南京江北图书馆空调系统设计

2020-06-03朱峥彧邓锦良

建筑热能通风空调 2020年4期

关键词：盘管新风风口

朱峥彧邓锦良

1 南京江北新区建设工程设计施工图审查中心

2 南京长江都市建筑设计股份有限公司

南京江北图书馆定位为国家一级图书馆，集传统阅览与新媒体功能于一体，内含视听室、报告厅、会议室、书库、典藏、阅览、检索等功能分区。建成后将成为南京建筑面积最大的图书馆，江北新区新文化地标，是新区科技、人文、经济、社会发展的合作和交流载体。

1 工程概况

江北图书馆（图1），位于南京市浦口区顶山街道，石佛大街与万寿路交界处北侧，由南京市江北新区公共工程建设中心建设开发。建筑用地面积19473.8 m2，总建筑面积73696 m2，其中地上建筑面积38514 m2，地下建筑面积35182 m2。地下两层，其中地下二层局部为人防。地上八层，建筑高度45.7 m，主要功能：图书馆、媒体中心。

图1 江北图书馆效果图

2 室内设计参数

表1 室内设计计算参数

3 空调负荷汇总

表2 空调负荷汇总表

4 空调冷热源设计

1）地下一层网络机房用于放置服务器，恒温恒湿，本设计仅提供风冷室外机的放置场所。

2）采编工作区距离其它空调区较远，不便接入大系统，故单独设置多联机系统。

3）特藏书库的使用时间、设计要求等与其它区域不同，采用具备独立能源的溶液调湿机组，以保证书库温湿度能够控制在标准要求的范围内。

书库设置两台溶液调湿机组，单台机组承担大于80%的负荷，两台机组联合运行，电动风门与机组同开同关，确保备用性。

特藏书库是收藏珍善本图书、音像资料、电子出版物等重要文献资料以及对保存条件有特殊要求的图书书库，而储藏环境的温湿度，空气质量和光照条件，是影响文献保存寿命的重要因素，因此设计中需保证特藏书库的温湿度保持稳定，温度日较差不大于2 ℃，相对湿度日较差不大于5%，同时，书库还设置温湿度监测仪器，全年监测和记录温湿度的变化情况。

4）新风系统采用热泵式热回收型溶液调湿新风机组，高效、节能。

5）除网络机房、采编工作区、特藏书库之外的区域均接入空调水系统，通过板换机组接驳区域能源站的江水源热泵系统，承担空调系统负荷的78%左右。板换机组的容量，在大楼空调冷热负荷的基础上，扣除了采编区、特藏书库的负荷之外，还扣除了溶液热回收新风机组承担的新风负荷。

《南京江北新区中心区区域供冷供热技术规定》（2017 年）载明能源站夏季空调冷水供水温度为5.5～6.0 ℃，夏季冷水回水温度为11.0～11.5 ℃。冬季空调热水供水温度为45.0～46.0 ℃，冬季热水回水温度为40.0～41.0 ℃。

能源站通过一套板换机组（HE-1）向本工程供冷供热，板换机组内含两台板换，三台变频水泵及自动控制系统，三台水泵自动轮换运行。也可一台板换、一台水泵运行。板换机组设有室外气温传感器，依据室外气温控制供热温度。

板换机组设有室外气温传感器，依据室外气温控制供热温度，供水、回水温度等参数如下：①总供热量：夏季5340 kW，冬季2852 kW。②一次侧介质：水，一次侧进出温度（夏季5.5/11 ℃，冬季46/41 ℃）。一次侧压力降70 kPa。一次侧承压能力1.6 MPa。③二次侧介质：水，二次侧进出温度（夏季12/7 ℃，冬季40/45 ℃）。二次侧压力降70 kPa。二次侧承压能力1.6 MPa。④自控模式：供冷供热自动切换。⑤水泵设计流量551 m3/h，水泵设计扬程34 m，水泵设计工况效率74.9%。⑥服务范围：B1F～8F，系统静压47.2 m，安装位置B1F。

