中国人寿大厦空调节能设计.ppt
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1、中国人寿大厦空调节能设计,中国建筑设计研究院 潘云钢,中国人寿大厦空调节能设计 基本情况,总平面示意图,中国人寿大厦空调节能设计 基本情况,建设地点:北京朝阳区朝外大街商业中心D区 设计时间:1995年10月1996年10月 使用时间:2001年10月30日 建筑面积:116939m2 建筑性质:自用、租售办公和商业、会议、餐饮、娱乐为一体的大型综合性、智能化、超高层建筑 建筑高度:165m。 设计单位:美国B+H设计公司,中国建筑设计研究院,中国人寿大厦空调节能设计 基本情况,楼层及主要房间功能: 地下3层:汽车库, 冷冻机房, 水处理间, 水池及水泵房等; 地下2层:汽车库, 变配电室,
2、热交换间, 职工卫生间, 空调机房等; 地下1层:汽车库及中巴车站, 自行车库, 柴油机房, 职工餐厅及其厨房, 四季厅门厅, 超级市场等; 13层:门厅大堂, 四季厅, 自动扶梯厅, 零售商场等;,中国人寿大厦空调节能设计 基本情况,楼层及主要房间功能: 4层:门厅大堂, 四季厅, 自动扶梯厅, 游泳池, 中、西餐厅及厨房; 5层:门厅大堂, 四季厅, 自动扶梯厅, 保龄球室, 健身娱乐室等; 615层、1727层:办公室; 16层:消防避难层; 2830层:办公室及机械用房; 31、32层:多功能厅。,中国人寿大厦空调节能设计 基本情况,楼层及主要房间功能: 以上是首次施工图设计时确定的房
3、间功能,在以后的施工进行过程中,甲方由于出租、销售等原因,对房间功能进行了一定的调整。如:首层增加了银行、游泳池由四层改至地下三层(会所制)、取消了保龄球室、在三层增加了大型会议室、健身娱乐的主要用途改到了地下一层等等。 层高情况:办公层:3.5m,裙房4.25.1m。,中国人寿大厦空调节能设计 建筑热工情况,建筑热工主要参数: 窗墙比约为39%、体型系数0.28 Low-E玻璃,传热系数为2.5W/m2.K ,窗玻 璃遮阳系数为0.5 外墙围护结构的平均传热系数0.6W/m2.K 主要外墙的做法: (1)单层玻璃+90mm玻璃棉+石膏板; (2)15mm花岗石+90mm玻璃棉+石膏板。,中国
4、人寿大厦空调节能设计 建筑热工情况,建筑热工主要参数: 屋顶平均传热系数为0.58W/m2.K 屋顶做法:参考标准图88J1-屋35,其中保 温层改为:100mm聚苯乙烯 悬挑楼板以及空调空间与非空调空间之间的 分隔楼板采用50mm厚聚乙烯保温,传热系数 不大于0.8W/m2.K,中国人寿大厦空调节能设计 空调水系统设计,冷、热量及其指标 总耗冷量:10000kW,设计冷指标:88W/m2 总耗热量:7995kW,设计热指标: 67W/m2 冷、热源设备 冷水机组:离心式,4X750RT (原外方计算装机容量4X800RT,中方计算装机容量4X700RT,协商后取现值4X750RT) 热源:一
5、次热源由城市热网供应,热交换站 由北京煤热设计院负责设计。,中国人寿大厦空调节能设计 空调水系统设计,空调冷水参数冷水设计水温:6.613 考虑到水泵及管道温升, 实际空调机组的进水温度约在6.8左右,选择表冷器时按照7/13考虑。 减少大约15%20%的冷水泵设计流量和装机容量。 由于办公面积紧张, 建筑造价较高、空间有限, 增大水温差后由于流量减少使得管道尺 寸得以减小。 需要考虑到由于表冷器供回水温差增大带来的传热温差减小的问题通过计算合理选择。 需要考虑到冷水机组由于水温变化对COP的影响本工程提出的设计状态下的COP值为5.8(0.62kW/RT)。,中国人寿大厦空调节能设计 空调水
