中國商飛公司設(shè)計研發(fā)中心項目EK風(fēng)冷螺桿案例

文/呂芳玉

1 項目概況

中國商飛公司設(shè)計研發(fā)中心位于上海市張江高科技園區(qū)南區(qū)，規(guī)劃用地近80萬m2，總體規(guī)劃建筑面積約60萬m2，分行政辦公區(qū)、綜合設(shè)計研發(fā)區(qū)、工程試驗區(qū)、創(chuàng)新技術(shù)區(qū)、輔助配套區(qū)、預(yù)留發(fā)展區(qū)等6大區(qū)域，可容納3 500～5 000人集中辦公。新園區(qū)以數(shù)字化/信息化為支撐，集基礎(chǔ)研究、工程設(shè)計、系統(tǒng)試驗、情報檔案、數(shù)據(jù)交換、技術(shù)交流、專業(yè)培訓(xùn)、院士專家工作站、博士后流動工作站等為一體。中國商飛公司設(shè)計研發(fā)中心一期工程建設(shè)設(shè)計研發(fā)中心、綜合試驗室、機(jī)構(gòu)功能試驗室和一期配套的建設(shè)等，建筑面積達(dá)10萬m2。

2 設(shè)計參數(shù)

該項目中央空調(diào)室外設(shè)計參數(shù)如表1所示，室內(nèi)設(shè)計參數(shù)如表2所示。

表1 室外設(shè)計參數(shù)

表2 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

3 EKAS“Apol l o”系列R134a超高效風(fēng)冷螺桿熱泵產(chǎn)品特點

(1)采用EK最新HFC-134a專用高效雙螺桿壓縮機(jī)，專利的螺桿轉(zhuǎn)子設(shè)計，采用全新的間隙與噴油設(shè)計，全面提高滿載及減載運行效率，專利滑塊設(shè)計，無級調(diào)節(jié)，確保機(jī)組無論滿載還是部分負(fù)荷工況均高效運行，部分負(fù)荷運行效率提高15%。

(2)最高規(guī)格認(rèn)證：率先通過最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臍W盟PED壓力容器認(rèn)證、“歐盟安全法規(guī)認(rèn)證CE mark”、“美國實驗室國家認(rèn)證UL”、“CRAA認(rèn)證”等國內(nèi)外專業(yè)認(rèn)證。

(3)全新高效油分離器，分油效率高達(dá)99.8%。

(4)雙重過冷設(shè)計，采用獨創(chuàng)的風(fēng)側(cè)二次冷卻系統(tǒng)，及新型的經(jīng)濟(jì)器循環(huán)設(shè)計，大幅提升機(jī)組的制冷能力和制冷效率。

(5)超高能效比，機(jī)組滿負(fù)荷能效比高達(dá)3.56，遠(yuǎn)超于國家一級能效，成為行業(yè)內(nèi)最高能效、最節(jié)能產(chǎn)品之一。

4 方案分析

中國商飛公司設(shè)計研發(fā)中心一期，需求空調(diào)負(fù)荷的建筑分別為分支1、2、3樓、設(shè)計研發(fā)大樓、職工食堂、客戶選型中心和檔案中心等，其在夏季室外環(huán)境溫度34.6 ℃工況的下設(shè)計的總冷量是19 889 kW，在冬季室外環(huán)境溫度-1.2 ℃工況下的設(shè)計的總熱量是12 367.8 kW，綜合考慮到上海的最冷月和最熱月的氣溫分布，結(jié)合風(fēng)冷熱泵運行的高效環(huán)境區(qū)間，此項目最終選用EK風(fēng)冷螺桿熱泵的設(shè)計方案。

4.1 冷熱源設(shè)置

此項目共選用EKAS085AR0機(jī)組4臺、EKAS115AR0機(jī)組4臺、EKAS250AR0機(jī)組4臺、EKAS140AR0機(jī)組2臺、EKAS225AR0機(jī)組2臺、EKAS275AR0機(jī)組2臺，共18臺環(huán)保冷媒的螺桿式風(fēng)冷熱泵機(jī)組來滿足此項目的夏季制冷和冬季采暖的需求。風(fēng)冷螺桿機(jī)組設(shè)置于屋面。空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵定流量系統(tǒng)，冷、熱水循環(huán)泵分別設(shè)置，與空氣源熱泵機(jī)組一一對應(yīng)，放置于屋頂。夏季冷凍水供回水溫度為7/12 ℃；冬季熱水供回水溫度為45/40 ℃。

4.2 空調(diào)末端系統(tǒng)

