南宁某科技园B区暖通空调节能设计

王远清 罗乙铭



南宁某科技园B区暖通空调节能设计

王远清 罗乙铭

（广西城乡规划设计院 南宁 530022）

简要介绍了南宁某科技园B区暖通空调专业设计中所采取的一些节能技术、节能措施。重点介绍了热回收技术、变频变流量技术、空调冷凝水回收利用的使用，体现了在空调系统中使用节能新技术的必要性。最后得出了结合实际情况设计合理的空调系统，采用必要的空调节能新技术，对降低空调能耗有着显著的经济效益。

工业建筑；暖通空调；节能；设计

0 引言

南宁某科技园位于南宁市中心城区西南面的沙井片区，是以生产IT高端电子产品为产业集群的大型工业项目。园区包括A、B、C、D四个区块，总占地面积为596695平方米，规划总建筑面积为1656195平方米。其中，作为一期工程的B区已完成施工图设计，部分已完成建设并交付使用、投产。

B厂区包括B01～B08生产厂房、B21～B24附房（能源站）、B26～B27综合餐厅、B31～B39生产附属用房、B40～B44研发/行政等配套用房，总建筑面积为391103平方米。园区项目设计以“生态、节能、减废、绿化、循环”为宗旨，以“打造一流高科技绿色园区”为目标。结合本工程规模大，工艺复杂，工艺设备、机电设备繁多，用电负荷量大的特点，在暖通空调专业设计中，采用了多项节能新技术，下面作简要介绍。

1 利用回收余热作为空调系统热源

按生产工艺需求条件，B厂区与A、C、D厂区不同，它有空调冷、热负荷需求，但没有工艺热负荷（蒸汽）需求。根据这一具体情况，结合负荷计算结果及技术方案比较，决定取消B厂区的锅炉房，而采用热回收技术，利用本厂区能源站的余热作为空调系统的热源。设计中对空压机组和冷水机组的冷却系统进行热回收，以空压机组热回收系统为主、冷水机组热回收系统为辅，将热回收系统产生的热水供给空调系统，作为冬季或过度季的空调热源。

1.1 空压机组热回收技术

B22、B24能源站的空压氮气站，分别设置7台水冷式空压机组，作为生产厂区的压缩空气气源。空压机组随生产工艺需求常年运行，产生大量的余热。设计将每个空压氮气站中的5台空压机组选用热回收型，通过设置中间热回收换热器，生产51℃的热水。当空调系统需要热水时，回收的热水供空调系统使用；当空调系统不需要热水时，空压机组的冷却水出水通过冷却塔散热。空压机组热回收系统原理如图1所示。

图1 空压机热回收系统原理图

1.2 冷水机组热回收技术

B厂区设四个冷冻站，分别布置在B21、B22、B23、B24的能源站。每个冷冻站分别设置1100RT离心式冷水机组3台，600RT离心式冷水机组1台。其中600RT的机组带热回收装置，热回收量为2400KW。

2 变频技术的应用

为适应生产工艺运行需求和满足系统调节需要，同时减少系统能耗，对通风空调主要设备采用变频控制。变频技术的应用主要包括如下几方面。

2.1 冷水机组变频技术

每个冷冻站设置的3台1100RT离心式冷水机组和1台600RT离心式冷水机组，其中的600RT机组主要用来调节制冷量，以适应空调系统冷负荷的变化。这台机组长期在部分负荷工况下运行，采用变频控制。

2.2 空调水泵变频变流量技术

除了冷凝水泵、补水泵等这些功率小且间歇运行的水泵外，每个冷冻站内的冷冻水泵、冷却水泵均采用变频调速控制。

2.3 大型末端空调机组变频变风量技术

生产车间空调系统的空气处理设备（组合式空调机组）风量大、风压高、配用电机功率大。而且随着车间内生产活动的变化以及室外气象条件的变化，空调系统需频繁地变水量、变风量运行。因此，空调机组采用变频变风量控制。

2.4 工艺排废风机变频变风量技术

B01～B08厂房生产车间的工艺排废系统，其风机也采用变频变风量控制，以适应生产工艺、产线的调整、变化。根据工艺排废气体的特性，风机的变频控制以废气排出口与室内的温度差值为控制参数。同时，联动控制工艺排风补风系统的送风量，以避免排废风量与补风量失衡。

3 空调系统排风热回收

为了维持室内外空气量的平衡，在空调系统应用的过程中，要不断保持排出室外的风量与送入室内的风量是相等的。但排风与新风之间存在一定能耗，进入室内的风量越大，则需要处理的空气量也就越大，产生的新风负荷也就越大。在常规空调中，排风不经处理直接排至室外，造成了冷热量能量的浪费。

因此，对于新风量大，且设集中排风空调区，以及采用分体空调、多联机空调的区域，设置排风热回收新风系统。在本工程中，排风热回收新风系统总处理风量（新风量）为442000m3/h。

4 空调冷凝水回收利用

本工程空调系统冷负荷大，系统运行稳定，运行时间长，其产生的冷凝水量是比较大的。遵循园区“减排、循环利用”的设计宗旨，设计考虑了空调冷凝水回收利用系统。

冷凝水回收系统采用两种方式，即重力流方式回收系统和机械提升回收系统。

高于冷冻站的二、三层空调区，其冷凝水回收系统采用重力流方式。各空调末端设备的冷凝水经管道汇集后，引到冷冻站的冷凝水回收箱。

低于冷冻站或与冷冻站同层的空调区域，考虑到冷凝水水平干管的坡降，采用重力流方式较困难，因此采用机械提升回收系统。各空调末端设备的冷凝水经管道汇集后，先排入回收水池，再通过提升泵输送到冷冻站的冷凝水回收箱中，见图2。

