青島美術(shù)學(xué)校位于開發(fā)區(qū)青島國(guó)際生態(tài)智慧城,柳花泊地塊。從地理位置來看,在珠宋路以西,淮河路以北,西側(cè)為規(guī)劃的柳花泊5號(hào)線,北側(cè)為規(guī)劃道路。據(jù)介紹,青島美術(shù)學(xué)校占地面積175334平方米,規(guī)劃總建筑面積約14萬(wàn)平方米,其中一期工程建筑面積約11萬(wàn)平方米,二期工程建筑面積約3萬(wàn)平方米。擬新建校舍包括教學(xué)樓、科技樓、辦公樓、藝術(shù)樓、美術(shù)館、學(xué)生宿舍、食堂、體育館、游泳館、地下停車場(chǎng)等。
山東省青島市美術(shù)學(xué)校項(xiàng)目為青島市“千萬(wàn)平米”社會(huì)事業(yè)公共設(shè)施教育項(xiàng)目,該項(xiàng)目位于珠宋路以西、淮河西路以北,項(xiàng)目用地面積263畝,建筑面積10.5萬(wàn)平米,共分教學(xué)樓、科技樓、美術(shù)館、體育館、宿舍樓、圖書館等13個(gè)單體建筑。
擬對(duì)該項(xiàng)目空調(diào)冷熱源進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(1)、《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版)
(2)、《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50736-2012)
(3)、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)
(4)、《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50366-2005)(2009版)
(5)、建設(shè)單位對(duì)建筑的目的功能要求
(6)、業(yè)主提供的建筑資料
室外設(shè)計(jì)參數(shù)
夏季 |
冬季 |
||
空調(diào)計(jì)算干球溫度(℃) |
29 |
空調(diào)計(jì)算干球溫度(℃) |
-9 |
空調(diào)計(jì)算濕球溫度(℃) |
26 |
采暖計(jì)算干球溫度(℃) |
-6 |
空調(diào)計(jì)算日平均溫度(℃) |
23.0 |
通風(fēng)計(jì)算干球溫度(℃) |
1 |
通風(fēng)計(jì)算干球溫度(℃) |
29.0 |
空調(diào)計(jì)算相對(duì)濕度(%) |
80.0 |
平均風(fēng)速(m/s) |
5.7 |
平均風(fēng)速(m/s) |
4.9 |
大氣壓力(KPa) |
96.32 |
大氣壓力(KPa) |
94.77 |
室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)
夏季 | 冬季 | |
溫度(℃) | 26±2 | 20±2 |
相對(duì)濕度(%) | 40~60 | 30~50 |
空氣流速(m/s) | 0.15~0.3 | 0.15~0.3 |
夏季空調(diào)制冷:負(fù)荷側(cè)供回水溫度:7/12℃;
冬季空調(diào)供暖:負(fù)荷側(cè)供回水溫度:45/40℃。
末端系統(tǒng)形式
末端形式:冬夏季均采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng),夏季通過風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)為建筑提供冷量,冬季通過風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)為建筑提供熱量;對(duì)于高大空間,冬季采用地板輻射采暖形式供暖。
對(duì)于公共建筑,新風(fēng)系統(tǒng)采用全熱交換器為建筑提供新風(fēng),回收能量按照60%考慮。
根據(jù)所甲方提供設(shè)計(jì)方案,空調(diào)冷熱負(fù)荷如下表所示。
序號(hào) |
名稱 |
建筑面積 |
總冷負(fù)荷 |
總熱負(fù)荷 |
(萬(wàn)m2) |
(MW) |
(MW) |
||
1 |
美術(shù)學(xué)校 |
10.5 |
6300 |
5250 |
注:負(fù)荷計(jì)算是方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),其大小直接關(guān)系到項(xiàng)目的初投資及后期的節(jié)能運(yùn)行。因此,需要針對(duì)單體建筑進(jìn)行詳細(xì)的逐時(shí)冷熱負(fù)荷計(jì)算,并充分考慮整個(gè)項(xiàng)目的同時(shí)使用系數(shù)、以及寒暑假對(duì)學(xué)??照{(diào)負(fù)荷的影響,最終合理選擇機(jī)組的臺(tái)數(shù)及大小,以期達(dá)到項(xiàng)目初投資最小、節(jié)能運(yùn)行最顯著的目的。
方案一:污水源+地源熱泵系統(tǒng)
