发生时，为了人员的安全疏散对发生火灾的房间进行排烟，按规范规定在办公室、商场、中庭及地下室与裙房共用走廊设置排烟系统。地下停车场进行机械排烟。,四、通风与消防系统设计,4.2消防系统,4.2.3关于电梯井的机械加压送风,根据上海市民用建筑防排烟技术规程“3.1.2公共建筑中高度超过100m的电梯井宜设置机械加压送风方式的防烟系统。”，考虑到大厦为高档办公楼，所以为其设置了电梯井的机械送风系统，此做法也是上海超高层建筑中的首例。电梯井的机械加压送风除了增强火灾时消防系统的可靠性，另一作用是冬季时可利用正压送风机使电梯井形成微正压以防止冷风渗透，降低空调系统的能耗。,四、空调的自控设计,为提高运转效率、节省运行成本，本大厦设置楼宇自控系统（BAS），采用集中中央监控方式（用中央监控系统进行启停、监视、计测、设定变更等操作），对各空调设备进行自动监视控制管理，统筹控制空调系统设备的启停和运转情况。,四、空调的自控设计,4.1冷热源4.2空调系统末端4.3关于VAVBOX的风量控制与空调箱风机的变频控制本工程使用与压力无关的节流型VAVBOX，采用总风量控制法实现风机的变频调速，并将新风量的控制解耦出来。VAV末端采用压力无关型，根据风量设定值与风量实测值信号的差值来调整风阀开度，而不受风管压力波动的影响，此运行方式稳定，且室内温度波动小；总风量控制法采用数字信号传输及先进的控制软件，控制方法与压力无关，避免了依靠压力传感装置进行控制，对风管内压力分布要求较低，因此具有快速稳定的特点。新风通过定风量阀（CAV）送入系统，并与排风系统解耦，所以不会出现新风不足的问题；由VAV控制器的风量限制设定指令来实现VAV最大、最小风量的设定，VAV控制器的风量设定信号由相对应的室温控制输出表的值转换而来。,六、