杭州万通中心办公-E栋空调系统设计

邵 春 廷

(浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州　310028)



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杭州万通中心办公-E栋空调系统设计

邵 春 廷

(浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州310028)

以杭州万通中心办公-E栋空调系统设计为例，介绍了空调冷热源系统、空调风系统及空调水系统的设计要点，通过分析表明，该空调系统设计满足LEED金级认证要求，既营造出了舒适的室内环境，又实现了节能环保的目标。

办公建筑，空调系统，冷热源，节能

0　引言

万通中心项目位于浙江省杭州市，建筑功能为商务办公建筑，总建筑面积约141 235 m2，项目分为办公-A/B/C/D/E栋和地下室，地上21层，地下3层，建筑高度为83.75 m。

万通中心办公-E栋按美国绿色建筑LEED金级认证要求进行设计，并于2015年获得LEED金级专业认证。LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)是由美国绿色建筑委员会建立并于2003年开始推行，旨在倡导绿色、高效、节能、环保的可持续发展建筑，是目前世界上最权威的绿色建筑认证系统评估标准。本文就办公-E栋空调系统设计进行详细分析。

1　空调设计参数

1.1室外设计参数

杭州市夏季空调设计干球温度为35.7 ℃，湿球温度为27.9 ℃；冬季空调设计干球温度为-2.2 ℃，相对湿度为82%[1,2]。

1.2室内设计参数

本项目按照ASHRAE Standard 55—2004及ASHRAE62.1—2007标准选取室内温度、相对湿度、新风量等参数，空调室内设计参数见表1。

表1　室内设计参数表

表1中室内设计参数满足LEED金级认证对于基本室内空气质量以及热舒适的要求。

2　空调冷热源系统设计

2.1空调冷热负荷

办公-E栋及地下室空调负荷采用负荷计算软件计算，空调设计冷负荷与设计热负荷见表2。

表2　空调冷热负荷计算表

2.2冷热源系统设计

该项目冷源选用2台水冷离心式冷水机组和1台水冷螺杆式冷水机组。离心式机组额定制冷量为2 110 kW，螺杆式机组额定制冷量为1 055 kW，总制冷量为5 275 kW。选用的冷水机组启动不同台数，可分别满足20%，40%，60%，80%，100%的负荷率，冷源的台数控制对部分负荷的负荷率有较好的满足；水冷离心式冷水机组额定工况COP≥5.60 W/W，IPLV≥5.95 W/W；水冷螺杆式冷水机组额定工况COP≥4.70 W/W，IPLV≥5.26 W/W[3]；机组冷媒采用环保冷媒。

该项目空调热源选用2台燃气真空热水锅炉，单台锅炉制热量为1 396 kW，制热效率大于90%。一般市场上销售的燃气热水锅炉，部分负荷率下，燃气用量基本与热负荷成近似线性关系，能较好地满足部分负荷率下的主机运行。

办公-E栋设置租户循环冷却水系统，系统容量为464 kW，为租户自备的精密空调设备提供冷却水，冷却水设计供回水温度为32 ℃/37 ℃。

本项目冷热源系统配置满足LEED金级认证对于优化能源表现以及制冷剂管理等方面的要求。

2.3能量计量系统

该项目设置冷热量计量装置。鉴于中央空调系统的运行特性，采用基本费加使用费的计费模式，使中央空调的收费步入良性循环，避免客户与物业的矛盾。

本项目能量计量系统满足LEED金级认证对于测量与审计(租户分表)的要求。

3　空调风系统设计

门厅等大空间采用全空气一次回风变频送风系统，新风口设置在室外远离污染源的清洁区域，侧墙集中回风，经回风风管接入设备。组合式空调机组设置初中效空气过滤段，减少室外粉尘对室内环境的影响。机组可以实现全新风运行，过渡季节可以直接利用室外新风消除室内余热。机组送风机根据回风温度变频控制，风机变频至频率设定下限时，根据回风温度调节冷热水阀开度。机组根据室内CO2等参数的变化自动调节新风量大小，以满足室内人员变化的要求。

办公室等小空间采用风机盘管加新风的空气—水系统，内外区相对分隔，分别设置风机盘管机组，当空调负荷较小时，仅开启外区风机盘管就可以满足室内舒适度要求。新风机组设置在新风机房内，新风机组设置加湿段，用于调节室内相对湿度；风机变频运行，根据室内CO2等参数的变化自动调节新风量大小；新风机组设置监测系统，确保新风量不低于设定值的10%。办公室同时设置变频排风机以平衡送入室内的新风，排风量为新风量的80%。

本项目空调风系统满足LEED金级认证对于基本室内空气质量、通风监控以及热舒适的要求。

4　空调水系统设计

空调水系统为冷热兼用两管制系统。夏季供回水温度为6 ℃/13 ℃，冷水供水温度较低为除湿提供保障，适当加大供回水温差可以降低冷冻水泵能耗。冬季供回水温度为60 ℃/50 ℃。

根据相似理论，当流体与水泵转速相同时，水泵的功率和流量的关系见式(1)：

N1/N2=(G1/G2)5/3

(1)

其中，N1为供回水温度为6 ℃/13 ℃时水泵的功率，kW；N2为供回水温度为7 ℃/12 ℃时水泵的功率，kW；G1为供回水温度为6 ℃/13 ℃时水泵的流量，kg/h；G2为供回水温度为7 ℃/12 ℃时水泵的流量，kg/h。

当冷负荷相同时，流量与温差成反比，G1/G2=5/7=0.71，代入式(1)得N1/N2=0.57，由计算结果可知，增大供回水温差，冷水流量减少了近29%，冷冻水泵能耗减少了近43%，进而达到降低系统整体能耗，同时冷冻水管管径以及管道安装空间也相应减少。

空调水系统采用同程式机械循环，减少系统的水力不平衡。空调水系统采用一级泵变频系统，为保证水泵能够正常运行，设定标准转速的30%为水泵转速调节下限，当只有1台水泵运行且水泵变频至下限时打开供回水总管间的电动阀开始压差旁通，实现水泵流量、冷水机组最小流量以及空调末端需求流量的平衡。

本项目空调水系统设计满足LEED金级认证对于优化能源表现等方面的要求。

5　结语

本项目2011年1月开始设计，2015年1月竣工投入使用，并获得美国绿色建筑LEED金级专业认证，项目的设计得到业主的认同。项目的空调系统本着舒适、节能的目的进行设计，为业主创造舒适的室内环境，同时尽可能的节约能源和降低运行成本。

本项目夏季、冬季空调系统运行稳定，室内环境达到设计要求，与传统的办公建筑相比，节能效果显著，对绿色建筑的推广有一定的示范作用。

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社，2008.

[2]GB 50019—2003，采暖通风与空气调节设计规范[S].

[3]DB 33/1036—2007，公共建筑节能设计标准[S].

The air conditioning system design for Hangzhou Wantong Center office building-E

Shao Chunting

(ZhejiangUniversityBuildingDesignAcademyCo.,Ltd,Hangzhou310028,China)

Taking Wantong Center office building-E in Hangzhou city as an example, the paper mainly introduces design points of air-conditioning cooling-heating system, air-conditioning wind system and air-conditioning water system, and proves the air-conditioning system design meets LEED gold-level certification requirement, which not only creates comfortable indoor environment, but also realizes the goal of energy saving and environment protection.

office building, air-conditioning system, cooling-heating source, energy saving

1009-6825(2016)21-0123-02

2016-05-12

邵春廷(1985- )，男，硕士，工程师

TU831.3

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