污水源熱泵的主要工作原理是借助污水源熱泵壓縮機(jī)系統(tǒng),消耗少量電能,在冬季把存于水中的低位熱能“提取”出來,為用戶供熱,夏季則把室內(nèi)的熱量“提取”出來,釋放到水中,從而降低室溫,達(dá)到制冷的效果。其能量流動(dòng)是利用熱泵機(jī)組所消耗能量(電能)吸取的全部熱能(即電能+吸收的熱能)一起排輸至高溫?zé)嵩?,而起所消耗能量作用的是使介質(zhì)壓縮至高溫高壓狀態(tài),從而達(dá)到吸收低溫?zé)嵩粗袩崮艿淖饔谩?/span>
污水源熱泵系統(tǒng)由通過水源水管路和冷熱水管路的水源系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)、末端系統(tǒng)等部分相連接組成。根據(jù)原生污水是否直接進(jìn)熱泵機(jī)組蒸發(fā)器或者冷凝器可以將該系統(tǒng)分為直接利用和間接利用兩種方式。直接利用方式是指將污水中的熱量通過熱泵回收后輸送到采暖空調(diào)建筑物;間接利用方式是指污水先通過熱交換器進(jìn)行熱交換后,再把污水中的熱量通過熱泵進(jìn)行回收輸送到采暖空調(diào)建筑物。
方案二:離心式冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t+地源熱泵
采用該種方式,技術(shù)成熟,冬季能耗較大,需單獨(dú)設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t房。系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)需注意以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)事項(xiàng),以充分降低運(yùn)行費(fèi)用。
(1)地源熱泵可按照50%熱負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì),可降低初投資,并起到過渡季節(jié)或冬季熱負(fù)荷較低時(shí)期的供熱調(diào)節(jié)作用。當(dāng)夏季制冷峰值負(fù)荷時(shí),可采用地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰運(yùn)行,調(diào)峰運(yùn)行工況時(shí),地源工況優(yōu)于傳統(tǒng)離心式冷水機(jī)組,可進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)用。
(2)夏季選擇離心式冷水機(jī)組和冷卻塔制取7/12℃冷凍水,非峰值制冷期,系統(tǒng)能效比高。
(3)可結(jié)合冰蓄冷或水蓄冷裝置,空調(diào)冷凍水系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用8℃供回水溫差,降低水泵輸送能耗,并充分利用峰谷平電價(jià)差,以降低運(yùn)行費(fèi)用;
冬季采用燃?xì)忮仩t提供空調(diào)熱水,供回水溫度60/50℃。過渡季節(jié)或冬季熱負(fù)荷較低時(shí),采用地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。
方案三:多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)
多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)是戶用中央空調(diào)的一個(gè)類型,俗稱”一拖多”,指的是一臺(tái)室外機(jī)通過配管連接兩臺(tái)或兩臺(tái)以上室內(nèi)機(jī),室外側(cè)采用風(fēng)冷換熱形式、室內(nèi)側(cè)采用直接蒸發(fā)換熱形式的一次制冷劑空調(diào)系統(tǒng)。
(1)控制先進(jìn),運(yùn)行可靠。
(2)寒冷地區(qū)多聯(lián)機(jī)配置需按照冬季負(fù)荷進(jìn)行校核,裝機(jī)量加大,初投資增多,且冬季存在融霜現(xiàn)象,能耗較大;
(3)機(jī)組適應(yīng)性好,制冷制熱溫度范圍寬。
(4)設(shè)計(jì)自由度高,安裝和計(jì)費(fèi)方便。
(5)多聯(lián)機(jī)室內(nèi)外均為銅管連接,初投資較高。它可實(shí)現(xiàn)各室內(nèi)機(jī)的集中管理,采用網(wǎng)絡(luò)控制??蓡为?dú)啟動(dòng)一臺(tái)室內(nèi)機(jī)運(yùn)行,也可多臺(tái)室內(nèi)機(jī)同時(shí)啟動(dòng),控制靈活。
(6)多聯(lián)機(jī)空調(diào)室外機(jī)需放置于樓頂或地面,有可能影響室外環(huán)境布置。且對(duì)于高層或超高層建筑,需設(shè)置中間設(shè)備層,放置室外機(jī),并設(shè)置百葉窗,通過風(fēng)管將機(jī)組進(jìn)出口氣流引出室外,以保證機(jī)組對(duì)流換熱效果。
(7)長(zhǎng)配管、高落差。多聯(lián)機(jī)空調(diào)可實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)配管125米安裝,與室內(nèi)機(jī)落差可做到50米;兩個(gè)室內(nèi)機(jī)之間的落差可做到30米。
方案四:風(fēng)冷熱泵+集中供熱
