用熱回收還是常規水冷機組?商業綜合體的冷熱源配置該如何選擇?

2021-05-28 08:37 水冷網編輯 未知
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  一、工程概況

  設計對象為夏熱冬冷地區某商業綜合體,由裙樓和南、北兩棟塔樓構成。本次設計對象為裙樓和南棟塔樓的空調及南、北棟塔樓的生活熱水部分。裙樓1~4層為商場、餐飲,是未區域劃分的大開間結構;南棟塔樓建筑為四星級酒店,建筑高度99.75m,共28層,酒店分不同功能的房間,其中,6層以保健按摩室為主,7層以酒店辦公室為主,8-28層為酒店休息室,各層另設服務臺、服務休息室等公共區域。其中酒店建筑面積23436.4m2,商場建筑面積19384.6m2。

  二、負荷計算

  依據國家、地方及行業規范,結合調研結果確定圍護結構熱工參數、室內外設計參數、新風量和人員密度,以及人員、燈光、設備及空調運行作息等參數進行負荷計算(商場人員作息設置見表1,調研得到)。其中各樓層照明功率設定參考ASHRAE Standard 90.1-2016,結合許旺發等人提出的節能措施,建議采用高效率節能燈(LED)搭配電子式鎮流器。為保證本次計算結果的可靠性,本建筑設計日負荷的手工冷負荷計算方法為諧波法的工程簡化計算方法 ,熱負荷計算方法為穩態算法,采鴻業負荷計算軟件進行驗證,能耗模擬軟件DeST和EnergyPlus對該建筑進行全年能耗模擬,得到8760小時的建筑逐時負荷值,模擬時參數設定力求與設計完全一致。模擬結果和手算結果列表對比見表2。

  對比手算、鴻業、DeST及EnergyPlus計算結果,以手算負荷為基準,其余三者夏季最大負荷偏差依次為:-11.35%、+14.21%、-8.09%;冬季最大負荷偏差依次為:-0.87%、-8.98%、-12.54%?梢娯摵傻挠嬎憬Y果是相對真實可信的。其中針對夏季負荷計算結果,取四者平均值為3174.48kW,與手算值較為接近。冬季計算結果對比可知DeST偏差較大,去除該結果后,考慮冬季供熱的保障性,且三者負荷值差異較小,仍取手算值進行設計。

  綜合體設計日逐時冷負荷構成見圖1。結合調研設置各區域作息:商場營業時間10:00~22:00,商場辦公時間9:00~22:00,商場餐飲部分營業時間7:00~22:00,酒店門廳、服務臺、電梯廳前室等24小時運行。塔樓按24小時運行。因而圖1中綜合體總負荷呈現兩段差異顯著。

  三、空調季劃分

  綜合體功能多樣,不同區域負荷日峰值出現時段不同。為更好劃分空調季,充分發揮綜合體能源調配優點,減小主機容量。

  四、主機配比

  根據模擬及空調季劃分結果統計供冷季負荷累計頻率圖和供熱季負荷累計頻率,見圖5-6.考慮過渡季的建筑內區可能出現冷負荷,但該時間段室外空氣的焓值較低,采用free cooling 的方法解決內區冷負荷問題,遂此次統計中不包括在內。由供冷季部分負荷情況可大致確定供冷主機配比2:3:3:2調節較優。而供熱季主機配比則參考裙樓、塔樓負荷占比,綜合體部分負荷情況決定,且需控制主機臺數不宜過多。

  圖七

  五、生活熱水

  綜合體塔樓為四星級酒店,需要供應生活熱水。參考ASHRAE手冊中熱水供應(Service Water Heating)的相關章節,結合調研結果得到:生活熱水負荷呈現“雙峰性”:用水的高峰期集中在早上6:00~8:00和晚上19:00~22:00之間。黃璞潔[5]等人設計某酒店冷熱源時采用冷凝熱全熱回收熱泵機加燃氣鍋爐作為輔助熱源組制備生活熱水,9個月回收初投資。劉坡軍[6]等人通過計算分析提出冷水機組冷凝熱回收制備生活熱水具有極大節能潛力。本設計通過計算設計日逐時空調和熱水負荷對比,得到空調冷負荷(對應空調冷凝熱)逐時值遠大于熱水逐時負荷,尤其是在白天時段,只需要回收當天冷凝熱總量的12%,即可滿組熱水需求。計算整個供冷季得到空調冷凝熱的數值均遠大于生活熱水的供應熱量,計算結果見圖7。所以,通過一定的技術手段回收冷凝熱量以制備生活熱水是非?尚械。因此在冷熱源的選擇時,建議側重考慮對冷凝熱的利用。同時為保證酒店生活熱水充足供應,系統設計時需要配備輔助熱源及蓄熱箱。

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