杭州萧山国际机场扩建及空调冷热源输送系统的探讨

叶绍武,姚国梁

(浙江省建筑设计研究院,浙江 杭州 310006 )

1 概 况

杭州萧山国际机场航站楼是由原杭州笕桥机场民航部分异地搬迁新建。杭州萧山国际机场一期工程于1997年7月正式动工,2000年12月28日建成通航。一期工程是按满足B747-400型飞机起降及年旅客吞吐量800万人次，货邮吞吐量1万t的使用要求建设。航站楼建筑面积约10万m2,其中地下停车场2.2万m2。单独建造的动力中心,为T1航站楼供冷、供热、供电。

杭州萧山国际机场二期扩建工程于2007年启动,分两个阶段实施,第一阶段工程主要包括9.6万m2T2国际航站楼及相应配套设施。原T1航站楼的动力中心拆除,合并到T2航站楼的地下室,于2010年6月建成投入运行。第二阶段工程主要包括17万m2的T3国内航站楼。在T3航站楼的地下室建冷冻机房和锅炉房,单独为T3航站楼供冷供热。T3航站楼于2012年上半年投运。

目前杭州萧山国际机场拥有T1、T2、T3三座航站楼(图1)。2016年12月,萧山国际机场旅客吞吐量已达到3 000万人次,迈入“全球繁忙机场”行列,成为国内第10个三千万级机场。2018年1月至6月,杭州萧山国际机场已完成旅客吞吐量1 871.07万人次,货邮吞吐量31.52万t ,航班起降13.98万架次。

为满足杭州萧山国际机场航空业务量快速发展的需求,提升杭州乃至浙江省航空与运输保障能力,打造区域枢纽机场,提升长三角机场群国际航空服务功能,保障2022年杭州亚运会使用,今年将启动建设杭州萧山国际机场三期项目新建T4航站楼及综合交通中心工程。

新建的T4航站楼位于T3航站楼西侧,也就是现在机场人工湖的位置(图2), 比现在T1、T2、T3三座航站楼总面积大一倍。采用中央集中式布置方案,设计年旅客吞吐量5 000万人次,其中国际1 800万人次,国际旅客吞吐量的设计能力是现有能力的近5倍。新建T4航站楼和7座指廊,将成为长三角第二大航空港。预测到2020年整个机场旅客吞吐量将突破8 000万人次。

图1 现有的T1、T2、T3航站楼

图2 扩建后的总体效果图

三期工程建设内容包括新建约69万m2的T4航站楼,新建约53万m2的综合交通中心(空调建筑面积9万m2)以及17万m2的旅客过夜用房(酒店)及商业、办公配套设施等。建设工期为2018—2025年,其中新建T4航站楼指廊部分根据航空业务量的增长分三阶段建成：第一阶段(2018—2022年)建成北部3根指廊；第二阶段(2022—2024年)建成南部2根指廊；第三阶段(2024—2025年)建成西侧2根指廊。其余建设内容将于2022年亚运会前完成。目前T1、T3航站楼主要服务国内旅客,T2航站楼服务国际旅客。T4航站楼会同时满足国际和国内旅客的出行需求。

根据项目工程方案,新建的综合交通中心将接入2条地铁线和1条机场轨道快线,新建1座高铁站,这些都将接入规划新建的陆侧综合交通中心,位置在T3、T4航站楼之间。另外还包括客运大巴、出租车、社会车辆等多种交通方式。

2条地铁线包括地铁1号线机场延伸线(下沙江滨—萧山机场)与地铁7号线(吴山广场—萧山机场)；1条机场轨道快线沿创景路、文一西路、文三西路、文三路、文晖路、尧典桥路、池塘庙路、东宁路、杭甬高速、机场高速、浙航路、永盛路等敷设,沿途串起杭州三大交通枢纽：杭州西站—杭州东站—萧山机场；杭绍台、杭黄、沪乍杭三条高铁,省内除宁波在绍兴北站换乘外,其他各地市均可乘坐高铁到萧山机场T4航站楼下。亚运会前,萧山国际机场将确定实现“空铁联运”模式。

2 一、二、三期工程的空调冷热源系统

2.1 一、二期工程现有空调冷热源现状

现有的T1、T2航站楼的空调冷热源机房设于T2航站楼的地下层,制冷机房装有3台4 371kW和2台1 533 kW的冷水机组,总装机容量 16 179 kW,冷冻水供回水温度：5℃/13℃;锅炉房装有5台2 791 kW的燃油热水炉,总装机容量13 955 kW。冬季热水供回水温度为60℃/45℃。水系统采用二级泵系统。

T3航站楼独立设置冷热源机房,位于T3航站楼地下层。制冷机房设置6台4 500 kW冷水机组,总装机容量27 000 kW;锅炉房设置4台4 500 kW的燃气真空热水炉,总装机容量18 000 kW。夏季供回水温度5℃/13℃,采用三次冷水泵直供系统 ；冬季供回水温度为80℃/60℃,经换热机组后为60℃/50℃供空调末端,采用二次热水泵系统。