空调冷凝水回收后，用于冷冻站冷水机组冷却系统的补水。由于回收的冷凝水温度相对较低，作为冷却系统的补水，不仅节省了耗水量，同时在一定程度上提高冷水机组冷却系统的能效。

图2 冷凝水回收水池

Fig.2 The recycling tank of condensed water

5 工艺排风补风系统

B01～B08生产厂房的SMT车间，为有温、湿度要求的车间。由于生产工艺的需要，车间内设置了多点局部排风(车间排废系统)。局部排风的排风温度高，且排风量大，如果车间的局部排风均由空调系统的新风来平衡，将造成极大的冷量损失。为此，在各层SMT车间分别设置了工艺排风补风系统，将室外空气直接送到车间内的局部排风区域，以减小空调系统的新风量，降低空调系统能耗。

根据已投产使用的生产车间的实际运行情况，采用此补风系统，对降低空调系统冷负荷、减小系统能耗的作用是比较明显的。

6 空调机组水喷淋加湿系统

对于有温、湿度要求的生产车间，冬季空调系统加湿量很大。因为B厂区不设锅炉房，无法利用蒸汽进行加湿处理，而如果采用电极式或电热式加湿方式，也将消耗产生很大量的电能。为此，设计采用了水喷淋加湿技术，在空调机组中增设水喷淋加湿段，对空气进行加湿处理。同时对喷淋水进行加热处理，以减小空气经喷淋加湿处理后的温降，系统原理如图3。

采用水喷淋加湿技术，解决了B厂区空调系统冬季加湿问题，同时节省了建设锅炉房的投资。经实际运行表明，此项水喷淋空调加湿技术措施达到了预期的效果。

图3 水喷淋加湿系统原理图

Fig.3 The system schematic diagram of water spray humidification

7 利用冷却塔对空调冷冻水降温

在冬季，当室外温度低于生产车间室内温度一定值时，可停掉冷水机组，通过切换阀组，使冷冻水和冷却水经过板式换热器，利用冷却塔直接对冷冻水进行散热降温处理，以达到节能的目的，系统原理如图4。

图4 利用冷却塔对冷冻水降温系统原理图

Fig.4 The system schematic diagram of using cooling tower by chilled cooling water

8 空调冷(热)量计量系统

结合园区能源管理系统，本专业对空调系统的冷、热量进行了分栋、分层、分区计量，可实现按楼栋、楼层或某个区域、某个生产车间进行冷、热量计量，对各用能单位或整个园区的能耗进行实时监测及能源成本考核。

冷、热量计量装置（能量积算仪）的设置点如下：

（1）冷冻站内每一路冷冻水；

（2）每栋厂房的每层冷冻水供水干管；

（3）厂房生产车间的各个空气处理机组；

（4）附属用房、配套用房的各个空气处理机组，或一个区域的末端设备。

冷、热量计量装置选用分体型湿式超声波能量积算仪，通过冷冻水流量及其供回水温差进行积算，计量数据与园区能源管理系统连网。

9 体会

（1）针对如SMT、成型无今车间等冬季需供冷的区域，在冬季采用冷却水(冷却塔+板式换热器)取代冰水，免开冷水机组，大大节省空调系统能耗，经济效益显著。

（2）冷水机组、空压机组采用热回收技术，充分利用了余热，并作为冬季或过度季的空调系统热源，降低了空调系统的能耗。

（3）部分附房利用排风热回收装置，可以有效的回收排风中的冷量，并对室外新风进行一定的预处理，从而可以实现在节能的同时增加室内的新风，提高室内空气品质。

（4）中央空调系统的冷水机组、水泵、大风量空调末端均采用变频控制，可降低空调设备耗电量约30％。

（5）空调冷凝水回收利用，并作为空调系统中的冷却系统的补水，充分地利用了空调冷凝水的余冷，提高了能效比，减少了耗电量，节约了能源。

可见，工业建筑工艺设备、机电设备多，空调负荷大，用电量大。注重做好节能设计，其产生的经济效益将是显著的。

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The HVAC Professional Technology of the Designing about some Energy Saving and Energy Saving Measures in the Area B of the Nanning

Wang Yuanqing Luo Yiming

( Guangxi Urban-Rural Planning Design Institute, Nanning, 530022 )

The HVAC professional technology of the designing about some energy saving and energy saving measures in the area B of the Nanning were briefly introduced. The use of new technology energy conservation in air conditioning system is indispensable by introducing the using of technology of heat recovery, variable frequency variable flow, the recycling of condensation water air conditioning. Finally, to reduce the energy consumption of air conditioning has obvious economic benefits by new technology of air conditioning energy saving in reasonable design of air conditioning system which combined with the actual situation.

industrial architecture; heating ventilating and air conditioning(HVAC); energy saving; design

1671-6612（2017）05-479-03

TU83

B

2017-01-13

作者（通讯作者）简介：王远清（1984-），女，研究生，工程师，E-mail：554256447@qq.com