6、系统设计,空调冷水系统二次泵变流量系统 冷源系统图,中国人寿大厦空调节能设计 空调水系统设计,二次泵变流量系统的应用理由: 1.系统非线性原因 (1)一般的空调机组都具有非线性特性,表达如下: q=1/1+( 1g - 1 ) (2)选择本楼中有代表性的空调机组(如办公层外区和内区机组、裙房机组和新风机组)的静特性计算表明:其特征系数大约在0.250.4之间(其中变风量系统较大,定风量系统相对较小,新风机组最小); (3)本工程末端主要采用空调机组(水流量采用二通调节阀控制),风机盘管相对较少;因此,空调水系统的特性与空调机组类似。同时,考虑到设备的同时运行系数问题,可以肯定的是:系统的特征参
7、数必定小于上述末端按照同时运行的加权平均值(大约0.30.35)。,中国人寿大厦空调节能设计 空调水系统设计,二次泵变流量系统的应用理由: 2.冷水机组按照定流量方式 (1)在设计时(1995年),已经有人提出了冷水机组的变流量运行和控制的问题。 (2)至今为止,变流量问题仍然处于一种研究和工程试点的状态,尚没有一个完整的、合理可行的、可靠的解决措施尤其是自动控制(作者个人看法)。 (3)结合本工程规模较大的特点,从设计的可靠性和安全性来考虑,冷水机组定流量是本工程的一个安全措施之一。,中国人寿大厦空调节能设计 空调水系统设计,二次泵变流量系统的应用理由: 3.考虑内、外区冷、热水系统的同时分
8、别供应和转换 (1)水系统分为内、外区建筑存在内区要求供冷水而外区同时要求供热水的状况(例如在过渡季气候及不太寒冷的冬季气候时); (2)通过设于冷冻机房内的冷热水管上的电动阀的切换来实现上述工况转换; (3)在外区环路中设计的旁通阀V9,使上述转换过程中,不会发生高的回水温度直接进入冷水机组对机组来可能造成的损坏,保证进入冷水机组的水温在20以下(如果采用一次泵系统,直接转换时,有可能发生高温热水回水未经过降温就进入冷水机组的情况)。,中国人寿大厦空调节能设计 空调水系统设计,冷水泵参数及控制: 1.水泵扬程的选择应以平衡管为分界线。 2.运行控制方式: (1)一次泵定速,随冷水机组起、停;
9、 (2)二次泵采用变频转速供、回水压差控制。 3.水泵设计选择参数: (1)一次泵(共四台) 流量:378m3/h,扬程:16m,安装容量:30kW; (2)外区系统二次泵(共二台) 流量:340m3/h,扬程:30m,安装容量:45kW; (3)内区系统二次泵(共二台) 流量:440m3/h,扬程:34m,安装容量:75kW;,中国人寿大厦空调节能设计 空调水系统设计,二次泵扬程问题: 1.无论外区还是内区,本工程中二次泵扬程显得过高(设计中也有这种理性判断); 2. 由于本工程管道比较小,流速较大(最大管内设计流速2.5m/s),此数据又是通过精确的水力计算出来的结果,因此设计时无理由对其
10、否定。 3.实际运行情况:经过两年的运行表明:二次泵的实际运行频率绝大多数时间不超过40Hz,经过与水泵厂家的资料核算,相当于实际扬程在2022m左右(水泵进出口的压力表提供的记录参数也证明了这一点)。 4.因此,还需要对目前的水力计算资料(尤其是一些局部阻力系数的取值)进行一定的准确性评价。,中国人寿大厦空调节能设计 空调风系统设计,裙楼风系统: 1.绝大部分房间采用了双风机定风量系统(包括餐厅、会议厅、大门厅、四季厅、自动扶梯厅等等)。 2.销售精品店采用风机盘管加新风系统(初步设计确定建筑不能提供机房),其中包括一部分内区房间。冬季或过渡季的解决方案:新风空调机采用双速风机(实际实施为配
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