高性能空调系统

位于意大利天诺出版集团(Tecniche Nuove)的新总部大楼于2014年落成,楼高13层,总有效面积约4,300m2。底层设计规划成一个双高大厅、一个70个座位的会议室和一个休息区,而通过大型螺旋形楼梯连通一楼,后者用作会议厅。三楼至十三楼布局为开放式办公空间,每层的有效面积约为340m2。地下二层为设备区,安装空气处理机组、配电柜和所有设备的控制点,而供热供冷中心建在地下一层,同时在这两层中预留车库位置。

该建筑按两半完全对称的椭圆形平面图建造,每一半有其自有的服务功能区域(卫生间、楼道、电梯)。大楼为全高连续玻璃幕墙和东西朝向,这两个建筑特征直接影响空调系统的设计。透明和不透明的幕墙为透光率0.7W/m2.K的低辐射中空玻璃构成,其卓越的隔热特性大大减少了热负荷。此外,依仗玻璃本身的高遮阳性能(太阳能吸收因数0.34),有可能抑制冷负荷。同一楼层的朝南一面和朝北一面按相反方式利用空调系统,从而能够确保对这两个区域内的温度实现差别化控制。

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开路    地热系统

利用配备热泵的两个冷冻机组组成的开路地热系统为大楼空调系统制取一次传热液,将地下水用作为夏天的排热工具和冬天的供暖热源。地下水按15℃温度从深井汲上(使用一台变频器变速的潜水泵)而排入一条地面河道。深井水回路利用一台板式换热器与冷冻机组的一次回路相隔离。

冷冻机组能够同时生产7℃的冷冻水和45℃的热水。由于有冷冻水水箱和热水水箱这两个蓄水水箱,能够随时供给空调系统所需要的传热液。只是在某些时候楼内不会要求同时供暖和供冷,因此地下水回路会缺少能量平衡。用地下水热泵实现地热供电,保证了很高的能效,总体上减少了对当地的环境影响。

冷冻机组安装在地下室的设备区。每个冷冻机组能够提供约580kW的冷能和670kW的热能,机组配备了双螺杆压缩机和冷媒HFC134a的工作回路。

冷冻水分配管网起自表冷器。由此起分成两个二次回路,于是,分别供给空气处理机组的换热器组和冷梁。对于空气处理机组的换热器组供应7℃冷冻水,以确保一次风除湿,而供给冷梁的却是15℃的冷水,是通过与系统回水回路连接的三通混合阀获得的。45℃热水的分配管路除了供给空气处理机组和冷梁之外,还供给安装在卫生间中的散热片。

利用安装在供冷供热站内的电动泵保证冷热水的循环流动,二次回路的电动泵是变频器变速的电动泵。

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采用冷梁的系统

室内空调选用主动式冷梁,齐平嵌入吊顶安装。选择这种形式的空调终端(无过滤器、凝水盘和风扇)既可以确保达到高度舒适的温湿度、噪声和空气质量条件,又能实现低能耗并降低维护成本。

四管式配水系统能够通过独立的管网,同时将输送中的热水和冷冻水供给终端,因而可以独立的方式保证每个季节中每间房间要求的温度条件。

此外,每根冷梁按照夏天最低16℃温度、冬季最高20℃温度,供给流量35L/s的一次风。为满足室内负荷,每层安装26根冷梁,长度为2,400–3,000mm。2,400mm型式的供冷功率为1,364W,供暖功率为988W,驻留区的声压级为24.5dBA,而3,000mm型式的供冷功率为1,590W,供暖功率为1,130W,声压级为29dBA。

冷梁的尺寸和设置位置基于对室内空气流动的动态模拟而定,以确保驻留区内的剩余空气流速不超过0.15m/s。冷梁上拥有不少定向翅片,可根据工作位置和滑动调节装置调节进风模式,改变进风孔的孔径,细分两条风道的不同的进风量。为了可以调整风量,每根冷梁都配置了一个压力口(用于读出风量数据)和一个光圈式挡板。这样便可完美地调试冷梁并在将来万一修改空调指标时可以重新调整。

