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1、前海区域供冷系统的设计施工实践,华南理工大学建筑设计研究院,一、前海区域集中供冷项目背景 二、前海2号区域集中供冷站项目 三、前海4号区域集中供冷站项目 四、区域集中供冷项目的技术研究,前海区域供冷系统的设计施工实践,一、前海区域集中供冷项目背景,一、前海区域集中供冷项目背景,一、前海区域集中供冷项目背景,一、前海区域集中供冷项目背景,1、前言 前海地区地处珠江口东岸，深圳市蛇口半岛西部，毗邻香港，是珠三角湾区穗深港发展主轴上的重要节点，在区域功能结构布局中具有战略地位。根据前海综合规划，前海合作区将以人本、创新、生态理念为指导，开创产城融合新模式，致力发展为滨水个性之城、紧凑集约之城，产业活
2、力之城与低碳生态之城。,一、前海区域集中供冷项目背景,1、前言 前海深港现代服务业合作区总体发展规划中明确要求“大力发展绿色交通、绿色建筑，积极推动可再生能源、节水和水循环利用等项目建设，将前海建设为以低能耗、低污染、低排放为标志的节能环保型城区”。 前海合作区总占地面积约15平方公里，分为22个开发单元，规划总建筑面积约2700万平米，每个开发但单元的商业办公酒店建筑面积占总建筑面积的60%85%，非常适合规划区域供冷系统。,一、前海区域集中供冷项目背景,2、前海总体规划桂湾片区- 商务中心片区 前湾片区- 综合发展片区 妈湾片区- 保税港片区 宝安中心区- 宝安区的政治、经济、文化、体育和
3、信息中心 大铲港- 综合物流服务区,一、前海区域集中供冷项目背景,根据前海合作区区域集中供冷系统规划布局方案，前海合作区内12个开发单元纳入区域集中供冷范围，需设置10个集中供冷站。其中桂湾片区设置4个冷站，冷站布局如图所示。,2、前海总体规划,3、桂湾片区区域供冷规划,一、前海区域集中供冷项目背景,桂湾片区为最早开发的区域 总供冷面积约800万平方米 规划建设4个制冷站 总制冷量约15万RT,4、前海区域集中供冷的节能减排效果,一、前海区域集中供冷项目背景,前海合作区规划的区域供冷系统与单栋建筑采用分散的空调冷源相比，对环境有以下贡献： 前海合作区采用区域供冷系统每年可节约1.3亿度电； 减
4、少使用约6万吨标准煤； 减少约16万吨二氧化碳排放量，相当于2.5万公顷/年森林碳归能力； 减少约500吨二氧化硫排放量； 减少约1600万吨冷却塔的飘水补水量；,二、前海2号区域集中供冷站项目,1、前海2号冷站介绍,二、前海2号区域集中供冷站项目,前海2号区域集中供冷站主要负担二单元供冷。覆盖二单元内面积210万平方米建筑以及五单元内35万平方米建筑供冷站为附建形式，布置在卓越前海壹号的建筑单体内。,1、前海2号冷站介绍,二、前海2号区域集中供冷站项目,负荷特性分析,典型设计日(工作日)逐时用冷需求需要结合电价和负荷特性完善运行策略,电价曲线,二、前海2号区域集中供冷站项目,冷站总建筑面积为
5、8424平方米，其中蓄冰池面积3784平方米，制冷机房面积4640平方米。 冷却塔布置在裙楼顶，占地约2500平方米。 冷站尖峰供冷能力为46000RT，蓄冰量134400RTh。,1、前海2号冷站介绍,二、前海2号区域集中供冷站项目,1、前海2号冷站介绍,1、前海2号冷站介绍,二、前海2号区域集中供冷站项目,2、冷站机房设计,冷站南北侧放置主机，中间放置水泵及板换； 冷站布置充分考虑吊装方案及分期建设；,一期,二期,冰池,主吊装口,二、前海2号区域集中供冷站项目,3、冷却塔设计,冷却塔布置图如右图所示：,一期,二期,二、前海2号区域集中供冷站项目,3、冷却塔设计,冷却塔噪声模拟,二、前海2号
6、区域集中供冷站项目,3、冷却塔设计,冷却塔消声器 消声目标为工业2类标准： 昼间60dB(A)，夜间50dB(A),二、前海2号区域集中供冷站项目,3、冷却塔设计,冷却塔景观设计,二、前海2号区域集中供冷站项目,3、冷却塔设计,冷却塔景观设计,二、前海2号区域集中供冷站项目,3、冷却塔设计,冷却塔景观设计,二、前海2号区域集中供冷站项目,4、全生命周期BIM方案考虑,BIM设计及施工应用：,设备及管线综合等BIM模型 碰撞检查报告 关键节点三维动画模型 VR虚拟展示 设备信息管理，数字化交付 BIM工程量统计 虚拟施工，5D工程管理,二、前海2号区域集中供冷站项目,4、全生命周期BIM方案考虑