2.2 三期工程(T4航站楼、综合交通中心等)主空调冷、热源系统

三期工程拟建新的能源中心,位于航站楼总体工作区西侧(图3)。能源中心分两阶段实施,第一阶段能源中心为整个T4航站楼 (包含远期的2根指廊)及交通中心提供服务,冷热源拟采用三联供系统+离心式冷水机组+燃气热水锅炉。另在能源中心的南侧预留第二阶段能源中心的位置,拟为现有的T1、T2、T3航站楼改造提供服务,第二阶段能源中心一旦建成,原T1、T2和T3航站楼的冷热源机房即不再使用。

图3 热力交换站平面位置

来自能源中心的供冷、供热管线通过总体市政综合管廊分北、中、南三个点进入航站楼地下室综合管廊内,并接至航站楼各热力交换站,航站楼一阶段共设置9个热力交换站,并预留二阶段的南、北2个指廊的热力交换站及T1、T2和T3航站楼接口的容量。远期将取消现有的T1、T2和T3航站楼的冷热源机房,统一由新建的能源中心供冷供热。

2.3 三期工程主系统各热力交换站所承担的空调冷热负荷

三期工程主系统各热力交换站所承担的空调冷热负荷见表1。

2.4 三期工程T4航站楼内的冷媒直接蒸发系统

主楼内区办公、指廊办公、站坪塔楼、固定登机桥、航空公司CIP/VIP等采用VRF空调系统。

UPS、EPS机房SCR、配电间采用分体空调(或VRF空调)。

表1 三期工程主系统各热力交换站所承担的空调冷热负荷

DCR、行李控制机房、PCR、边检主机房采用(N+1冗余配置)。

综合交通中心上盖的两栋宾馆采用独立冷水机组+锅炉方案 ,不计入主空调系统。两栋业务办公楼采用独立多联机系统方案 。以满足不同功能的使用要求,并能达到更好的节能效果。

2.5 三期工程空调冷热水系统

空调冷水系统 用户侧空调冷水采用三级泵直供方式,一、二级泵设置于能源中心,三级泵设置于航站楼各热力交换站房。接自能源中心的空调冷水通过地下综合管廊至各热力交换站房后,通过用户侧三级水泵组直接供至各空气处理末端,用户侧冷水泵设置变频措施,采用以末端压差控制为主与流量控制为辅的方式。冷水供、回水温度为5.5℃/13.5℃。从制冷机组到空调末端直供,无换热机组。

空调热水系统 用户侧空调热水采用三级泵直供方式,一、二级泵设置于能源中心,三级泵设置于航站楼各热力交换站房。接自能源中心的空调热水通过共同沟进入各热力交换站房后,通过用户侧热水泵组直接供至各空气处理末端,用户侧热水泵设置变频措施,采用以末端压差控制为主与流量控制为辅的方式。

热水输送有三种方案可供选择：

第一方案采用四管制,热水管单独设置,热水供、回水温度为80℃/60℃,经各服务区域换热站内的换热器换热后为60℃/50℃,由第三级泵输送至空调末端。

第二方案是二管制,热水和冷水合用管道,热水供、回水温度为80℃/60℃,经各区域换热站内的换热器换热后为60℃/50℃,由第三级泵输送至空调末端。

第三方案是二管制,热水供回水温度为60℃/50℃。各换热站内无须设置热交换器,由动力中心热水炉直供。

系统工作压力 用户侧空调冷水系统、空调热水系统工作压力均为1.0 MPa,且均采用能源中心闭式定压装置进行定压。

3 冷热源输送系统方案的比较

由于整个机场的占地面积较大,新的能源中心服务的总建筑面积近 158.6万m2,输送距离最远达5 km。从能源中心到各用能点,拟建造一条地下综合管廊,电力缆线、通信电缆、空调冷热水管、自来水管等将设置于地下综合管廊内。由于管线较长,冷热源输送的一次投资和日常运行的能耗也较常规项目较高,有必要对能源输送的不同方案进行比较,选择一个较优的方案。为此,下面就三个不同的输送方案进行比较：

方案一(图4)：二级泵输送管采用四管制。从能源中心出来的空调热水供回水温度为80℃/60℃送至各换热站, 经各换热站的板式热交换器后, 热水温度转换为60℃/50℃,再由三级泵把空调热水送至各空调末端。空调冷水直供,供回水温度为5.5℃/13.5℃。

图4 方案一空调冷热水输送系统示意图

方案二(图5)：二级泵输送管采用二管制,冷热水合用管道。从能源中心出来的空调热水供回水温度为80℃/60℃送至各换热站,经各换热站内的板式热交换器后,热水温度转换为60℃/50℃,再由三级泵把空调热水送至各空调末端。空调冷水同方案一。

方案三(图6)： 二级泵输送管路采用二管制, 冷

图5 方案二空调冷热水输送系统示意图

图6 方案三空调冷热水输送系统示意图

热水合用管道。从能源中心出来的空调热水供回水温度为60℃/50℃直供,无板式热交换器,再由三级泵送至各空调末端。空调冷水同方案一。

三个方案的比较见表2。

表2 三个方案的比较

经综合比较,方案三的一次投资和日常运行费用最低,故三期工程空调冷热源输送方案选用方案三。