板换机组可分解运输，通过地下室的开口或者车道进入地下室，其余风机、空气处理机组、油烟净化装置等中小型设备通过货梯、汽车坡道运输到位。

若能源站的实际运行参数发生变化，则需重新核算板换机组的交换能力。

板换机组控制流程图详见图2。

图2 板换机组控制流程图

5 空调水系统

1）空调水系统为两管制，空调水系统异程布置。

2）风机盘管各层支管管路通过压力无关型电动调节阀监测管路流量、温差，收集历史数据以确定工作饱和点，杜绝过流和小温差现象，实现节能运行。

3）空调机组依据回风温度与设定温度之间的温差来控制水流量，通过压力无关型电动两通调节阀提供稳定、精确的水量，避免小温差现象发生。

4）风机盘管供回水支管上各设不锈钢金属软接一个，铜球阀一只，回水管上均设电动两通双位阀一只，供水管上另设水过滤器一只。

5）空调器供、回水支管上各设不锈钢金属软接一只，蝶阀一只，温度计、压力表各一只，回水管上设压力无关型电动两通调节阀一只，供水管上另设水过滤器一只，冷凝水出口设水封一只。

6）空调水系统采用带有自动排气功能的闭式膨胀水箱定压补水，采用化学自动加药装置作为水处理装置，自来水作为补水水源。空调水系统图详见图3。

图3 空调水系统图

6 空调方式

1）整幢建筑的新风由设置在屋面的12 台热泵式热回收型溶液调湿新风处理机组提供，夏季降温降湿，冬季加温加湿。每两台机组与竖向总管之间均设有电动风门，此风门与机组联锁启停，因此可以实现任一台机组运行，以便节能，并确保备用性。新风机组的送风机和排风机均采用变频控制，可手动设定频率，也可依据压差自动运行。新风机组除设有板式初过滤外，溶液换热模块也有净化作用。

屋面热泵式热回收型溶液调湿新风机组，每两台机组为一个系统，共分为6 个新风系统，分别通过6 组新风立管送至各个空调区域，楼层新风、回风总管与竖向总管连接处设有定风量阀，通过再设定可灵活调整风量，方便节能运行。新风系统图详见图4。

图4 新风系统图

2）阅览区、公共空间等区域采用单风道全空气系统，新风由屋面热回收型溶液调湿新风处理机组提供，每个空调区域单独设风口，便于灵活运行。每个空调区域附近的空调机房内设置一台或两台空气处理机组，机组承担围护结构、人体散热、照明散热等除新风负荷外的所有负荷，机组变频控制，便于节能运行，也可用于控制室内噪声。

由于图书馆每层空间高度均为5 m，层高较高，故采用旋流风口顶送风，风口角度可调，在机房部位集中下侧回风，力求各个季节送风均匀，保证空调效果。

3）一层南，北门厅及二层咨询服务区，中庭天桥等区域为高大空间，采用分层空调形式，仅对空间的下部人员活动区域空调送风，以节约能量。

在设计中采用地面送风全空气系统，结合空间的特点，南门厅巧妙地利用台阶侧面作为送风口，美观实用，很好的实现了空间送风口与装潢的完美结合。而除南门厅之外的送风口则采用含过滤网的卷帘格栅风口，回风口集中布置。

4）多功能厅属于大空间，采用单风道全空气系统，送风口采用侧喷口，最大送风温差10 ℃，喷口分上下两排，上排负责远距离区域，风口中心高度为9.9 m。下排负责近距离区域，风口中心高度为8.4 m，回风口集中布置在多功能厅底部，有效地保证了多功能厅的空调效果。喷口安装示意图详见图5。

图5 喷口安装示意图

5）小空间场合采用风机盘管加新风系统，商铺采用风机盘管加新风，新风通过定风量阀来提供稳定的风量。

6）采编工作区采用变频多联机系统，室内机采用四出风卡嵌机。

7）特藏书库位于建筑的7 层，空调送风和回风由8层屋面空调机房的两台HVA-I-06-EF-0.6 溶液调湿机组提供。机组送风量为6000 m3/h，新风量为600 m3/h，制冷量35 kW，除湿量20 kg/h，制热量20 kW，电热功率20 kW，加湿量4 kg/h，风机配变频器。特藏书库采用顶送顶回的形式，送风经24 只TDF-R-600 圆形旋流风口均匀送至书库每个角落，回风通过集中设置的四只卷帘格栅风口（含金属过滤网）送回至机组。