暖通空调设计在某工程中的应用分析

龚琪

【摘要】随着生活水平的提高，人们对办公环境、娱乐场所等的要求也越来越高，本文笔者结合实例介绍了某综合楼采暖通风空调系统的设计和系统特点,对系统效果进行分析。

【关键词】节能;全热空气交换器;变频;变风量;

1工程概况

我市某项目是集居住、娱乐、购物、办公与一体的大型综合楼。地上共14层,首层为商场、银行;2层为商场、服务、展示厅、辅助性商用;3层宴会厅、餐厅、多功能厅、厨房、会议室;4层为娱乐、健身俱乐部;5层～14层为双塔,A座为酒店客房,B座为写字楼;4层与5层之间有局部设备夹层。5层～14层标准层层高3.70m,办公室内净高2.65m。地下共3层,地下1层为物业管理办公、自行车库、柴油发电机房、锅炉房、热交换站、洗衣房、空调机房。地下2、3层为各类机房、汽车库、仓库等。

2供热通风空调系统设计

2.1供热系统

1)采用两台蒸汽锅炉(每台蒸发量为1500kg/h)作为大楼供热及生活热水热源。空调、冬季空调加湿、生活热水系统所需的热负荷及热媒参数如下:空调系统热负荷:12500KW;其供回水温度:60℃/50℃;采暖系统热负荷:1200KW;其供回水温度:60℃/50℃、85℃/60℃;生活热水热负荷:1000KW;供水温度60℃;总热负荷:14700KW。

2)热交换站位于地下一层,供热热水通过热水交换器和二次热水循环水泵,经热水输配管网分配到各空调机组、带再热盘管的VAV末端装置及风机盘管等。

3)供热系统采用闭式系统,并按区域分别设置:4层及以下等公共空间为一区域,5层以上为一区域。

4)供热系统的补水采用软化水,其水处理设备及系统的定压、膨胀装置设置在软化水间。

5)辅助供热:首层商业等房间外区、中庭、大堂及4层游泳馆采用地板辐射采暖,利用热气流上升的原理,密切结合人体舒适感的特点,合理提供舒适的温度环境,减少空调能耗。地下1层设备用房设置暖气片进行值班采暖;首层大堂大门及汽车入口处冬季采用水热热风幕,冬季送热风,夏季送循环风,阻挡室外冷、热空气侵入,节省能耗。

2.2供冷系统

1)设计中对直燃式溴化锂吸收式冷水机组和离心式冷水机组两种方案进行了充分的可行性研究,并考虑到下述因素。

全年运行费:直燃式溴化锂吸收式冷水机组是离心式冷水机组的1.6～1.8倍。

初投资:直燃式溴化锂吸收式冷水机组是离心式冷水机组的1.2～1.3倍。

运行管理:离心式冷水机组更为简单、可靠。因此,本工程采用离心式冷水机组,考虑到A座客房部分夜间负荷,还用了1台螺杆式冷水机组。

2)冷源由设在地下1层的冷冻机房提供。采用3台水冷式离心冷水机组,装机冷量为3868kW/台(1100RT/台),冷媒为R—134a。一台螺杆式冷水机组,装机冷量为1218kW/台(105RT/台),冷媒为R—134a。冷冻水供回水温度7℃/12℃,冷却水进出水温度32℃～37℃。冷冻机房包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、热交换器及闭式膨胀定压装置等。

3)夜间加班、过渡季节和冬季采用开一台螺杆机为内区空调系统提供冷水。冬季冷却水管及冷却塔采用电热防冻措施。

4)空气处理机组、新风机组空调水系统均为四管制,3层、4层风盘内区单冷两管制外区四管制。

5)A座客房采用四管制方式,以解决不同朝向的冷热不均和灵活的温度调控问题。

6)考虑到B座写字楼标准层平面进深大,有明显内外区之分,经计算,冬季内区仍有冷负荷发生。为此,采用冷却塔和水-板式换热器组合成冬季自然供冷水系统,充分节约能源。

7)B座写字楼采用四管制方式,以解决大开间办公内、外区和不同朝向的冷热不均问题。

8)冷冻水系统均为闭式、一次泵变流量系统,其系统补水采用软化水。

9)冷却塔位于屋顶,其总装机容量为3300m3/h。冬季运行的冷却塔及室外冷却水管道均采用防冻措施。冷却水系统为一次泵水系统。

10)空调冷却水补水:由地下消防贮水池经自动变频给水装置供给。

11)空调冷冻水系统补水:由地下软化水间内的定压、膨胀装置供给。

2.3空调通风系统

1)商场、银行、大堂、餐厅、宴会厅、多功能厅及设置全空气空调系统;厨房设置直流式全空气空调系统;客房、娱乐、会议室、物业管理、办公等设置风机盘管加新风的空调系统;电话机房、消防安全监控中心及楼宇自动化监控中心设置风冷柜式空调系统;计算机中心设置恒温恒湿柜式空调系统;电梯机房、弱电电缆引入小室、UPS间设置分体式空调系统。

2)一层商场中庭采用双侧对喷多股平行射流的气流组织方式,其余均为上送上回或侧送上回的气流组织方式。大堂、大宴会厅采用漩流风口送风。

3)A座客房采用风机盘剥管加新风的空调系统,屋顶新风机组将新风处理到室内温度的机器露点状态并送至风机盘管出口位置上.

