大型建筑尤其是高层建筑,其空调系统具有容量大、负荷波动性大、能耗高、系统结构复杂等特点。合理分区可以有效提高空调系统的调控能力和节能效果。分区原则分区时应遵循以下原则:负荷特性相似性:同一分区内空调负
大型建筑尤其是高层建筑,其空调系统具有容量大、负荷波动性大、能耗高、系统结构复杂等特点。合理分区可以有效提高空调系统的调控能力和节能效果。
分区原则
分区时应遵循以下原则:
负荷特性相似性:同一分区内空调负荷特性相似,可确保独立分区后空调系统仍能稳定高效运行。
空间独立性:分区之间空间独立,有利于分区内空调系统的单独控制和故障隔离。
系统完整性:分区后的系统应保持完整性,包括冷源、末端设备、管网等。
节能性:分区后有利于根据不同区域的负荷变化进行独立调节,节约能源。
可维护性:分区应方便维护检修,避免分区间相互影响。
经济性:分区方案应经济合理,兼顾投资和运行成本。
分区方法
根据不同的建筑结构、功能分区和空调负荷特性,高层中央空调系统分区可分为以下几种方法:
水平分区:按楼层或区域水平划分,适用于单体建筑或楼层功能相近的建筑。
垂直分区:按建筑高度垂直划分,适用于高层建筑,可根据不同高度的负荷特性进行分区。
混合分区:结合水平和垂直分区,适用于复杂结构或功能多样的建筑。
功能分区:按空调负荷特性和使用功能划分,适用于不同使用性质的区域,如办公、住宅、商业等。
空间分区:按空间大小、形状和位置划分,适用于空间较大的建筑或具有特殊结构的区域。
分区设计
分区设计时应考虑以下因素:
空调负荷:分区内最大的制冷负荷和供暖负荷,决定了分区冷源和末端设备的容量。
空间大小:分区空间大小影响管线长度和末端设备数量,影响空调系统的经济性和运行成本。
建筑结构:建筑结构对空调系统的设计和安装有影响,需考虑隔墙、管道井、吊顶等因素。
功能要求:不同功能区域对温度、湿度、空气洁净度等有不同的要求,分区应满足这些要求。
管网布置:分区后管网布置应优化,减少管网长度和阻力,降低能耗。
控制方式:不同分区可采用不同的控制方式,如集中控制、分散控制或智能控制。
分区优化
分区设计完成后,可通过以下方法进行优化:
负荷均衡:优化分区负荷分配,使各分区冷负荷和热负荷尽可能均衡。
管网优化:优化管网布置,减少管网长度和阻力,改善空调系统的效率。
末端设备选型:根据不同分区负荷特性,合理选用末端设备,提高空调系统的控制精度和节能效果。
控制策略优化:优化空调系统控制策略,实现分区域独立控制,节约能源。
运维优化:优化空调系统的运维管理,提高系统效率和使用寿命。
定期评估:定期评估空调系统分区方案的有效性,并根据实际情况进行调整和优化。
分区实施
分区方案实施时应注意以下事项:
冷源系统:分区后冷源系统应满足各分区冷负荷和热负荷的要求,需考虑冷源容量、热回收和冷媒分配等因素。
末端设备:分区后末端设备应满足分区内温度、湿度、空气洁净度等要求,需考虑末端设备类型、容量和布置等因素。
管网系统:分区后管网系统应满足各分区冷媒和冷量分配的要求,需考虑管径、管路走向和管网保温等因素。
控制系统:分区后控制系统应实现各分区独立控制,需考虑控制方式、控制策略和控制参数等因素。
运维管理:分区后需建立完善的运维管理体系,确保空调系统高效稳定运行。
成本控制:分区实施应充分考虑投资成本和运行成本,并结合实际情况进行优化。
案例分析
某高层办公楼空调系统分区设计案例:
建筑概况:总建筑面积约50000平方米,地上25层,地下2层,用途为办公。
空调负荷:该办公楼为全年空调,夏季制冷负荷最大约为2200kW,冬季供暖负荷最大约为1500kW。
分区方案:经分析,该办公楼采用混合分区方案,即按楼层和功能区域分区。
分区设计:办公楼按楼层分为5个分区,每层为一个分区,其中1-5层为办公区,6-10层为会议室区,11-15层为机房区,16-20层为办公区,21-25层为管理区。
分区优化:通过负荷均衡、管网优化和控制策略优化,提高了空调系统的效率和节能效果。
分区实施:严格按照分区方案实施,选用节能高效的末端设备,采用智能控制系统,并建立完善的运维管理体系。
分区效果
实施分区后,该办公楼空调系统取得以下效果:
节能:分区后,空调系统冷负荷和热负荷均衡性提高,减少了空调系统的运行时间和能耗,节能率达15%以上。
舒适性:分区后,各分区温度、湿度、空气洁净度得到有效控制,提高了室内舒适度和工作效率。
可靠性:分区后,各分区独立运行,故障发生时影响范围较小,提高了空调系统的可靠性和维修方便性。
可控性:分区后,各分区可根据实际需求独立控制,便于管理和维护。
经济性:分区方案投资成本合理,运行成本较低,经济性好。
高层中央空调系统分区是提高空调系统调控能力、节约能源、提高舒适度和可靠性的一项重要措施。分区方案应遵循科学合理的原则,并结合实际情况进行优化和实施。通过合理的分区,可以为建筑用户提供高效、节能、舒适、可靠的空调环境。