森德热回收组合式空调机组的应用

新风机组,组合式空调箱,热回收,节能,低碳减排

431
12-25

中关村国家自主创新示范区展示中心 

森德(中国)公司  郭占庚

 

项目简介:

中关村国家自主创新示范区展示中心是国务院于2009年3月13日批复建设的,该中心位于海淀公园北部,展示面积16000平方米,集中了中关村“641”产业精选的200余家重点企业的1000余项科技创新成果。作为北京中关村自主知识展示的标志性建筑,本项目摒弃盲目的技术堆砌,分别从室外绿化、透水地面、水源热泵、热回收新风处理组合式机组、太阳能光伏、外遮阳、天窗自然采光、中水利用、雨水收集、绿色照明、智能物业管理等方面全面系统地运用先进的绿色生态技术,将绿色能源系统与生态技术融入到建筑方案设计中,提高舒适度、最大限度降低能耗,营造健康、安全、便利的环境空间。

国际背景:

该项目设计阶段,就将节能低碳作为首要考虑因素,这和当时的国际环境以及日益恶化的气候环境密不可分。温室气体排放严重影响地球的生态环境,我国政府作为负责任的大国政府,在2009年哥本哈根世界气候大会举办前,即郑重承诺:到2020年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。这一目标远远高于美国宣布的减排17%、欧盟提出的最高减排30%的目标。

目标明确,但怎样达到目标,就要求从各方面深挖潜力。

首当其冲的,是建筑节能减排。我国建筑能耗的总量,在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%,上升到27.45%,逐渐接近三成;并且逐年上升。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。如此大的比重,建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。

技术方案:

针对中关村国家自主创新示范区展示中心,这一国家级重点工程,就要在建筑节能方面做出表率。其中,最为困难的,是展示中心的室内空调系统。因建筑功能的需要,展示中心的层高在12米;这样的高大空间,空调负荷能耗巨大——也是很有节能潜力的环节。

北京市政府相关职能部门做了全面的市场调研,走在节能领域前沿的森德(中国)暖通设备有限公司有幸被选中,完成这一艰巨任务。森德的工程师对传统的空气组合式处理机组做节能研究后确定了节能方案:

原来设计院的初步方案,是利用组空处理室内的空气——温度、湿度、洁净度;风系统上有新风、室内送风、排风及一次回风。

其中,新风是直接由室外采入,经过滤后即进行温湿度调节,与处理后的一次回风一并送入室内。而排风则是直接排到室外。

总体的设备需求如下

(1)组合式空调机组:

8台50000 m3/h

4台55000 m3/h

(2)新风换气机:

3台800 m3/h

5台1000 m3/h

每台组合式空调机组设备的新风量及排风量均为8000m3/h,再加热回收换气机的量,总计新风量或排风量为103400m3/h。

冬夏季排出空气的焓值与室外空气焓值差异较大。对室外空气需要消耗能源通过加热、加湿、冷却、除湿等处理,才能达到室内要求的工况点;而排出的空气,却将这些能量带到室外,造成浪费!

因此要降低组空的能耗,就必须对排出空气中的能量进行回收。

热交换器是最好的选择,即在排风与新风之间进行能量交换。但是困难同时摆在面前:

1、如何设计50000m3/h组空的能量回收装置?

2、建筑预留设备房的尺寸已经定死,空间上有限制!

但是通过我们的技术攻关,终于突破这一难题,见下图:

通过管路系统的改造以及设备内部的结构变化,做到了将排出空气与采入空气的能量交换。并且通过自动控制,调节各个通路模拟风阀的开启,实现全年的正常运行。

节能计算如下:

热回收能量公式Q= V *1.2kg/h /3600*(T-T)*1.05kJ/(kg·℃)*η

式中:

V— 总风量 (m3/h);

T— 室外平均计算温度 (°);

T—室内计算温度 (°);

η— 热回收交换器的回收效率(%)。

1

基本参数

 

 

 

2

地点:

北京地区

参数

单位

3

夏季室内工况:T

26°(RH60%)

26

4

夏季室外工况:T

33.2°(RH68%)26度,逐时平均

29.7

5

冬季室内工况:T

20°(RH40%)