采用該方案,可充分利用市政集中供熱為建筑提供熱源,并在夏季借助風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)為建筑提供冷源,風(fēng)冷熱泵為水-風(fēng)系統(tǒng),末端為水系統(tǒng),可與風(fēng)機(jī)盤管及地暖系統(tǒng)相結(jié)合。
(1)采用該方案有如下特點(diǎn):
(2)該采用市政集中供熱,需要繳納市政配套費(fèi),且對(duì)于公共建筑,配套費(fèi)用接至建筑紅線,紅線內(nèi)的換熱站及園區(qū)供熱管網(wǎng)、末端裝置均由開發(fā)商自行投資實(shí)施。
(3)夏季采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組進(jìn)行制冷,系統(tǒng)能效比可達(dá)到3.0以上。
(4)在過渡季節(jié),可利用風(fēng)冷熱泵進(jìn)行輔助供熱。
(5)冬夏需要在建筑物總?cè)霊艄苌锨袚Q季節(jié)轉(zhuǎn)換閥門,需要物業(yè)管理人員進(jìn)行實(shí)施,操作方便。
(6)采用該方案,需要制定風(fēng)冷熱泵的位置,風(fēng)冷熱泵需放置于樓頂或地面,有可能影響室外環(huán)境布置。其主機(jī)與多聯(lián)機(jī)相似。
(7)風(fēng)冷熱泵可以根據(jù)建筑單體靈活布置,夏季運(yùn)行可根據(jù)供回水溫度進(jìn)行臺(tái)數(shù)控制、負(fù)荷調(diào)節(jié)控制靈活。冬季集中供熱由供熱公司統(tǒng)一管理收費(fèi)。
(8)單體建筑需要設(shè)置獨(dú)立的泵房。
(9)冬季采用集中供熱時(shí),需要將風(fēng)冷熱泵室外機(jī)組內(nèi)部水防空,以免凍裂。
方案名稱 |
方案一:地源熱泵+污水源中央空調(diào) |
方案二:離心式冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t+地源熱泵 |
方案三:多聯(lián)機(jī)系統(tǒng) |
方案四:風(fēng)冷熱泵+集中供熱 |
冷熱源形式 |
土壤源+污水源 |
冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t+地源熱泵 |
空氣源 |
空氣源 |
有無(wú)室外機(jī) |
無(wú) |
冷卻塔 |
多聯(lián)室外機(jī)模塊 |
室外機(jī)模塊 |
室外天氣影響 |
水地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行不受室外天氣影響 |
冷卻塔存在熱島效應(yīng);夏季高溫峰值運(yùn)行時(shí), 結(jié)合地源熱泵工況,提高系統(tǒng)能效 |
夏季高溫時(shí),多聯(lián)機(jī)制冷效率下降;冬季低溫時(shí),制熱效率下降,需增加除霜模式及輔助電加熱 |
夏季高溫時(shí),制冷效率下降;冬季,采用集中供熱 |
控制系統(tǒng) |
集中控制,可做到無(wú)人值守 |
冷水機(jī)組集中控制,可做到無(wú)人值守 燃?xì)忮仩t房需獨(dú)立設(shè)置 |
集中控制,可做到無(wú)人值守 |
集中控制,可做到無(wú)人值守 |
噪音問題 |
機(jī)組集中于機(jī)房?jī)?nèi),室內(nèi)噪聲低 |
存在噪聲隱患,室外冷卻塔有噪音 |
多聯(lián)機(jī)組在室外,噪聲較大 |
熱泵機(jī)組在室外,噪聲較大 |
安裝空間 |
室內(nèi)水系統(tǒng),占用空間不大,但有安裝坡度要求 |
需室外放置冷卻塔, 室內(nèi)水系統(tǒng),占用空間不大,有安裝坡度要求 |
室內(nèi)氟系統(tǒng),吊頂空間要求低, 安全防護(hù)要求高 |
室內(nèi)水系統(tǒng),占用空間不大,有安裝坡度要求 |
使用壽命 |
地埋管系統(tǒng)使用壽命50年,污水源側(cè)設(shè)備材料采用耐腐蝕材料,機(jī)組使用壽命一般為15~20年 |
冷水機(jī)組位于機(jī)房?jī)?nèi),一般為15年, |
多聯(lián)機(jī)組位于室外,風(fēng)吹雨淋,影響使用壽命 |
熱泵機(jī)組位于室外,風(fēng)吹雨淋,影響使用壽命 |
初投資估算(元/m2) |
380~450 |
350~400 |
380~430 |
350~380 |
空調(diào)全年運(yùn)行費(fèi)用估算(元/m2) |
25~35 |
40~45 |
50~55 |
55~60 |
維護(hù)管理方面 |
維護(hù)管理復(fù)雜,單臺(tái)主機(jī)維修時(shí),系統(tǒng)制冷量減少,但不影響整體使用 |
維護(hù)管理復(fù)雜;系統(tǒng)維修時(shí)不影響整個(gè)建筑物空調(diào)使用 |
維護(hù)管理成本較高,主機(jī)維修時(shí),影響 該部分空調(diào)區(qū)域使用 |
維護(hù)管理復(fù)雜,單臺(tái)主機(jī)維修時(shí),系統(tǒng)制冷量減少,但不影響整體使用 |
節(jié)能政策 |
可申請(qǐng)政府節(jié)能補(bǔ)貼 |
可申請(qǐng)政府節(jié)能補(bǔ)貼 |
無(wú) |
無(wú) |