郭 銳 蘇 鷹 陳京瑞

(貴州省建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550081)

1 項目概況

2018年9月5日，貴陽龍洞堡國際機場三期擴建工程T3航站樓(以下簡稱T3航站樓)項目正式開工建設(shè),計劃于2021年投入運營。本工程T3航站樓新建、擴建面積約16.5萬m2，地上建筑共4層，地下共1層，建筑總高度為37.0 m，航站樓內(nèi)各層層高最大為26 m。T3航站樓主要功能區(qū)域為：候機廳、迎客廳、送客廳、行李分揀廳、安檢、商業(yè)和辦公用房以及某相關(guān)設(shè)備用房。同期配套建設(shè)的集中制冷站、室外鍋爐房供冷量/供熱量提供航站樓夏季冬季空調(diào)需求。其中，制冷站位于航站樓1層，鍋爐房距本期航站樓約600 m。

2 T3航站樓項目特點

2.1 航站樓建筑特點

T3航站樓平面呈T字型，為指廊式構(gòu)型，由一個主樓和一個指廊構(gòu)成。指廊端放大作為集中的候機區(qū)；T3航站樓與T2航站樓的空側(cè)通過連廊進(jìn)行聯(lián)系。

2.2 空調(diào)冷熱源

室外集中鍋爐房距本航站樓各空調(diào)用戶接入點最近600 m，最不利環(huán)路長度1 100 m，空調(diào)冬季供水溫度85 ℃，回水溫度為60 ℃，水系統(tǒng)采用二級泵系統(tǒng)。

2.3 貴陽地區(qū)室外氣候特點

1)貴陽地區(qū)夏季通風(fēng)計算干球溫度為27.1 ℃，夏季空調(diào)計算干球溫度為30.1 ℃。根據(jù)《建筑節(jié)能氣象參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)》得出貴陽地區(qū)5月～10月室外空調(diào)計算干球溫度見圖1。

從圖1可以看出，貴陽地區(qū)夏季室外滿足舒適的溫度小時數(shù)也較多，采用通風(fēng)方式也能在一定程度上使室內(nèi)達(dá)到舒適要求。

2)T3航站樓冬夏季空調(diào)運行時間段。

冬季供暖時長約4個月(11月15日～次年3月15日)；夏季供冷時長約3個月(6月15日～9月15日)；過渡季約5個月。

3)T3航站樓空調(diào)系統(tǒng)形式。

經(jīng)計算得出，本項目夏季顯熱負(fù)荷在夏季總冷冷負(fù)荷中比例較大，可能是由于屋面?zhèn)鳠嵩驅(qū)е?，且機場人流量較大，室內(nèi)設(shè)計新風(fēng)需求量也較大，綜合這些方面因素會導(dǎo)致夏季空調(diào)運行時間會略有增加。結(jié)合項目使用與運行方面的各種因素，熱源集中布置在一個相對較遠(yuǎn)的位置，加上冷熱源系統(tǒng)作用半徑較大且各環(huán)路阻力相差較大，因此采用二級泵系統(tǒng)可節(jié)省輸送能耗；因貴陽夏季氣候溫度適宜，空氣濕潤，故貴陽地區(qū)適宜于應(yīng)用全空氣系統(tǒng)或自然通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行降溫。

3 冷卻塔免費供冷系統(tǒng)

冷卻塔供冷按冷卻水是否直接進(jìn)入空調(diào)末端設(shè)備分為直接供冷系統(tǒng)和間接供冷系統(tǒng)兩種形式。不同系統(tǒng)又有不同的實現(xiàn)方式：直接供冷系統(tǒng)包括閉式冷卻塔系統(tǒng)開式冷卻塔加全過濾系統(tǒng)和開式冷卻塔加部分過濾系統(tǒng)，間接供冷系統(tǒng)包括板式換熱器系統(tǒng)制冷劑旁通系統(tǒng)。本項目采用板式換熱器間接供冷方式[2]。冷卻塔設(shè)置在室外，充分考慮冷卻塔距建筑物距離，保證冷卻塔換熱效果。為了保證冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)，冷卻水系統(tǒng)設(shè)置加藥裝置，與此同時設(shè)置在線膠球清洗系統(tǒng)可以有效降低冷凝器的污垢熱阻，保證冷水機組冷凝器換熱效果。

4 實例分析

4.1 項目介紹

該項目采用冷卻塔間接供冷方式，當(dāng)冷卻塔供冷系統(tǒng)運行時，由冷凝器、蒸發(fā)器和壓縮機組成的冷水機組停止工作，電動閥門切換動作使冷卻水和冷水經(jīng)管道流至板式換熱器進(jìn)行換熱。該項目選取夏季空調(diào)冷源采用3臺3 517 kW離心式制冷機，每臺制冷機分別設(shè)置變頻冷凍水泵與變頻冷卻水泵，而每座冷卻塔分別用集管連接對應(yīng)設(shè)置的冷水機組，冷卻塔的流量分別為700 m3/h。采用兩管制的水系統(tǒng)，除濕工況下采用低溫水系統(tǒng)，去除顯熱工況下采用高溫水系統(tǒng)。

4.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

冷卻塔免費供冷系統(tǒng)原理如圖2所示。在貴陽地區(qū)的過渡季節(jié)采用冷卻塔免費供冷技術(shù)，可有效減少空調(diào)主機運行時間，節(jié)省主機運行費用。經(jīng)軟件計算，過渡季節(jié)空調(diào)計算顯熱冷負(fù)荷約6 500 kW。故考慮選用兩臺3 500 kW的板式換熱器，冷源采用冷卻塔，設(shè)計供回水溫度冷源側(cè)14 ℃/19 ℃，負(fù)荷側(cè)15 ℃/20 ℃。冷卻/冷凍水泵均通過變頻調(diào)整流量變化。查閱《建筑節(jié)能氣象參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)》得出貴陽地區(qū)全年4月～10月室外空調(diào)計算濕球溫度低于14 ℃小時數(shù)為1 670 h，4月～10月室外空調(diào)計算濕球溫度分布情況如圖3所示?？紤]使用空調(diào)機組的總時長為840 h，使用冷卻塔免費供冷的時間約為830 h。

冷卻塔免費供冷系統(tǒng)投資見表1。

表1 冷卻塔免費供冷系統(tǒng)投資

機組制冷系統(tǒng)年能耗見表2。

冷卻塔免費供冷系統(tǒng)年能耗見表3。

運行時間及費用對比見表4。

表2 機組制冷系統(tǒng)年能耗

表3 冷卻塔免費供冷系統(tǒng)年能耗

表4 運行時間及費用對比

由上述分析得知，貴陽地區(qū)冷卻塔免費供冷技術(shù)在4月、5月及10月使用效果較好，使用時間為4月～10月的條件下，投資回收期3.95年，此方案可行。

5 結(jié)論

1)采用冷卻塔免費供冷技術(shù)與其他新型的暖通空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合的復(fù)合型系統(tǒng)，可顯著提高使用過程中的節(jié)能效果和舒適性。

2)根據(jù)實際工程案例，在對比分析兩種工況下的運行費用下，得出貴陽地區(qū)過渡季節(jié)采用冷卻塔免費供冷技術(shù)節(jié)能效果顯著。本文工程案例中每年通過冷卻塔免費供冷可節(jié)省運行費用約38萬元，增加的初投資約在3.95年內(nèi)收回。

3)貴陽地區(qū)能夠采用冷卻塔免費供冷技術(shù)的時段主要為4月、5月及10月，故在貴陽地區(qū)過渡季節(jié)推薦采用冷卻塔免費供冷技術(shù)。