前 言
隨著社會的進步、國民經濟的發展以及人民生活水平的提高，人們對自身生活與工作的環境質量要求不斷的提高。為了創造更加健康、舒適的生活工作環境，中央空調技術在現代化社會中被廣泛的應用。同時中央空調也成為現代建筑中不可缺少的能耗運行系統。中央空調在給人們提供健康、舒適的生活、工作環境的同時，又消耗掉大量的能源。因此在社會發展過程中對能源的需求所占的比例也在不斷增加，我國政府在發展建設的同時，大力推廣低能耗高效率的中央空調。所以在設計空調方案的同時，可按不同的環境及條件，選擇能耗比高、運行成本低的中央空調模式。
因此，本公司在本次項目中，相應上海市浦東新區政府采購中心發布的招標書內容。采用美國知名品牌特靈GESA系列水源熱泵中央空調系統。
1. 水源熱泵中央空調系統：吸取了傳統中央空調的冷卻水循環系統的水－水交換的模式，熱交換快的特點，因而達到能效比高的優點。
2. 水源熱泵系統具有獨立性，充分發揮了內、外區的不同需求的功能選擇制冷或制熱，達到在同一水循環系統中能量轉換的目的。
3. 水源熱泵系統可按需選擇不同的開機模式通電，不用則不耗電能。本次水循環系統已經采用變頻控制系統，可按水循環系統需求量的壓差及冷卻水的溫度的溫差達到最經濟的運行費用。
4. 由于水源熱泵系統的循環水為20℃－30℃的常溫水，水系統的室內循環水管無需保溫，室外循環水管需作保溫處理。
5. 水源熱泵系統中央空調在同一系統中可同時制冷或制熱模式，在其他中央空調中是不可能達到的。因此在新型的辦公樓的IT機房及發熱量大的機房，水源熱泵機組系統在作24h常年運行的機房空調及有內區與外區的分隔的結構更為有利，起到了熱回收，節約了大量的能源。所以整系統中運用水源熱泵中央空調，更為節能。由于機房空調常年制冷模式對系統發出的熱量，釋放到水系統中，正好轉移到制熱模式的空調使用。而達到了能量轉換的目的。
6. 水源熱泵中央空調系統維修方便：其它中央空調發生故障，至少要影響一個區域，或整個系統。而水源熱泵機組為獨立性機組，如有一臺發生故障，也只必過是一個房間受到影響，由于結構簡單，修復便捷，很快能修復運行。
選擇高效節能的中央空調設備及中央空調的模式。最大的受益是直接使用者。大力推廣節能型空調系統的目的，就是對耗能系統進行有效控制，可以減少無效能耗，對于提高能源的利用效率具有重要的社會效益和經濟效益。
一．水源熱泵中央空調系統設計：
1、空調概述：
上海市浦東新區梅園街道辦事處：
建筑面積約6000m2左右，空調面積約3200 m2左右。一層為政務受理大廳及辦公用房、二層至四層為辦公用房，會議用房及IT機房等、五層為200人的報告廳、餐廳貴賓接待用房。按不同功能的分隔及空調使用面積的大小，配合不同的機型，共計配置132套特靈GESA分體式水源熱泵機組。由于該項目屬改建工程，原構思設計地源熱泵，因無埋管條件，設計為水環熱泵系統。
2、設計依據：
1 業主提供的建筑平面圖及功能用房的需求
2 中華人民共和國國家標準：
《采暖通風與空氣調節設計規范》 GBJ19-2000
《通風與空氣調節工程施工及驗收規范》 GBJ50243-2002
《高層民用建筑設計防火規范》 GB50045-95
《實用制冷與空調工程手冊》（機械工業出版社）
3 上海地區氣象參數
大氣壓力：夏季1,005.3Mbar 冬季1,025.1Mbar
夏季空氣調節干球溫度 34℃
夏季空氣調節日平均溫度 30℃
夏季空氣調節計算濕球溫度 28.2℃
夏季通風干球溫度 32℃
冬季空氣調節干球溫度 -4℃
冬季通風干球溫度 3℃
最冷月平均相對濕度 70%
室外風速：夏季3.2m/s 冬季3.1m/s
4 室內設計參數：
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室內計算參數 |
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房間功能 |
室內溫度( oC ) |
相對濕度％ |
新風量(m3/hp) |
備注 |
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夏季 |
冬季 |
夏季 |
冬季 |
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辦公室 |
24－26 |
20－22 |
55－60 |
30－50 |
30 |
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會議室 |
24－26 |
18－20 |
55－60 |
30－50 |
30 |
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報告廳 |
24－25 |
18－20 |
50－60 |
30－50 |
30 |
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餐廳 |
26－28 |
18－20 |
50－60 |
30－50 |
30 |
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過道 |
27－28 |
16－18 |
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電梯廳 |
