[分享]案例赏析| 博世中国研发总部大楼暖通空调系统设计

发表于2018-03-24     1256人浏览     1人跟帖     总热度:486  

案例赏析| 博世中国研发总部大楼暖通空调系统设计_1

一、工程概况

本项目作为博世(中国)研发中心总部大楼,其主要功能是提供研究人员与管理人员的良好工作环境,另设置部分实验,培训车间,及必要的辅助设施。

本项目位于上海市长宁临空经济园区,基地北面比邻临虹路,东面比邻福泉路。本项目总基地面积为28631平方米。整个建筑群由三幢高层建筑通过连廊连接,面向临虹路的主体大楼(编号1#)为九层(局部六层),高度40m,功能为研发办公楼,其二层、三层设置餐厅及会议区与西侧的六层楼通过架空连廊连接,每幢建筑物均设置无障碍入口,电梯及专用残疾人卫生间。位于1#楼二层的厨房采用天然气供给能源。底层靠外墙处设置集中垃圾间并每日清扫、外运。总建筑面积78043m2,其中地上50848m2,地下27194m2。地下一、二层为平时使用的汽车库(大型、防火类别Ⅰ类)停车数量481辆,每层设两个双车道进出口。根据上海市民防技术规定将建造约8000平方米的地下民防工程。

设计旨在创造具有鲜明特点及风格的总部大楼,体现其作为现代化研发类建筑的特色,对现有的用地进行了整体的、统一的规划,使之成为临空经济园区的重要标志建筑之一,并符合国家对消防、安全、环境、抗震等现行规范。

目前本项目已取得“绿色二星”设计标识。

二、空调冷热负荷

夏季空调冷负荷:7000 kW,Qc= 136 W/m2;

冬季空调热负荷:4000 kW,Qh= 70 W/m2;

三、 空调冷热源

冷源:采用1台923KW螺杆式地源热泵机组(全热回收型)+10台78KW涡旋式地源热泵机组+3台2000KW水冷离心式冷水机组联合供冷,冷冻水供回水温度为:6/12℃;其中螺杆式地源热泵机组电机功率为24kW,性能系数COP为4.2,综合部分负荷性能系数IPLV为5.4;涡旋式地源热泵机组电机功率为24kW,性能系数COP为4.2,综合部分负荷性能系数IPLV为4.6水冷离心式螺杆式电机功率为377.4kW,性能系数COP为5.3,综合部分负荷性能系数IPLV为5.6。设计日负荷较大时由地源热泵、水冷离心机组联合供冷;部分负荷及过渡季时,通过优化控制,采用地源热泵供冷模式为末端提供冷量,以节约运行费用。

热源:采用2台1400 kW的常压燃气热水锅炉(效率≥92%) +1台923KW螺杆式地源热泵机组(全热回收型)+10台78KW涡旋式地源热泵机组,锅炉的热水供回水温度:65/40℃;地源热泵机组的空调热水供回水温度为46/40℃;

四、设计特点

*采用四管制的地源热泵热回收系统,保证系统安全且大幅提高系统综COP。

*全年负荷热平衡计算:地源热泵的埋地管做了全年负荷热平衡分析,通过调节运行时间,使土壤侧保持热平衡,可再生能源得到充分的重复使用、再生使用,而冬天使用地源热泵,能使制热效率更高。

*大温差系统:夏季冷冻水供回水温度为6/12℃,使流量减小,从而减少水泵输送能耗。

*空调水系统:为四管制,既能满足平时的舒适性空调,又能满足局部内区研发区域的冬季制冷要求。二次泵变流量系统。根据空调末端负荷调节系统水量,空调水系统对于不同用户安装能量表以实现独立分项计量。

*空调风系统:大厅采用全空气系统,空气处理机设在专用机房内,经处理后的空气通过低速风道送至各使用区域;办公室,会议室及实验室设风机盘管,风机盘管设在吊顶内,经处理后的室外新风通过低速风道送至室内,以调节各小空间区域的室温,

*新排风热回收:办公区域及实验室区域设置新、排风全热交换系统,效率大于65%。

*实验室采用变风量排风控制系统,用于控制通风柜的排风量以确保通风柜处于最佳的排风状态,满足业主高标准的通风控制需要

*地下汽车库设置变频智能通风系统,平时送排风设置测控点感测空气中的一氧化碳浓度感应器,通过空气质量传感变送器将感测到的区域,空气品质与设定空气品质比较,判定其差值使得风机按照要求的转速运行,从而控制通风机的风量,以节约能源。服务办公区域的空气处理机组排风排至车库,以实现节能及改善车库热湿环境目的。

*报告厅厅采用全空气系统,空气处理机设在专用机房内,经处理后的空气通过低速风道及单风道风冷量末端VAV-BOX送至架空地板,此外采用金属冷辐射吊顶板辅助制冷以提高热舒适性。

*智能控制:空调主机及末端设置智能控制系统,根据实际建筑负荷实现空调系统和其它相关动力设备的自动运行、监控和自动报警等功能,节能率达30%。

五、系统优点

本项目采用四管制地源热泵热回收空调系统,通过下述技术方案解决现有不足:

一种四管制地源热泵空调系统,包括了制冷回路、供热回路、地源辅助回路以及土壤热平衡回路四个独立回路。其中,制冷回路和供热回路分别连接于热泵主机的两侧,并且分别与地源辅助回路通过换热器二次换热,四个回路相对封闭独立,接管方便,不再需要管路切换。土壤热平衡回路用来保证土壤全年内吸/放热平衡。

本系统具有以下优点:

-热回收率高,有效回收“冷凝热”或“蒸发冷”,大幅提高系统综合COP;

-接管方便,无需管路切换;

-三个回路相互独立,不会出现冷媒混合的情况;

-热舒适性好,可以实现同时制冷和供热,满足用户不同用热需求;

-最大限度地改善土壤热平衡问题。

附图说明,图1为本实用新型专利的系统简图,仅包含了系统的主要部件,部分阀门、管件及定压设备等必需设备并未全部表示出。

1 制冷回路;

2 供热回路;

3 地源辅助回路;

4 土壤热平衡控制回路;

5 温度计;用于测量回水温度。

6 电动三通阀;当回水温度太高或太低时,通过电动三通阀6调节地埋管侧的换热量。

7 能量计。统计一段时间内系统从地埋管侧取热和排热量,以此来控制开启土壤热平衡控制回路4的时间。

案例赏析| 博世中国研发总部大楼暖通空调系统设计_2

附图中由热泵和空调冷负荷构成制冷能的生活热水负荷(主要在夏季)构成供热回路2,另外回路1及回路2均与地埋管侧通过换热器二次换热组成地源辅助回路3,回路4在地埋管和冷却塔(或锅炉)之间组成,用来平衡土壤得热量。

本系统冬夏季不再需要进行管路切换,只要采取控制优先的策略。在夏季时,系统优先满足制冷回路1的冷负荷要求,用热泵主机生产冷冻水而产生的“冷凝热”来供应空调供热及生活热水,若仍有多余热量再向地源辅助回路3进行排热;同理在冬季时,系统优先满足空调供热回路的热负荷要求,热泵主机生产热水而产生的“蒸发冷”来供应空调冷冻水,若仍有多余冷量再用地源辅助回路3进行加热。

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 发表于2018-03-24   |  只看该作者      

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格斯里

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