广州珠江城新风系统改造分析

2024-06-02朱楚南秦自春毛伟琴朱子楷

中国设备工程 2024年10期

朱楚南，秦自春，毛伟琴，朱子楷

（1.广州珠江城置业有限公司；2.第一太平戴维斯物业顾问（北京）有限公司广东分公司，广东广州 510623）

1 工程概况

广州珠江城位于天河区珠江新城珠江西路15 号，地处在新城市中轴线旁，2013 年3 月竣工并投入使用，总建筑面积216491.8m2，高度309.6m，地上71 层，地下5 层。该项目是目前国内规模最大的采用冷辐射空调系统的大型公共建筑,采用了多项节能技术和措施，并荣获LEED 铂金认证。广州珠江城高区办公室采用温、湿度独立控制空调系统，采用室内绝对含湿量控制的“VAV”地板置换送新风空调系统，控制房间的湿度；空调房间的外区采用干式冷却风机盘管系统、空调房间的内区采用金属吊顶冷辐射系统和被动冷梁，控制房间的温度。另外，采用压力控制的排气系统，控制房间保持正压。系统自2018 年正式投入使用以来，温湿度控制效果优良，单位面积空调能耗为比同规格常规空调系统低约30%。

表1 2 种空调方案系统能耗比较

2 现有新风系统

大厦高区59 ～68 层采用溶液新风机组+被动式冷梁及冷辐射板的温湿度独立控制空调系统，新风机组承担新风负荷及室内湿负荷，被动式冷梁和冷辐射板承担室内显热负荷。新风系统共配置4 组8 台热泵式溶液调湿新风机组，放置于设备层。每台溶液除湿新风机的参数为：额定风量13000m3/h，制冷量270kW，制热量167kW，除湿量288kg/h，加湿量83kg/h，送风机余压300Pa，排风机余压300Pa，功率72kW。溶液调湿新风机组原理如图1 所示。

图1 溶液调湿新风机组原理

图2 新风机组制冷除湿模式性能曲线

热泵式溶液调湿新风机组全工况的平均COP 在5.5以上，而常规空调系统新风机组的综合COP 一般不超过3.0，新风处理的能耗可以节约40%左右。溶液调湿新风机组负责控制办公区的湿度，是保证温湿度独立控制空调系统正常运行的关键所在，即新风机组的除湿能力决定被动冷梁能否干工况运行、无结露产生。2022 年，由于楼层使用功能变更，办公区域人员密度显著增加，每层平均人员密度从50 人提升到300 人，提升6 倍，人员湿负荷显著增加。为了确保空调使用效果及运行安全，本项目对溶液除湿新风机组进行了改造，以提升除湿能力，满足使用需求。

3 改造方案

3.1 参数设计

原设计每层新风量10000m3/h，共10 层，合计总新风量为90000m3/h。考虑漏风率，新风机组总风量为104000m3/h。根据历史运行数据，机组送风含湿量约为8g/kg，回风含湿量约为10g/kg（23℃，56%），湿负荷校核如表2 所示。可以看出，改造前由于人员密度小，湿负荷主要来源为维护结构渗风而带入的渗风湿负荷（其他产湿）。

表2 人员增加前湿负荷校核

在其他产湿不变的情况下，由于人员增加，室内总产湿量变化如表3 所示。

表3 送风含湿量校核

表3 人员增加后湿负荷校核

考虑运行的经济性，房间温湿度控制调整为24℃，58%（11g/kg）,对应露点温度15.5℃，冷梁最低供水温度17℃，供水温度高于露点温度1.5℃，满足安全运行的要求。

3.2 方案比选

（1）方案一：增加风量。原设计送风含湿量8g/kg 不变，由于室内产湿量增大，则除湿新风量需要增加到17000m3/h。增加除湿新风量存在如下弊端：①风管不做改动的情况下，输配系统风速提高，偏离经济风速，输配能耗增大。②新风量增大导致新风负荷增大，能耗增加。在设备能效系数不变的情况下，新风机组能耗将达到原来的1.7 倍。③新风机组需重新采购，改造成本高。

（2）方案二：增加除湿深度。在除湿新风量不变的情况下，室内产湿量增大，在此基础上核算机组送风含湿量降低到5.9g/kg（见表3），即可满足承担室内全部湿负荷的需求。同时按照人均卫生新风30m3/h 的标准，原新风量可以满足最低人均卫生新风要求。

（3）方案比选结果。由于溶液除湿方式最低能将空气处理到2g/kg，因此，本项目考虑降低机组送风含湿量，通过改造溶液调湿新风机组来提升除湿能力，满足因人员变化而增大的除湿需求。该方案具有以下优势：①风量不变，输配系统阻力不变，输配能耗不变。②新风负荷不变，只增加深度除湿处理能耗（即新风从8g/kg 处理至5.9g/kg 的能耗）。经过测算，总体能耗增加不到20%。③改造成本低。