某商场空调系统设计及运行调节分析

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暖通空调HV&AC2010年第40卷第10期

某商场空调系统设计及

运行调节分析

大连市建筑设计研究院有限公司李延魁☆祝金

摘要介绍了该项目空调系统的设计,详细分析了各季节的空气处理过程。通过采用变风量运行和室外新风供冷等节能措施,降低了空调系统的运行能耗。

关键词空调系统变风量全新风运行过渡季

Designandoperating

adjustinganalysisofair

an

conditioningsystemin

emporium

BvL|YQnkut★ondZhuJm

Abstract

Presents

designoftheairconditioningsystemintheproject,andanalysesindetailtheair

VAVoperating,outdoorfreshair

treatmentprocessesindifferentseasons.Byadoptingcooling

andother

measures・reducestheenergyconsumptionoftheairconditioningsystem.

Keywords

airconditioningsystem,variableairofArchitecturalDesign

and

volume,allfreshairoperating,transition

season

-kDalian

Institute

Research,Dalian,LiaoningProvince,China

1工程概况

该项目为一外资经营的大型连锁商店,位于大连市长江路中段附近的商业区内,总建筑面积

20

风量20m3/(人・h),A声级噪声小于等于45dB。3空调系统设计3.1冷源和热源

1)空调系统总冷负荷为1

038

000多ITl2。地下1层为超市卖场和商铺,建筑

000

kW,空调冷负

面积约12m2,层高5.6m。卖场部分包括百

荷指标为150W/m2。冷水机房内设2台510kW的螺杆式冷水机组作为空调系统的冷源。空调水系统为一次泵变流量系统,供回水温度为6℃/12℃,冷水泵和机组一对一设置;冷却水供回水温度为32℃/37℃,冷却水泵和机组一对~设置。

2)空调系统总热负荷为500kW,空调热负荷指标为72.3W/m2。热源为城市供热管网提供的过热蒸汽(温度220℃,压力0.8MPa),经过减压后(o.4MPa)由2台汽一水换热器转换为60℃/50℃的热水提供给空调系统。3.2空调风系统设计

1)超市卖场部分结合防火分区设有4个空调系统,为单区域变风量系统(在定风量空调机组上

货区、食品区(包括冷冻食品)、生鲜销售区和熟食品加工区等;商铺部分包括各种专业店、餐饮店等店铺。地下2层为超市仓储区和停车场,层高3.9In。该项目为平战结合工程,战时地下2层为人防人员掩蔽所,地下l层为人防物资库。2设计参数

1)空调室外设计参数

夏季:空调计算温度28.4℃,空调日平均温度25.5℃,通风计算温度26.0℃,湿球温度25.0℃,平均风速4.3m/s,大气压力994.7

hPa。

冬季:空调计算温度一14.0℃,通风计算温度--5.0℃,供暖计算温度一11.0℃,平均风速5.8m/s,大气压力12)室内设计参数

卖场:夏季27℃,60%;冬季20℃,40%。新风量20m3/(人・h),A声级噪声小于等于45dB。

商铺:夏季26℃,60%;冬季20℃,40%。新

013.8hPa。

☆李延魁,男,1959年2月生。大学,高级工程师

116021辽宁省大连市两岗区胜利路102号

(0411)88859386

(O)15942619253

E—mail:dljcjd@163.com收稿日期:2010—04—29

万方数据

暖通空调HV&AC2010年第40卷第10期工程实例・43・

加变频器.使空调系统变风量运行)。空气处理机

回风混合段上设最小新风和过渡季新风两个入口,每个空调系统均对应设有1台变风茸排风机,通过调节新风量和排风机的风量,叮以使空调系统实现新同风混合运行和全新风运行。送风采用散流器上送风方式,同风通过百叶风口集中回到宅测机混

合箱内。卖场空调系统原理图见图1。

叮冬晶公

新风井机房}毒衄

舞气室

卖场

局部}lH机

L空z蚀t理帆

图1卖场空调系统原理囤

商铺部分设有3个空调系统,为节省机房的占地面积,空气处理机均为吊顶式空调机;3个窄调系统共用1t个新风系统,新风机组由箱式风机和粗、中效过滤器组成,新风机组采用变频控制,平时最小新风鼍运行,过渡季变新风量运行。商铺空调系统原珲图见图2。