至于水暖回路,每根冷梁都配置了二位二通阀,通过设置在室内的一个温度探头,由电子控制器调整控制阀的动作。冷梁的冷冻水进口温度始终维持在15℃之上,以避免室内潮气结露的风险。此外,为了更安全起见,在冷冻水进口处安装结露检测探头,一旦感测到冷凝形成,便发信关闭阀门。水暖回路配置了平衡阀,以平衡每个楼层的水流量。

一次风

供给冷梁的一次风处理机组须保证卫生换气并控制室内湿度,还要进一步为室内供冷,这样空气有可能以16℃以下的温度连续输入室内,而高效率的引流作用可以使引入的空气与室内空气混合,避免出现穿堂冷风。

考虑设置两个处理机组,安装在地下二层的设备区,每个机组的处理能力为25,000m3/h。这两个机组分别负责大楼的左面区域和右面区域的空气处理,除了针对办公区之外,还服务于底层和一楼的公共空间。

空气处理机组结构中有送风和回风两个附加单元。送风单元的构成中包括旋转式换热器、两级高效过滤G3+F8、预热段、冷却段、带浸入式电极加湿器生产蒸汽的等温加湿段、后加热段及配备变频器的送风机。然而,回风单元中却设置了配备变频器的抽风机和保护同流换热器的高效过滤段G3。在送风风道和回风风道上安装了七级消声器。通过设置在幕墙中的隔栅取得新风和排出废气,为此相应组入了带消声器的静压箱。

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夏季,空气处理机组将从户外抽入的新风冷却到饱和温度(13-14℃),以确保室内除湿,然后,因冷冻机组余热生产的热水供给后加热段而慢慢地被加热到16℃。

处理后的新风经保温包覆的镀锌钢板风道网,送向各个楼层,而风道固定在立柱上,穿过两个竖井,然后沿水平一直伸入吊顶中。

污浊空气借助墙上隔栅和通风阀分别从办公室和卫生间向外抽出。卫生间依靠由冷梁的热水管网供给的铝散热片和恒温阀实现供暖。

大厅和会议室

设在一楼会议室的空调设备为嵌入型主动式冷梁,连接与办公室用相同的风道网和水管网。相反,底层各区(大厅、会议室和休息区)是由四管式风机盘管系统和一次风实现空调,也是连接与办公室用相同的风道网和水管网。

在会议室和休息区内,通过装在吊顶上的高诱导线型风口出风,而双高入口大厅利用长喷嘴风口喷风。此外,双高大厅的供暖采用的是辐射地板。

监控系统

全部空调系统都依靠基于独立型微处理数字控制器(DDC)的 BMS 监控系统,通过 BacNet 协议实施管理。供热供冷中心的控制器管理着冷冻机组和循环泵的运行和对二次回路温度的控制。特别是,通过操作三通混合阀,控制冷梁的冷冻水供给温度。在冬季,根据外界气温,基于温度曲线设定为45-35℃,校正冷冻水温度。而且,总是有可能将冷冻水供给温度设定为恒定值。

在夏季,将冷冻水的供给温度控制到15℃的固定点,然而,在这种情况下也有可能根据外界气温校正供给温度,譬如,当供给温度下降到低于26℃时提高此温度。

空气处理机组的调节是依靠安装在供热段、供冷段和加湿段中的内部温湿度探头、数字控制器和二通阀而实现的。

根据外界气温,基于设定在20℃(气温-5℃)-16℃(气温35℃)之间的温度曲线,校正补偿送风温度,控制系统依照后加热段中的阀门状态而动作。

为了控制楼内条件,各个区域都配备了带显示的恒温器,按照相对于集中控制设定温度21℃(冬季)和26℃(夏季)偏差+/-2℃的程度,对室内温度作个性化管理。

配备了个人电脑的监控系统不仅用于确定运行设定点与远程显示信号和报警,而且还可实施能耗计费、能源分析和趋势预测,并能为日常维护作业编程。

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