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三星空調多聯機在超高層建筑物上的應用

12-05 14:15:01  瀏覽次數:234次  欄目:暖通空調
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  隨著城市化的加速,商住樓、新建大中型公共建筑、舊樓改造等建筑市場的持續發展,韓國多聯機市場急速增長,多聯機空調逐漸成為21世紀空調系統的主導產品,市場占有率不斷增加。

  韓國多聯機空調市場規模每年以40%的增長率持續增長,從2001年8億元人民幣增長為2005年的35億元人民幣。多聯機最初僅用于商住復合建筑,最近幾年在大中型公共建筑上的應用也不斷增加,特別是在辦公樓當中,可以滿足晚間加班和休息日加班的空調使用需要,出色的負荷調節能力還可節約能源。

  2003年8月,三星電子在韓國開發了多聯機產品DVMPLUS,通過數碼壓縮機實現部分負荷運轉,為了確保產品的可靠性,實現了壓縮機后備運轉(即一臺壓縮機發生故障時,其他壓縮機可以繼續運轉),還開發了BMS的接口及故障預測系統,控制程序可以通過PCB板的微處理器直接升級等新技術來確保三星數碼多聯空調DVM系列的技術競爭力。

  空調設備概要

  案例項目是建筑面積為181500m2,地上35層,地下5層的高檔辦公樓。標準層空調分為外區和內區。外區安裝三星DVMPLUS高靜壓風管機。內區使用VAV,冷源、熱源分別為吸收式冷水機組和城市集中熱網。

  根據建筑維護結構和方向引起的負荷區別,DVMPlus系統分為東、南、西、北4個獨立區域,可實現各區域同時或單獨制冷、制熱及部分負荷運轉。4個區域的主風管直徑均為250mm,在天花板離建筑外墻1m處安裝了送風散流器。在天花板上離外墻3m處安裝了回風口,天花板送風速度控制在2.6m/s~3.1m/s,實現最佳的效果及送風距離。

  設計時,多聯機約承擔各標準層負荷的39%,每層有兩個設備房,每個設備房各安裝兩臺22HPDVMPLUS室外機,盡量減少因制冷劑管管長及內外機高低差所帶來的冷量衰減,該工程實例中,制冷劑管長最大為65m,內外機高低差為3m。為了防止室外機運轉噪聲通過墻壁傳到室內,安裝了250mm厚的隔音墻和雙層門。

  由于室外機擺放在室內,為了保證設備房空氣充分流通,百葉安裝有效排風面積為90%,百葉下傾斜角度為10°~15°,以便室外機充分進行熱交換。室外機地面用環氧防水處理后,安裝200mm水泥基礎和三星開發的防震墊,最大程度上減少室外機振動。

  通過組合式AHU,往室內輸送新鮮空氣,實現了能源節約型建筑設計。

  關鍵技術環節

  1.室外機CFD分析

  室外機導風帽及外部CFD分析

  因為室外機安裝在狹小的空間內,為了使室外機充分換熱,所以需要安裝導風帽。建筑物一面同時進行回風和排風,回風流速過大時,有可能發生氣流短路現象(風扇排出來的氣流被直接吸回去的現象)。我們分別以導風帽內部安裝導流葉片和不安裝導流葉片為例進行分析。

  分析結果表明,兩種情況下基本上氣流短路現象不明顯,但安裝導流葉片時氣流流動更均勻,風量約減少3.7%。

  室外機百葉氣流流動分析

  我們為了盡量不影響建筑外觀,在設備房外墻需要安裝百葉,為了使安裝在每層設備房的室外機能夠充分進行熱交換,須對百葉的有效排風面積及傾斜角度進行優化設計,以達到既不影響設備性能,又不影響建筑外觀的目的。

  我們將百葉寬分別設為2850mm、3000mm、3500mm進行了試驗分析。分析結果顯示百葉寬為3000mm以上時,產品風量只有5%左右的減少,對可靠性無影響。

  2.運轉噪聲分析

  室外機運轉噪聲

  分析安裝在每層的室外機(標準層基準22HP×88臺)同時啟動時,室外機運轉噪聲通過設備房百葉輻射后再透過玻璃傳到室內,是否滿足高檔辦公樓NC-35噪聲標準。

  以實驗結果為基礎,我們設計了滿足NC-35噪聲標準的方案:設備房內壁石膏板表面加裝吸音材料(多孔吸音棉50mm+空氣層100mm)。分析結果顯示在離設備房2m處的室內部位能夠滿足NC-35噪聲標準。

  室內機運轉噪聲

  檢測風管式室內機散流器的送風噪聲是否滿足NC-35標準。只考慮常規天花板、玻璃窗戶、混凝土地面及內壁,不考慮窗簾、桌子、百葉窗、地面塑料等吸收情況下進行分析。離地面1m處為分析點,散流器位于室內外窗地方,窗戶內側地方出現最高聲壓點(特別在角落部位),但最大不超過NC-31。

  3.室內機氣流分布

  DVM室內機及大型中央空調VAV同時啟動時氣流分布分析

  p;如前所述,三星DVM室內機主風管直徑均為250mm,共4個區。在天花板上離外墻1m處安裝了送風口,在天花板上離外墻3m處安裝了大型中央空調VAV及DVM室內機回風口。

  根據試驗數據,發生大型中央空調VAV送風直接被回風口吸收的氣流短路現象,送風距離約為1.5m,室內下面空間無法達到空調效果。為了解決此問題,回風口位置變更為離外墻2.5m處,變更后,與離外壁3m處安裝回風口相比,大幅度改善了氣流短路現象。

  DVM室內機制熱氣流分布分析

  在實驗室內安裝與本項目DVM室內機相同條件的散流器,分析制熱氣流分布。

  如下圖所示,在制熱時,大部分室內空間風速維持在0.25m/s以下,溫度可維持在設定溫度。在除霜時,考慮到除霜運轉時壓縮機反轉,測定室內空間的溫度,并根據ISO7730-1995(熱舒適性評價指標PMV-PPD)規定判斷在站姿和坐姿下的舒適狀態。經過實驗,雖然經過壓縮機除霜時間,但室內空氣平均溫度仍保持21.0℃~23℃,滿足ISO7730規定的舒適的狀態標準。

  效果評估

  在大型高檔辦公樓同時使用三星的DVM數碼中央空調系統和AHU系統,有以下優點:

  1.和全部采用AHU大型中央空調方式相比,混合空調方式(三星DVM+AHU)每層節約了120mm高度;

  2.建筑內風管所占空間縮小了40%,提高了空間利用率;

  3.可以靈活地對應加班時空調使用需求;

  4.兼顧了VAV和三星DVM多聯機的優點,較好地解決了新風問題。

  隨著現代人工作生活的多樣化需求的增加,例如對空調個別控制的需求、加班時部分負荷運轉的需求、自由度的需求等,使得多聯機的優勢不斷得到體現,安裝實例不斷增多。

  在韓國,三星電子最早在大型高檔辦公樓里采用了混合空調方式,實現高效的部分負荷運轉,減少了運行費用,提高室內空間利用率,節約安裝費,縮短了工期,引領了空調方式的變革。

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