r_过涟季捧矾机

集气当

机房

岷氟

新D

乏矗^;京试矗

新风机广堡

排风罄I赢

商铺

图2两铺空调系统腺理国

2)商铺的餐饮部分和卖场的面包房、熟食品加工等处均没有局部排风系统,总排风量约为

40000

iTl3/h,与平时新风量比较接近,所以局部排

风系统还作为空凋系统的平时排风系统。卖场和商铺还设有4个过渡季排风系统,排风量均为

22000

m3/h,过渡季排风机均设有变频器,由室内

外压差控制器控制排风鼍。

3)空调系统的外区(外门等与室外相通的部位)设吊顶式空调机来承担这些部位冬季的热负荷。

4)超巾-办公部分采用多联机(热泵)空调系统,夏季制冷,冬季供暖。3.3空调水系统设计

1)空调水系统采刚两管制,同程式布置。夏季供同水温度为6。C/12C,冬季供回水温度为60

万方数据

℃150℃,系统采用膨胀水箱定压。

2)冷水系统采用一次泵变流量系统,循环泵为变频调速水泵,最小流量设定为最大流量的

60%;当负荷进一步减小时,设在供回水总管上的电动旁通阀开启,使流过蒸发器的水流量不低于最

大流量的60%。3.4自控系统设计

本工程采用直接数字式监控系统(DI)c系统),控制内容主要包括冷水机房、空调机组和过渡

季排风机的控制。冷水机房的控制主要为一次泵变流避控制,空调机组的控制主要为送风湿度和室温控制,过渡季排风机的控制主要为恒压差控制。1)一次泵变流量系统的控制

本设计采用一次泉变流鼍水系统,当空渊负荷变化时,DDC控制器根据设在末端装置上的压差

传感器发出的信号。控制变频器的频率来改变冷水

泵的转速,以减少耗电量。当系统水流量降低到最大流量的60%时,设在管路上的电磁流量表将流量信号传到DDC控制器以恒定变频器的频率;当负倚进一步减小时,DIX2控制器开启旁通管上的电动阀以保持系统的压差不变。2)空调机组的控制

夺设计空调机组采用变风量运行(单区域变风量系统),其控制系统由送风温度控制系统和搴温

控制系统组成,卖场窄调系统控制原理图见图3。

图3卖场空调系统控制原理图

①送风温度控制系统由设在送风管上的温度传感器、DIX;控制器和电动调节阀组成。当负衙

改变时.DDC控制器根据温度传感器的信号控制

盘管出水管上电动调节阀的开度以恒定送风温度,

・44・工程实例暖通空调HV&AC

2010年第40卷第10期

本设计夏季送风温度为17℃,冬季送风温度为16℃。在过渡季DDC控制器控制新、回风阀的开度来调节新回风比以控制送风温度。

②室温控制系统由设在送风管上的温度传感器、DDC控制器和变频器组成。当室温改变时,DDC控制器控制变频器的频率来改变送风量以恒定室温。当送风量减少到设计风量的50%时(最小送风量),如室温再降低,DDC控制器将重新设定送风温度(提高1℃)以避免室温进一步降低。4空调系统运行调节分析

商场由于早、中、晚三个时间段以及节假日的客流量不同,所以空调系统的负荷也不同,因此该项目空调系统采用变风量运行以减少风机运行能耗。另外系统具有全新风运行功能,可以利用晚间和过渡季温度较低的室外新风供冷。4.1夏季空气处理过程

夏季空调系统变风量运行,采用恒定送风温度、改变送风量的方法控制室温(夏季空气处理过程见图4a)。当空调负荷减小时送风量随之变小,空调系统的新、回风阀应作相应的调节(改变新回风比),以保证新风量不随送风量的减少而减少。图4a中C,点为最小风量时(最小风量为最大送风量的50%)的新回风混合点,虚线为空调系统最小风量时的冷却过程。

b冬季过程

圈4冬、夏季空气处理过程

万方数据

4.2冬季空气处理过程

空调系统冬季和夏季一样变风量运行,采用恒定送风温度、改变送风量的方法控制室温。由于商场设在地下1层,周边被库房、设备用房和其他房间包围,冬季围护结构的耗热量很小,主要为通过顶棚向地面的传热。通过计算,这部分的耗热量小于人体、灯光以及食品加工等产生的热量,所以在冬季超市仍然存在冷负荷,因此空涮系统冬季需要向商场内区供冷。该项目空调系统利用室外新风为内区供冷。考虑到超市的余湿量较大,所以冬季不考虑加湿。

冬季空气处理过程见图4b。室外新风和室内

回风混合后,经过空调机加热到0点送人室内,因

为0点的送风温度(16℃)和含湿量均低于室内温度和含湿量,所以可以消除室内的余热和余湿。由于不加湿,室内外空气混合点C的含湿量应等于送风状态点0的含湿量,因此设计中应根据送风状态点来确定混合点C,求出冬季新回风比(最小新回风比),并以此校核新风量是否满足最小新风量的要求。本工程冬季新回风比(42%)大致和夏季相同,因此空调系统可以和夏季采用相同的新回风比。