(1)共享大廳采用低速一次回風(fēng)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，側(cè)送下回，送風(fēng)采用球形噴口，冬夏季根據(jù)需要電動調(diào)節(jié)出風(fēng)角度。

(2)會議室設(shè)置全熱交換器，回收利用排風(fēng)中的能量，降低空調(diào)運行費用。

(3)大會議室設(shè)置組合式熱回收空氣處理機(jī)組，回收利用排風(fēng)中的能量。采用上送下回形式，送風(fēng)用旋流風(fēng)口，夏季全部打開，冬季電動關(guān)閉部分支路，提高送風(fēng)速度，使熱氣流能送到房間下部人員活動區(qū)域。

(4)其余辦公室、會議室等房間采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)方式，控制靈活，使用方便；會議室設(shè)機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)。

4.3 空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)

(1)風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)：空調(diào)新風(fēng)由每層的吊頂新風(fēng)機(jī)組處理后送入各空調(diào)使用房間；引入房間的各新風(fēng)支管上設(shè)手動調(diào)節(jié)閥。新風(fēng)機(jī)組內(nèi)設(shè)方便更換的濾網(wǎng)。

(2)全空氣空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)新風(fēng)由室外引入，在空調(diào)機(jī)組內(nèi)與空調(diào)回風(fēng)混合，經(jīng)機(jī)組盤管降溫(或加熱)后送出；調(diào)試時空調(diào)新風(fēng)量按設(shè)計值調(diào)試，確定回風(fēng)管上調(diào)節(jié)閥的開度；空調(diào)送、回風(fēng)管接出空調(diào)機(jī)房時，風(fēng)管上設(shè)70 ℃自動關(guān)閉防火調(diào)節(jié)閥。

(3)組合式空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)管處，設(shè)置氣密保溫電動調(diào)節(jié)閥，與送風(fēng)機(jī)聯(lián)動，風(fēng)機(jī)啟動，風(fēng)閥打開，風(fēng)機(jī)關(guān)閉，風(fēng)閥關(guān)閉；空調(diào)機(jī)組自帶的新風(fēng)閥與回風(fēng)閥之間亦聯(lián)動，根據(jù)室外焓值與回風(fēng)焓值進(jìn)行調(diào)節(jié)新風(fēng)閥與回風(fēng)閥的開度，控制新風(fēng)量與回風(fēng)量的比例，以保證設(shè)計的室內(nèi)參數(shù)，并最大限度地利用天然冷源，以達(dá)到節(jié)能的目的。

5 3種中央空調(diào)方案的綜合分析

將風(fēng)冷螺桿冷(熱)水機(jī)組、水冷螺桿機(jī)組制冷+鍋爐制熱、多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)這3種中央空調(diào)方案進(jìn)行綜合分析，如表3所示。

表3 3種中央空調(diào)方案的綜合分析

6 運行費用計算

以其中一個空調(diào)系統(tǒng)研發(fā)大樓分段一為例，計算其運行費用，總建筑面積14 000 m2，共5層，建筑高度21.6 m。總制冷負(fù)荷：1 600 kW ， 供暖負(fù)荷：1 200 kW ， 機(jī)組每天運行8 h，運行費用如表4所示。

綜合總結(jié)表4中的數(shù)據(jù)，可以得出以下5種方案全年的運行費用和15年的運行費用，如表5所示。運行15年，采用風(fēng)冷螺桿方案共節(jié)省390萬～1 130萬元的運行費用。

7 點評

EK空調(diào)1963年在意大利米蘭成立，1964年就開始生產(chǎn)風(fēng)冷機(jī)組，EK的風(fēng)冷技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了近半個世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)成為行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。EKAS系列高效螺桿式風(fēng)冷機(jī)組引進(jìn)了歐洲先進(jìn)的風(fēng)冷技術(shù)設(shè)計成果，匯集了多項的創(chuàng)新技術(shù)，在中國獲得了多達(dá)14項實用型專利，最高能效達(dá)到3.56。EKAS系列機(jī)組，憑借其過硬的產(chǎn)品技術(shù)獲得了評標(biāo)委員的一致認(rèn)可，以技術(shù)分?jǐn)?shù)第一的成績中得此標(biāo)。該項目的成功運行，是風(fēng)冷螺桿熱泵系統(tǒng)在設(shè)計研發(fā)中心領(lǐng)域的標(biāo)志性項目，同時是其最舒適最節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。

表4 空調(diào)系統(tǒng)研發(fā)大樓運行費用計算

表5 5種方案全年的運行費用和15年的運行費用計算