4)B座大开空间办公采用变风量空调系统,并实现供冷,供热单独分区控制,有效满足不同运行区域的冷热调节需要,满足人员对空调系统不同温度的需求,空调机房采取集中和分散相结合的布置原则。变风量末端装置的选择按房间性质的不同，分别采用带风机驱动的串联、并联型末端装置及单风道末端装置。办公室周边区采用带再热盘管的并联型末端装置，内区采用单风道末端装置；每个变风量末端装置的温度传感器控制区域为小于40m2，使房间按实际运行需要，精确调节房间的室内湿度，以提高房间的舒适度。与并联型风机末端装置及单风道末端装置相配的空调送风口均采用高诱导比的关风口若悬河，与串联型风机末端装置相配的空调送风口则采用常温送风口。中庭的空调送风方式采用喷口送风。

5）根据室内的风口、家具等布置，典型办公室的室内空气温度分布及气流分布的CFD模拟计算结果。模拟计算结构显示，室内空气的温度分布及气流分布均可满足设计要求。

6）根据建筑要求，组合式变风量空调机组分别安装在各楼层的空调机房内。为满足业主对空气品质的严格要求，各机组除根据室内空气的处理要求，配备相应的混合段、过滤段、加热段、表冷段、加湿段、风机段等外，又均配轩空气净化段。

7）为满足建筑立面要求，大厦的新风均集中采集。办公室部分为屋顶集中采集，地下室、初房等部分为首层、设备夹层外墙集中采集。根据通风竖管井断面尺寸及内呼吸式双岐下班幕墙的通风量要求，办公室部分的新风量标准均大于50m3/h·人。

8）为保证办公室各层新风量的供给与节能，各层空调机房内的新、排风管道上均设置变风量末端装置，并由室内CO2浓度传感器控制。

9）客户区域的新风、排风系统均采用变风量系统，其新风、排风均由屋顶集中设置的带热回收装置的机组处理。

10)新风机组及公共区域的组合式空调机组均设置干蒸汽加湿器,以满足各房间的湿度要求.蒸汽由设在地下1层锅炉房内的两台蒸汽锅炉供给.

11)内呼吸式双层玻璃幕墙的排风系统均集中设置,其运行应与排风系统相匹配,以维持室内所要求的正压值。

12)卫生间、汽车库、设备用房等房间均按要求设置机械通风系统。卫生间、办公室排风屋顶排放;厨房排风经油烟净化装置处理后,屋顶排放;其他排风口均高于地面2.5m以上。

4防排烟系统设计

1)防烟楼梯间、消防电梯前室及合用前室的防烟设施按消防规范要求进行设计;机械加压送风系统的送风机均屋顶放置。

2)长度超过20m的内走道、面积超过50m2且经常有人停留的地下无窗房间均设有机械排烟设施;同时,各机械排烟系统按规范要求设置相应的消防补风系统。

3)地下各类用房分别采用窗井排、补风及屋顶高空排放两种通风排烟方式。需设机械排烟的库房、汽车库等均设置采用双速风机的通风兼排烟系统及补风系统。部分系统同时设置了通风电动阀和排烟防火阀以满足通风兼排烟功能切换的需要。平时通风时,双速风机低速运转,开启电动风阀,关闭排烟防火阀;火灾时,双速风机高速运行,关闭电动风阀,开启排烟防火阀及起动补风系统,以满足通风兼排烟的双重功能要求。

4)在机械排烟系统、机械通风系统、空调系统的风道上,按“规范”所要求的部位处设置排烟防火阀和防火阀。

5其它

1)空调系统采用大楼集中的BAS楼宇自控管理。包括:①对设备运行实施监控。②并根据空调系统负荷变化情况,确定冷水机组、锅炉、水泵及冷却塔运行台数。③电动蝶阀、冷却泵、冷却塔、冷冻泵及冷水机组的顺序起停控制,根据冷却水的温度起停冷却塔的风扇控制。④凝结水循环冷却系统水池及水泵的控制,并进行设备优化管理。⑤空调机组初、中效过滤器均设压差报警装置,每台机组均设起停控制及运行、故障、自动信号检测。⑥每台空气处理机组均设置了温度控制系统,根据回风温度,调节装在回水管上的电动两通阀;⑦根据回风湿度控制加湿电磁阀及加湿泵的起停;防冻保护控制等。⑧新风机组则根据送风温度调节装在回水管上的电动两通阀;⑨根据送风湿度控制加湿电磁阀及加湿泵的起停。⑩风机盘管装有温控器和电动两通阀。

2)采用全热回收技术可回收约70%的排风冷、热量,用以冷却或加热新风。使得空调冷源装机容量减少了11.8%,空调热源装机容量减少了26.5%。

3)空调、通风及制冷设备均采用低噪声设备,并设减振垫、减振吊架等减振装置;空调机,通风机进出口风管均设软接头、消声器;空调机、冷水机组及水泵进出水管均设隔振喉或波纹管伸缩节等措施,以满足大楼对噪音指标的要求;排风系统尽量做到高位排放。

4)空调机组在过渡季节最大限度地使用室外新风,以节约能源。

6总结

根据此工程总结出以下经验：

1)由于采用了多项节能措施,导致工程初投资有所增加。

2)对于自动控制系统和空调系统维护管理水平的要求提高。