武广客运专线韶关综合客运枢纽工程空调能耗分析

武广客运专线韶关综合客运枢纽工程空调能耗分析

张飞荣

广州墨晟建筑设计有限公司510080

摘要：文章文针对武广客运专线韶关综合客运枢纽工程，分析设计建筑空调全年动态负荷，通过优化空调设备能效及运行策略，以此来寻求降低暖通空调系统能耗的途径，为以后类似工程、空调系统的设计开拓思维，提供借鉴。

关键词：空调系统；空调能耗；节能途径

1、工程概况

武广客运专线韶关综合客运枢纽工程位于韶关市韶关大道西侧、京广铁路东侧，由A地块和B地块组成。其中A地块以客运交通枢纽综合体为主，总建筑面积约118226㎡，裙楼1-4层主要为商业和餐厅，5层为公寓，6层-22层为办公室，设有两层地下室，地下二层主要为地下车库和设备间等，地下一层主要为客运检测间、旅行办公室、厨房等。B地块以交通广场及地下车库、配套商业为主，总建筑面积约46270㎡，由地下二层和地下一层组成。地下二层主要为地下车库和设备间等，地下一层主要为地下车库、设备房和文化广场组成。

2、空调系统

本项目客运站和旅行社的冷热源各由2台制冷量740kw（210RT）风冷螺杆式热泵机组组成；商业冷热源由2台制冷量946kw（268RT）风冷螺杆式热泵机组组成。热源机组均采用环保冷媒，设置在裙房屋面。冷冻水供回水温度为7/12℃，温差为5℃，热水供回水温度为45/40℃，温差为5℃。空调竖向水管采用两管异程式，裙房水平支管为异程，按不同使用区域设置压差控制器及冷计量表。冷冻水系统定压均采用高位膨胀水箱补水排气定压。

塔楼公寓采用两台制冷量113KW的直流变频多联式空调系统，冷热源主机设置在5层的空调机房里。塔楼办公每层设置两台制冷量146KW的直流变频多联式空调系统，冷热源主机设置在每层的空调机房里。塔楼五至二十二层公寓及办公采用VRV室内机，新排风由位于每层空调机房里的全热交换机提供，室外新风在全热交换机里经过排风冷却处理后供给各个房间在提供舒适温度空气的同时回收能量，节约能源。

裙楼商业、餐饮、候车大厅等大空间区域采用全空气系统，新风和回风混合后经空气处理机处理，利用散流器或旋流风口下送、侧送入室内，通过天花回风口回风，当室外空气焓值低于室内时，调节新风比运行。全空气系统采用变频风机，部分负荷时可根据室内负荷变化调节末端风量及水量。各种小功能房间采用风机盘管+需求化新风系统，各功能房间都可实现独立开启、温度湿度的调节，新风和回风分别处理后送入室内，室内设置排风系统。

3、建筑动态负荷模拟

本项目采用DEST软件作为模拟计算工具，根据设计建筑及参照建筑的维护结构热工性能参数，以及室内温湿度设计参数、内扰设置、作息模式等，可分别计算出设计建筑的空调全年动态负荷情况。

经模拟分析，本项目各区空调全年冷热负荷分布频率如下图表所示：

图1建筑各区空调全年累计冷负荷分布频率

图2建筑各区空调全年累计热负荷分布频率

4、冷热源及输配系统计算参数

根据暖通空调专业施工图纸中设备参数、《公共建筑节能设计标准广东省实施细则》DBJ15-51-2007、《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB19577-2004、《多联式空调（热泵）机组能效限定值及能源效率等级》GB21454-2008、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50738-2012等规范的规定值，本项目设计建筑及参照建筑空调冷热源及输配系统参数如下：

其中参照建筑水泵效率按照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50738-2012条文8.5.12规定的空调冷热水系统循环水泵的耗电输冷（热）比EC（H）R的计算方法核算，参照建筑水泵效率为符合规范要求的最低值。

1）冷热源能效参数

根据厂家样本参数及《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中条文5.4.7关于冷水机组综合部分负荷性能系数（IPLV）的计算公式，本项目设计建筑的部分负荷频率下机组的制冷性能系数如下表所示：

参照建筑的风冷热泵参照选用设备的部分负荷制冷性能系数等比例回归，多联机根据厂家样本及IPLV计算公式回归，参数如下：

本项目冬季空调室外设计温度为2.6℃，根据厂家样本，额定工况效率确定多联机制热IPLV修正值为1.04（相对制冷IPLV），风冷热泵制热IPLV修正系数为0.97（相对制冷IPLV），得到不同负荷频率下机组的制热性能系数，计算机组效率时按线性插值。

2）输配系统能效参数

本项目设计选用高效节能的变频空调循环水泵，通过合理的水泵及管路设计，有效的降低了空调循环水泵的耗电输冷（热）比，控制策略为末端1/3处最小压差控制。运行过程中，变频水泵的电耗W（KW）可按照下式计算：

式中：H、Q分别表示水泵的工作扬程和流量，m水柱，m³/h；

η为水泵及其电机的综合效率；

在讨论变流量水泵的节能效果时，水泵的转速、流量、扬程以及耗功率之间的理论关系可以按照下式计算：

对于恒压差控制系统，由于始终要保持最小压差值，考虑本项目控制末端压差，最小压差取12m。水泵实际运行时的扬程应为：

式中：K为管路的阻力特性参数；

水泵及其电机的综合效率η按照设备表选取，变频时效率假定不变。水泵变频转速控制器最低频率为0.35HZ，即转速不低于额定转速的70%，保证冷冻机组蒸发器冷冻水最低流量。变频控制时，变频器效率恒定取0.96。

5、空调总能耗分析

本项目分别对建筑围护结构、冷热源系统、输配系统、空调末端系统等的能耗情况模拟分析，通过计算，参照建筑与设计建筑的总能耗如下表所示：

6、结论

本项目通过对设计建筑及参照建筑的能耗分析可知：设计建筑空调全年耗电量为6219817.1KWh，参照建筑空调全年耗电量为7669766.5KWh。设计建筑与参照建筑对比，空调系统能耗降低幅度为18.90%。

参考文献：

[1]陆耀庆主编.实用供热空调设计手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]王雷，姚文燕.重庆商场类建筑能耗特性及节能措施分析[J].浙江建筑，2008，25（5）：52-54