对广州市“三馆一场”项目空调供冷方式的专项研究

罗时燕

摘要：本文针对广州市“三馆一场”项目空调供冷方式进行专项研究，通过技术论证及分析比较，选择最为经济合理的空调冷源方案。

关键词：三馆一场；空调供冷方式

引言

为提升广州市文化软实力和国际竞争力，全面建设国家中心城市，广州市政府决定推进文化设施“三馆一场”项目。“三馆一场”包括广州博物馆、广州美术馆、广州科学馆和岭南广场，项目选址于广州塔南侧，地处广州市新城市中轴线南段核心区，南至新港中路，北至阅江西路，东至艺苑东路和赤岗北路，西至艺苑西路和新市頭路。

“三馆一场”项目作为2015年广州市重大文化基础设施项目，其能源消耗及节能减排的效应将起到重大的示范带头作用。为了更好的推动绿色建筑发展，加强建筑节能管理、降低建筑能耗、提高建筑能源利用效率，确保完成节能、减排、降碳的“十二五”规划目标，通过技术论证及分析比较，选择最为经济合理的空调冷源方案，以实现本项目空调能耗最多降低20%左右的目标，为各项目达到公共建筑绿色三星评级创造有利条件。

1 空调冷源专项研究

1.1 研究技术路线

基于常规空调冷源的种类并结合本项目的实际情况，对以下三种空调冷源的方案进行技术比较和方案比选：分散冷源常规电制冷系统、集中冷源常规电制冷系统、江水源集中制冷系统。

（1）分散冷源常规电制冷系统

各单体建筑分别设置制冷站房、冷却塔，单独运行，单独管理。

其中各单体制冷主机房间约占建筑总面积1.2%，总面积约4380平方米（其中美术馆、博物馆、科学馆制冷机房面积分别为1000平方米，岭南广场制冷机房面积为1400平方米）。

冷却塔约占总建筑面积0.5%，需要面积约为1800平方米，（其中美术馆、博物馆、科学馆冷却塔面积分别约为400平方米，岭南广场冷却塔面积约为600平方米

（2）集中冷源常规电制冷系统

于赤岗涌北侧设置集中冷站，敷设冷媒输配管网，集中运行，统一收费管理。集中冷站+集中冷却塔占地面积约4000平方米。

（3）江水源集中制冷系统

于赤岗涌北部设置集中冷站，广州塔东北侧江岸设置取水头部，退水至赤岗涌，敷设冷媒输配管网，集中运行管理，统一收费。

集中冷站+集中冷却塔占地面积约3000平方米。

对江水源集中制冷系统的技术分析：

通过广州海珠广场地铁站及广州亚运城2014年全年水温实测数据，珠江水温较常规冷却塔出水水温并无明显节能优势，采用江水源热泵节能优势不足。此外，本项目无热负荷需求，每年存在4-5月非空调季设备闲置期，江水源热泵冷热联供优势无法发挥。采用江水源制冷，需通过专业环境影响评价审批及各行政部门审批，手续繁杂，工程风险较大。

1.2 研究结论

（1）分散冷源常规电制冷系统技术成熟，但冷却塔布置困难，对建筑及景观造成不利影响，与另外两种方式相比，不利于节能；其分散设置机房面积较大、系统总装机容量大、设备分散、运营管理成本较高。

（2）江水源制冷系统

1）受珠江水温影响，江水源制冷系统较常规冷源系统节能优势并不明显；

2）环境影响评估直接决定方案是否可行；

3）水污染排污费用较高，影响系统运行成本；

4）江水源制冷方案行政审批手续繁杂，存在不可预见性。

因此，本项目不宜采用江水源制冷系统。高温冷源温湿独立控制系统能够显著提高机组的COP值，具有明显的节能效果，建议本项目采用高温冷源温湿独立控制空调系统。

经各方资料汇总、实地调研后，研究认为：从建筑总体节能角度分析，本项目如采用江水源集中制冷系统在空调使用季能效不高，节能示范效应不强，因此本项目并不适宜采用江水源集中制冷系统。

每一种冷源都需要与单体建筑内的末端空调方式匹配，机电系统应当整体统一设计，并进行深度耦合，以达到最佳节能效果。

综上，通过对“三馆一场”项目进行空调冷源专项研究，初步明确本项目采用“集中冷源常规电制冷系统”为最佳方案。

2 空调冷源实施方案

2.1集中冷源常规电制冷系统存在问题

采用“集中冷源常规电制冷系统”要求“三馆一场”项目均能同时开工，以确保集中冷站的建设及后期供冷需求。而目前广州美术馆项目已于2015年3月动工建设，计划2017年投入运营，而广州博物馆、广州科学馆正在开展方案设计，岭南广场正在开展立项工作，均比广州美术馆项目滞后，无法同时开工。

2.2 空调冷源最终实施方案

为满足广州美术馆将于2017年启用空调系统的用冷需求，经过调查研究，了解到：目前广州市内的珠江新城核心区集中供冷项目，已正式运行，已为周边的大型公共建筑提供了集中供冷服务，且预留了供冷管道，可利用预留供冷管道为“三馆一场”区域的广州美术馆提供供冷。具体情况如下：

（1）可行性：广州美术馆用冷面积为38580㎡，空调空调负荷为1749冷吨，预计2017年用冷。该方案完全能够满足广州美术馆建筑物的空调负荷需求以及用冷的时间计划。同时，该方案无须安装冷却塔，因此将有利于改善周边景观和环境，并因扩大了珠江新城集中供冷项目所含冰蓄冷系统的生产规模而实现更大的节能减排效益。该方案经增加水蓄冷设施后，还可以集中供冷的方式进一步满足整个三馆一场项目的空调负荷需求。

（2）安全性：供冷中心目前安装有6台大型制冷主机，并配有大规模的蓄冰系统，2015年下半年制冷主机的安装数量会达到8台，而满载后有12台，其系统运行的安全性可达到99.99%。同时，若在三馆一场区域内设置了蓄冷水池，使得三馆一场各建筑物的用冷得到由“制冷主机+蓄冰槽+蓄冷水池”构成的多重安全保障，用冷安全性远高于使用常规冷源系统。

（3）灵活性：珠江新城核心区集中供冷系统因采用冰蓄冷技术而能够提供低于4度的低温冷冻水，可以满足“三馆一场”区域内各类空调的用冷需求。该供冷系统按照高标准设计、建设和运营，可以提供全年24小时不间断的供冷服务。

3 结 语

利用珠江新城核心区集中供冷项目预留供冷管道，为“三馆一场”区域的广州美术馆提供供冷，从可行性、安全性、灵活性均为最佳方案。

参考文献

[1]《广州市三馆一场空调冷源专项研究》中国建筑设计研究院，2014.

[2]《关于提交向广州美术馆提供空调冷源

服务的技术方案的函》（穗珠能函[2015]029

号）