连载· 34 |《变风量空调系统》——5.5 新型变风量系统设计案例
2018-02-23
以下假定同一商务写字楼在不同地域（分别位于北京、上海、广州）进行标准层变 风量空调风系统和控制系统设计，并给出三种标准层设计范例。
5.5.1项目概况
该写字楼为高层建筑，标准层建筑面积为 1971.6m2，设计层高为 4.2m，吊顶以下为 2.7m，中央空调冷源采用离心式水冷机组，热源采用燃气锅炉。水系统高低分区，夏季低区冷冻水设计供回水温度为 5/12℃，高区通过板式换热器供冷，冷冻水供回水温度为 6/13℃。末端空调采用变风量大温差低温送风系统，空调送风温度设计值为 12℃，室内设计状态点为内区 25℃、50%，外区 26℃、50%，室内噪声要求不大于 45dB。
5.5.2空调系统设计
空调风系统按内外分区设置，距离外墙 4m 以内为外区，并且将外区分为东西南北、 四角，共八个区域分别进行逐时负荷计算，内区作为一个区域进行负荷计算，空调时间 8 ：00~18 ：00。不同地区空调冷负荷计算结果见表 5-23~ 表 5-25，逐时单位面积冷负 荷变化曲线如图 5-22~ 图 5-24 所示。标准层总面积 1971.6m2，外区空调面积 612.5m2， 内区空调面积 1008m2。空调面积冷指 标：北京 105.7W/m2、 上 海 117.7W/m2、广州 115.1W/m2；总建筑冷指标：北京 86.9W/m2、上海 96.8W/m2、广州 94.8W/m2。
根据不同地域的空调负荷特点，进行变风量空调系统设计，具体空调末端设备配置情况见表 5-26。根据总尖峰负荷进行空调处理机组选型设计，选型结果见表 5-27。根 据各区域负荷情况，进行末端设备配置设计，选型结果见表 5-28、表 5-29。
1. 内外分区示意图如图5-21所示。
图 5-21 内外分区示意图
表 5-23 北京地区负荷计算结果 （W/m2）
表 5-24 上海地区负荷计算结果 （W/m2）
表 5-25 广州地区负荷计算结果 （W/m2）
表 5-26 空调末端设备配置情况
表 5-27 空调处理机组配置情况
图 5-22 北京地区不同朝向分区的逐时面积冷负荷变化曲线图（W/m2）
图 5-23 上海地区不同朝向分区的逐时面积冷负荷变化曲线图（W/m2）
图 5-24 广州地区不同朝向分区的逐时面积冷负荷变化曲线图（W/m2）
表 5-28 空调末端设备配置数量表
表 5-29 变风量空调智慧控制柜（RM5600）选型配置情况
2. 三种典型区域标准层空调风系统平面图
（1）北京地区：内区单风道，风机盘管。
（2）上海地区：内区单风道，外区并联。
（3）广州地区：内区单风道，外区单风道。
3. 变风量空调系统的节能分析
（1）变风量空调系统的年运行耗电量计算。北京、上海、广州三个地区办公楼的夏 季制冷运行时间分别假定为 3 个月、4 个月和 5 个月，商务写字楼空调一周工作 5 天， 则夏季制冷空调实际运行天数大约分别按 60 天、80 天、120 天计算，每天运行时间为 10h；冬季制热空调实际运行天数大约分别按 85 天、60 天、0 天。考虑部分负荷的影响， 采用变风量空调系统时，其风系统的年运行耗电量计算结果见表 5-30~ 表 5-32。
表 5-30 北京地区变风量空调系统年运行耗电量
注 1. 空气处理机组变频器的最低频率按 20Hz 考虑，25% 负荷工况下，变频器按最低频率运行。
2. 空调末端设备配置情况参见表 5-28，并联式风机动力型 VAV-TMN 的风机功率参见表 5-4，FP-6.3WA 的风机功率为 39W。
3. 上海、广州地区变风量空调系统的设置参数与上述两点相同。
（2）定风量空调系统的年运行耗电量计算。如采用定风量空调系统设计时，空气处 理机组的风量需按照各分区最大风量的和进行配置，其具体的配置情况见表 5-33。
表 5-33 空气处理机组配置情况
表 5-31 上海地区变风量空调系统年运行耗电量
表 5-32 广州地区变风量空调系统年运行耗电量
采用定风量空调系统时，其风系统的年运行耗电量见表 5-34。
表 5-34 定风量空调系统年运行耗电量
（3）变风量空调系统的节能率。相对于定风量空调系统，采用变风量空调系统时的 节能率见表 5-35。
表 5-35 变风量空调系统的节能率
北京、上海、广州地区办公楼变风量系统风管平面图如图 5-25~ 图 5-27 所示。
图 5-25 北京地区某办公楼变风量系统风管平面图
（外区并联 VAV BOX，内区单风道）
图 5-26 上海地区某办公楼变风量系统风管平面图
（外区并联 VAV BOX，内区单风道）
图 5-27 广州地区某办公楼变风量系统风管平面图
（内、外区单风道）