7、,BIM在2号站的应用,参数化管理设备； 设备接口管理； 设备和故障点查找，实现三维定位； 维护管理，备料管理； 能源供给智能化管理。,维护流程示意,设备定位示意,4、全生命周期BIM方案考虑,二、前海2号区域集中供冷站项目,三、前海4号区域集中供冷站项目,三、前海4号区域集中供冷站项目,1、前海4号冷站介绍,前海4号冷站为附建形式，位于前海交易广场地块内。该地块建筑面积为60万平方米，为一个商业、公寓、酒店、办公综合体。 供冷面积220万平方米，服务交易广场、腾讯、云数据中心等重要客户。,三、前海4号区域集中供冷站项目,1、前海4号冷站介绍,2、冷站机房设计,三、前海4号区域集中供冷站项目,
8、独特的扇形机房设计； 蓄冰池及设备均按南北两部分分为两期； 冷站面积7855； 冰池面积2475； 层高12m，综合利用垂直高度。,蓄冰池,制冷机房,蓄冰池,3、冷却塔设计,三、前海4号区域集中供冷站项目,分散布置，有效分散噪声源；点对点针对性处理噪声对建筑的影响； 充分考虑建筑造型需要，有效“隐藏”冷却塔。,4、工艺创新性,冷站制冷工艺考虑应用流态冰技术。 传热效率高、制冰速度快；（无冰层热阻） 制冷系统COP高、能耗降低；（主机制冷蒸发温度较高） 融冰速度快、负荷响应灵敏；（融冰时冰晶与水之间接触面积大，响应快） 占地面积小、场地适应性强；（对蓄冰池的形状没要求） 热交换系统简单、节省设备
9、和材料费用；（可节省盘管式冰蓄冷设备的投入） 可实现热泵式流态冰蓄冷系 统（蓄冰、制冷、制热）,三、前海4号区域集中供冷站项目,4、工艺创新性,三、前海4号区域集中供冷站项目,四、区域集中供冷项目的技术研究,1、区域集中供冷存在的质疑,四、区域集中供冷项目的技术研究,冷水输送能耗高？大型冷站占地面积大，不美观，与环境不协调？如何提高能源利用率？,四、区域集中供冷项目的技术研究,2、冷水输送能效高的解决方案：分布泵,分布泵的优势：传统系统：满足最不利用户需求 非最不利用户用阀门消耗剩余压头多级泵系统：在用户侧设置三级水泵，避免产生剩余压头，节约运行耗电量,图1 传统系统水泵水压图,图2 分布泵系
10、统水压图,四、区域集中供冷项目的技术研究,2、冷水输送能效高的解决 方案：分布泵,以前海4号站1号环路为研究路由，研究零压差点在不同位置时，冷站内对应的冷站内水泵扬程为多少、哪些用户侧因剩余压头不足而需要设置三级水泵，进而得到系统的运行耗电量以及初投资成本，最后再与传统的二级泵系统相比，即可得到年运行节约费用以及初投资节约费用（与传统系统相比）最高的零压差点位置，即可得到最优的分布泵系统设计方式。,1,2,3,4,研究 环路,四、区域集中供冷项目的技术研究,2、冷水输送能效高的解决方案：分布泵,研究对象 如下图所示以4号站1号环路为研究对象，分析零压差点从1-11变化时，年运行节约费用以及初投
11、资节约费用（与传统系统相比）最高的零压差点位置。,四、区域集中供冷项目的技术研究,2、冷水输送能效高的解决方案：分布泵,零压差点在不同位置时系统节电率、年节约运行费用以及初投资节约费用,备注：1.图中某些零压差点位置因出现“大流量小扬程”而导致无水泵型号可以匹配，不符合实际情况已经被直接删除，这些零压差点位置的系统节电率以及投资回收期也没有出现在结果图中。 2.图中初投资费用为负表示分布泵系统关于水泵的投资费用要低于传统二级泵系统。,通过在不同工况下的分析，分布泵比传统的二级泵 节能约2030%,四、区域集中供冷项目的技术研究,3、冷站与环境的结合,冷站，特别是高度集中的冷却塔群，一直被人认为
12、是类工业的产物。我们一直在思考，如何让冷站与环境和谐共处。,四、区域集中供冷项目的技术研究,3、冷站与环境的结合,四、区域集中供冷项目的技术研究,3、冷站与环境的结合,四、区域集中供冷项目的技术研究,3、冷站与环境的结合,四、区域集中供冷项目的技术研究,3、冷站与环境的结合,四、区域集中供冷项目的技术研究,3、冷站与环境的结合,四、区域集中供冷项目的技术研究,3、冷站与环境的结合,四、区域集中供冷项目的技术研究,3、冷站与环境的结合,四、区域集中供冷项目的技术研究,4、资源梯级利用冷热电三联供技术,四、区域集中供冷项目的技术研究,4、资源梯级利用中水冷却水应用,四、区域集中供冷项目的技术研究,5、其他 区域能源安全性及可靠性： 多个能源站管网相连，互为备用； 能源站拥有多种能源利用，如冰蓄冷、蓄冷蓄热、蒸汽、海水源、地源等，保证供冷供热的稳定性和安全性；,四、区域集中供冷项目的技术研究,5、其他 能源站集约化建设 附建于商业建筑内部； 与市政公共设施合建； 与城市水电站合建。,谢谢！,
