引言
上海世博文化中心是世博园区永久性建筑之一,秉承了上海世博会“城市,让生活更美好”的绿色主题。设计按照3R(Reduce,Reuse & Recycle)原则,以“建筑、环境与人的和谐互动”作为核心理念,严格参照《绿色建筑评价标准》,采用了江水源热泵系统、冰蓄冷系统、可再生环保空调冷热源、高效低泄漏制冷剂、气动垃圾回收系统、空调凝结水与屋面雨水收集系统、程控型绿地节水灌溉系统等节能环保技术,实现了新能源利用、节地、节能、节水、资源回收和再利用的统筹安排,使得文化中心成为名副其实的绿色建筑,并于2009年11月获得国家“三星级绿色建筑设计标识”[1]。
工程概况
冷热源系统
世博文化中心在世博会期间为24小时运行,占地面积6.7万平方米,总建筑面积14万平方米,其中地上为单层的18,000座多功能剧场及环绕主场馆的周边六层建筑,地下为两层建筑。夏季空调最大设计冷负荷为14950kW(4250Rt),冷负荷指标为119W/m2;冬季空调最大设计热负荷为9200kW,热负荷指标为74W/m2。
文化中心毗邻黄浦江边,根据水文资料,黄浦江水表层温度夏季为26~32℃,中下层水温只有15~22℃;冬季表层最低温度为3~8℃,中下层水温为10~15℃[2]。江水的温度特性使得黄浦江水成为水源热泵的理想热源,不过由于江水水质属于V类,水中杂质比较多,需要使用防腐措施,但是结合世博园区的水过滤系统恰好可以满足需求。
采用江水源作为空调系统冷热源,通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移,可大幅降低用户的能源使用费用,减轻环保压力。
表 2 上海黄浦江表层水温实测数据 °C
考虑到本项目夏季冷负荷比冬季热负荷大很多,而夜间冷负荷需求又较小的特性,世博文化中心采用了江水源热泵和冰蓄冷空调相结合的方案。夏季夜间在满足冷负荷需求同时可以利用夜间低谷电力蓄冰,日间电力高峰时使用蓄冰的冷量和江水源热泵机组联合运行,实现日间的冷量供应。冬季江水源热泵制热可满足约55%总热负荷量,其余使用锅炉辅助制热。
该系统配置共采用了5台三级压缩离心式冷水机组,其中3台为650Rt的江水源双工况蓄冰离心式冷水机组,另2台为650Rt的江水源热泵离心式冷水机组。夏季供空调冷水6℃/13℃,采用了大温差小流量方案,进一步节省运行费用;冬季则提供40℃/45℃的空调热水。
三级压缩离心式冷水机组
本项目采用的三级离心式冷水机组,能提供超常压头和超常的负荷调节范围,不仅冬季可以提供高温热水,而且夏季也可以实现制冰工况与制冷工况的安全切换,这是常规的单级离心式冷水机很难完成的。另外与螺杆机组蓄冰相比,离心机具有单机制冷量大、效率高的优点,不仅能节省工程的初投资,而且还可以节约系统的运行费用,其投资回收年限远短于螺杆机。
世博文化中心采用的三级压缩式离心机组为电机与压缩机直接传动,无齿轮传动的损耗,机组运行可靠,且具有变流量补偿功能,其变流量范围更宽广,极其适合应用于大温差小流量系统,这样进一步节省了冷水系统整体运行能耗。
世博文化中心采用的三级压缩式离心机组使用了环境友好型制冷剂 R123。根据国标《制冷剂编号方法和安全性分类》新版GB/T 7778-2008的定义, R123和R134a都是环境友好型的制冷剂,都可以在美国绿色建筑协会的LEED评价标准中获得评分。但是R123采用负压运行,冷媒泄漏量小,从臭氧层破坏、温室效应、高效节能、短的大气寿命等几个方面综合评价,R123机组对环境的综合影响要比R134a机组小。
江水源冰蓄冷系统
本项目中的冰蓄冷系统采用了3台三级压缩离心式冷水机组,单台空调工况(6℃/13℃)制冷量为2286kW(650Rt)COP=5.1,制冰工况(-2.3℃/-5.6℃)制冷量为1498kW(426Rt)COP=4.4;蓄冰装置总蓄冰量为32000kWh(9098Rth),占设计日空调总冷量的20%。载冷剂采用体积比为25%的乙二醇溶液。
冰蓄冷系统在控制上采用了成熟的分量蓄冰,设计采用主机优先的运行策略,部分负荷时可融冰优先运行。
空调冷却水直接使用分级过滤处理后的江水,减少了污垢,提高了换热效率。同时,机组换热器中采用铜镍合金管,加强了防腐功能,并配备自动清洗装置,提高了机组长期运行的可靠性和性能稳定性。
江水源热泵系统
本项目的江水源热泵系统采用了2台2286kW(650t)三级压缩离心式热泵冷水机组,夏季江水设计温度为30℃/35℃,提供6℃/13℃的空调冷水,COP=5.1;冬季江水设计温度为6.77℃/3
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只看楼主 我来说两句 抢板凳