27－28 |
16－18 |
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| 按各不同的使用功能及面積，結合特靈水源熱泵的特性進行計算并配置。整個建筑的設計冷負荷約為808KW。新風標準按人均不低于30m3/h考慮。
1. 冷熱源：
空調循環水系統為機組提供熱交換，循環水管為全同程模式，安裝于走道的吊頂內和樓梯間的管道井內。主機與室內機組的安裝于各層走道的吊頂內。主機與室內機組的連接為銅管連接，交換模式為R22直接蒸發，開機后無需預冷時間，即可達到效果。
水環熱泵熱交換模式通過阿法拉閥板換為閉式空調水系統系統，分別在制冷或制熱季節過程中，進行冷卻和輔助加熱確保達到水循環系統水溫20－30℃。全系統的設計流量為240m3/h,板換設計溫差為2℃。金日低噪音冷卻塔安裝于屋面，為開式冷卻水系統；輔助熱源采用揚州斯大無壓電熱水鍋爐120kw及180kw各一臺＋40m3蓄熱水箱，利用夜間低峰值電對蓄熱水箱進行加熱，避開用電高峰時期。同時從經濟性考慮降低運行成本。在晚間10：00至第二天早晨6：00（電費減半）通過300KW的電鍋爐將水加熱至85℃左右，晚間加熱通過定時器，及溫控來進行控制。當白天使用時當水溫在70℃以上時由溫控自動控制3kw熱水循環泵間斷性向板換輸送熱水，確保水循環系統保持20－30℃水溫。熱水從水箱熱區開始通過水泵加壓至板換進行換熱，換熱后回至水箱冷區；隨著溫度的下降，當熱區水溫低于70℃時，再開啟1臺50m 的水泵同樣的過程；當水溫低于40℃所有水泵開啟；（在極端惡劣情況下可能回出現）在低于20℃后則120KW的電鍋爐立刻啟動。在板換循環水側，當出水溫度大于30℃，則會發出信號關閉輔熱循環水泵，以確保系統正常運行。
2. 空氣調節：
室內全部使用水源熱泵分體機，主機集中吊裝于主梁側面便于消音處理。內機采用風機盤管型直膨式內機，氣流組織為風機盤管經風管配合吊頂造型模式，作風口下送下回的模式。形成合理的氣流組織。同時新、排風系統選用法國愛迪斯產品的全熱交換器機組。在南、北走道窗的上方防雨百葉式風口作新風引入到全熱交換器經室內排出的空氣中的冷量或熱量進行逆向交換，交換回收后的能量由新風送到各室內風機盤管的回風箱，進一步由風機盤管處理后，新風隨出風口送到室內，達到能量回收的目的，同時確保了室內的空氣質量。一至四層各安裝了二臺1000m3/h風量的全熱交換器。五層報告廳安裝了二臺2000m3/h風量的全熱交換器，另外在南走道（因考慮公共餐廳的空氣品質）安裝了一臺800m3/h、北走道安裝了一臺500m3/h的全熱交換器機組。在配合新風處理，調節室內空氣質量。排風口利用結構的南、北兩端的風道集中到五層頂部排風口對外釋放。
3. 控制系統：
1) 每個房間都有獨立的控制器，可按使用者的不同的需求控制制冷、制熱、送風等各種模式。
2) 水系統控制：
本次設計空調循環水系統為15KW水泵用二備一、冷卻水系統為15KW水泵用二備一。由于為業主重點考慮節約能源，采用丹佛斯VLT7000變頻器2套，各自控制3臺15KW的空調循環水泵及冷卻水循環泵。經空調水循環系統的水流量的需求，由壓力變送器始終控制2kg/cm2壓差，因而達到最低功耗為3kw左右；冷卻水泵的水流量的需求，由溫度傳感器提供的溫差模擬量控制水泵的運行頻率，最低功耗為1kw左右。同時丹佛斯VLT7000變頻器具備水泵運行過程中的軟啟動保護電網降低對電網的沖擊、自檢水泵的運行時間輪換使用。
3) 冷卻塔風扇自動控制：由溫度控制器來完成。探測空調水循環系統的回水溫度控制冷卻塔7.5KW的風扇的啟停。達到了節能的目的。
4) 中央空調進行制熱模式自動控制：當氣溫高于15℃以上可利用冷卻塔對系統按不同的需求制冷或制熱。當氣溫高于15℃以下，對水循環系統進行切換制熱模式。
輔助熱源由電鍋爐運行，由配電控制箱的時間控制器，控制晚間用電低峰值時啟動電鍋爐，同時鍋爐水泵運行，對保溫水箱進行加熱。由溫度控制器控制加熱到水箱設定溫度后，停止加熱。白天空調運行時由三臺3kw熱水循環水泵對系統進行間斷性加熱，由熱水泵溫度控制器自動控制循環水溫20－30℃時的啟動與停止。
以保證空調水系統正常運行。
按特靈水源熱泵的設備特性及系統優化設計的配合，結合政府辦公大樓的工作特點。年運行費用相比原設計風冷熱泵中央空調系統低30％。
4. 部分空調平面圖：
5. 地下室車庫排風系統：
本公司按業主提供的車庫的平面圖、車輛進出及停放的位置。選用24套全自動探測一氧化碳控制啟停的誘導風機作驅趕作用，以確保車庫的空氣質量。另配合兩套排風排煙消防雙速風機箱HTFC-II-25A。平時以16000 m3/h，電機功率13KW， 作排風處理由1600×1000風口帶防火閥，平時作排風用，戰時溫度達到70℃時熱熔片斷開自動關閉。排煙系統，戰時以35000 m3/h，電機功率16KW，作排煙處理。各臺配置一件防火閥，平時常閉，戰時70℃打開，當溫度升到280℃時，關閉防火閥并且風機停止運行。
6. 樓梯間正壓送風系統：
本公司按業主對結構要求在南樓梯間配置了一套正壓送風系統。風機型號HTFC-I-22A，風機風量配置25680m3/h，電機功率11KW。風機安裝于房頂，進風口有防蟲網。在每一層樓梯間配有帶防火閥的送風口平時常開，戰時當溫度升到70℃時，關閉防火閥并且風機停止運行。 |