20

6

冬季室外工况:T

负10°(RH50%)-逐时平均温度

5.805

7

换气量:CMH

 

103400

m3/h

8

热回收效率:η

75%(显热)

75%

 

9

夏季空调系统回收时间:

8h/d*88d=792H

540

h

10

冬季空调系统运行时间:

8h/d*86d=774H

688

h

11

空调COP(夏)

3

3

 

12

空调COP(冬)

3.2

3.2

 

13

电(1KWH):标准煤(g)

 

122.9

 

14

煤与CO2比

 

3.2

 

 

15

冬季节能计算

 

 

 

16

冬季回收能量

 

265078

KWH

17

冬季节省电能

 

82837

KWH

18

节煤

 

10.18

19

减排CO2

 

32.58

 

20

夏季节能计算

 

 

 

21

回收能量KWH

 

54231

KWH

22

节省电能KWH

 

16947

KWH

23

节煤

 

2.08

24

减排CO2

 

6.66

 

25

全年减排CO2合计

 

39.24

每年共节省电能9.97843万千瓦时,折合节约标准煤12吨,减少二氧化碳排放39.24吨。

各功能段说明:

能量交换段:

1、静止式能量交换装置,不耗能(结构方式国际首创)、长寿命不易损坏;

2、三种节能运行模式可供选择:春秋季、冬夏季、冬夏的极限天气;

3、通过模拟阀可调节新风量、混风量。

净化段:

装有G4粗效板式过滤器、F6中效板式过滤器,过滤效果好。

表冷段:

采用双管制6排管表冷器,可制冷或制热。

加湿段:

采用常压下的双次汽化加湿器,空气先经过汽化头后再通过湿膜,最后通过挡水板进入送风段,加湿效率高。

送风段:

采用低噪声、高静压皮带传动离心风机、弹簧橡胶复合减振垫,减振效果好,维护保养方便。

回风段:

采用低噪声、皮带传动离心风机、弹簧橡胶复合减振垫,减振效果好,维护保养方便。

其他技术亮点:

1、采用变频风机,森德新风机组单位风量功耗,满足欧洲的节能标准,优于国内的标准。

执行下表规定:

风机的单位风量耗功率应按下式计算,并不应大于下表中的规定。

Ws= P /(3600ηt)

式中:

Ws— 单位风量耗功率〔W/ (m3/h)];

P— 风 机 全 压 值 (Pa);

ηt— 包 含 风 机、电机及传动效率在内的总效率(%)。

2、热回收调控说明

新回风比例可调;可变风量运行,更节能,部分风量时热回收效率更高;

机组预留远程控制接口,可以由中控室直接控制,更便利运营管理。

3、机组结构说明

1)箱体采用断冷桥铝型材(断冷铝框架及保温彩钢复合板)。

2)机组采用可拆装式双层护板结构,以便于检修安装,并具有良好的防腐要求。

3)箱体保温板采用内外双层壁板结构,中间夹层保温材料热阻不小于0.68m2k/w,厚度不小于25mm。

4)箱体框架为断冷桥铝型材,护板为保温彩钢复合板,避免外表面结露,符合GB/T14294的规定。

5)机组所有双层保温板均为可拆除而不会影响框架之独立结构,风机底座有橡胶减震器,使风与的机组震动与箱体完全分开。

6)冷凝水盘采用1.2mm的优质冷轧板经喷塑防腐处理,防止微生物滋生;冷凝水盘进行了保温以防结露。

社会效益及推广

经过各方的共同努力,中关村国家自主创新示范区展示中心在建党90周年时,交付使用!

示范作用:

2011年度第二十二批绿色建筑评价标识项目——绿色建筑三星级★★★

2013年度第七批绿色建筑评价标识项目——绿色建筑三星级★★★(运营标识)

[项目亮点]全国第三个运营标识三星级建筑

其中,由森德公司完成的组合式热回收空调机组,通过对排到室外的空气进行能量回收,每年共节省电能9.97843万千瓦时,折合节约标准煤12吨,减少二氧化碳排放39.24吨。为该项目作出巨大贡献,为新技术的推广做了示范。

国家和北京市领导多次来现场调研指导,实际运行效果符合设计要求。为高大建筑的空调通风提供了新的节能、舒适和健康的方案。

 

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