当送风量减少时,DDC控制器会调节新回风比以恒定新风量,所以混合点C向C7移动,送风点0也随之向07移动,因此室内相对湿度将随着新风比的增大而降低。为了保证室内相对湿度不低于30%,冬季空调系统的最小送风量设定为最大送风量的60%,根据h-d图可知,最小送风量时的新回风比约为70%。4.3过渡季空气处理过程

该项目的空调系统具有全新风运行的功能,可以充分利用过渡季和夏季夜间室外新风的冷量为商场供冷,减少开启制冷机的时间,节省运行费。

根据项目所在地区的气象条件,结合商场的特点并考虑到当地的习惯,本设计将过渡季划分为3个阶段,在这3个阶段中采用不同的新风量,使室内参数在允许的范围内变化。过渡季空气处理过程见图5。

1)第一阶段(室外温度却<15℃,含湿量

如<9.6

g/kg):这一阶段大约对应于4月1日至

5月1日和10月15日至11月15日这两个时间段。在这一阶段室外空气温度和相对湿度均较低,

暖通空调HV&AC2010年第40卷第10期工程实例

・45・

6℃

b第二阶段

图5过渡季空气处理过程

空调系统只需提供部分新风就可以消除室内余热。利用新风中的冷量,空调系统采用全新风变风量方为此空调系统采用定风量运行,送风量为系统最大式运行,室内参数和夏季相同,为恒定的设定值。风量,DDC控制器根据室外温度的变化调节新、回5结语

风阀开度(新回风比)使送风温度恒定在16℃。这商场属于人员密集的场所,空调系统的负荷较一阶段室内温度保持不变(约22℃),相对湿度在大,所以减少商场空调系统的能耗对节能减排和降30%~60%之间变化(见图5a)。

低经营成本有很大的意义。笔者认为在设计中应2)第二阶段(15℃<tw<20℃,dw<9.6g/采用下面两个比较现实的方法减少空调系统的能kg):这一阶段大约对应于5月1—31日和9月15耗。

日至10月15日这两个时间段。在这一阶段室外1)空调系统宜采用变风量运行,对于没有墙空气温度有所升高,但相对湿度仍然较低,空调系体分隔的贯通空间可采用单区域变风量空调系统,统必须采用全新风运行才能消除室内余热。此时以节省风机的耗电量。但应注意两个问题:①空新风量等于最大送风量,随室外温湿度的变化,室调机应采用送风温度控制系统,以恒定送风温度,温在24----28℃之间变化,相对湿度在35%~60%室温的调节应根据室温的变化,由温控器控制变频之间变化(见图5b)。

调速风机的风量来实现;②当送风量减少时,新、3)第三阶段(15。C(tw(23℃,9.6g/kg<dw回风阀的开度应随之改变(改变新回风比),以保证%11g/kg):这一阶段大约对应于6月1—15日和9新风量不变。

月1—15日这两个时间段。在这一阶段室外空气温2)空调系统应具有全新风运行功能,以利于度和相对湿度均较高,但室外空气比焓值小于室内过渡季和夜间利用室外新风供冷,尽量缩短开启冷空气比焓,仅靠室外新风供冷不能消除室内余热和水机组的时间,以节省运行费用(这一点在北方地余湿。因此在这一阶段要开启冷水机组,并且为了

区非常重要)。

・简讯・

《北京市居民供热采暖合同(按热计量计费版)》示范文本公开征求意见

为贯彻落实《民用建筑节能条例》(国务院令第530采暖费的经营性供热采暖交易。

号)、《北京市实施(中华人民共和国节约能源法)办法》、《北征求意见稿规定了基本热费、计茸热费的计算方法、采京市供热采暖管理办法》等法规、规章,规范北京市的居民暖期时间、供热质量要求、采暖缴费标准和期限等基本内供热采暖交易关系,公平维护居民采暖用热人和供热单位容,也对解决供热采暖质量纠纷、明确供热采暖设施和热计的合法权益,减少交易纠纷,北京市工商行政管理局和北京量装置的管护责任等问题作出了约定,特别是进一步明确市市政市容管理委员会共同起草了《北京市居民供热采暖了采暖用热人和供热单位各自享有的权利、应当履行的义合同(按热计量计费版)》示范文本,将该文本通过“首都之务和承担的违约责任。

窗”网站公开向社会各界征集意见。该示范文本适用于北(本刊摘自http://嗍beijing.gov.cn/zhuanti/

京市行政区域内供热单位与居民用热人之间按用热量计收

ggfw/htsfwbxzzt/yjzj/jmrjIbgrcn/default.htm)

万方数据

某商场空调系统设计及运行调节分析

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

李延魁, 祝金, Li Yanku, Zhu Jin大连市建筑设计研究院有限公司

暖通空调

HEATING VENTILATING & AIR CONDITIONING2010,40(10)

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