金杰 浦云霞

摘 要 針對(duì)蘇州市某圖書(shū)館中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該公共建筑的主要功能是供人們進(jìn)行圖書(shū)的閱覽和辦公。建筑共六層，每層高3.6m，建筑面積43850m2，空調(diào)面積27509.29m2，夏季建筑總冷負(fù)荷1961.96kW，建筑總冷指標(biāo)71.32W/m2。本工程設(shè)計(jì)主要根據(jù)現(xiàn)有的建筑圖紙及節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合工程實(shí)際情況，合理選擇墻體、門(mén)窗等材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)。采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)，每層分別設(shè)置兩到三個(gè)獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)對(duì)有空調(diào)需求的房間供給標(biāo)準(zhǔn)要求的新風(fēng)。本設(shè)計(jì)綜合考慮圖書(shū)館建筑在蘇州地區(qū)的氣象條件和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及工程設(shè)計(jì)的一般經(jīng)濟(jì)需求，對(duì)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了相對(duì)合理的設(shè)計(jì)選擇。

關(guān)鍵詞 暖通空調(diào)系統(tǒng);蘇州圖書(shū)館;獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng);負(fù)荷計(jì)算;風(fēng)機(jī)盤(pán)管

1引言

目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的HVAC系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中，具有布置靈活、各空調(diào)房間可獨(dú)立調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)是首選形式。本設(shè)計(jì)目標(biāo)是蘇州某圖書(shū)館中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，綜合設(shè)計(jì)情況和經(jīng)濟(jì)情況考慮選擇了獨(dú)立新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)。

本研究課題是由實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目修改而來(lái)的蘇州市某圖書(shū)館中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，課題主要根據(jù)現(xiàn)有的建筑圖紙及節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，查閱相關(guān)的書(shū)籍期刊等資料，合理選擇墻體、門(mén)窗等材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)。

2負(fù)荷計(jì)算

2.1 設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

室外空氣計(jì)算參數(shù)是進(jìn)行HVAC工程設(shè)計(jì)所必需的，它對(duì)不同地區(qū)和不同季節(jié)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了不同的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，是進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算的重要參考數(shù)據(jù)。

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇主要是其墻體材料選擇，不同的材料除了美觀和建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的功能外，還由于傳熱系數(shù)不同，所具有的保溫性能也不同，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇對(duì)空調(diào)區(qū)房間冷負(fù)荷的計(jì)算有著一定作用，由于蘇州市是夏熱冬冷地區(qū)，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料構(gòu)造根據(jù)《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ134-2010設(shè)計(jì)。

2.2 夏季建筑的冷負(fù)荷

空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷是確定房間空調(diào)設(shè)備容量和房間空調(diào)送風(fēng)處理過(guò)程的重要依據(jù)，也是計(jì)算冷負(fù)荷的基礎(chǔ)。參考相關(guān)書(shū)籍和設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)空調(diào)房間的冷負(fù)荷主要由以下幾部分組成：建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷;室內(nèi)熱源散熱;新風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)空調(diào)區(qū)形成的冷負(fù)荷。

3空調(diào)系統(tǒng)的選擇及冷熱源設(shè)計(jì)

3.1 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

本工程選用空氣-水系統(tǒng)，使用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。此時(shí)，集中輸送的部分僅僅為熱濕處理后的新鮮空氣（新風(fēng)），風(fēng)道小，占據(jù)建筑物的空間小，對(duì)建筑整體設(shè)計(jì)的影響小;室內(nèi)分散設(shè)置由水直接換熱的末端設(shè)備，即為半集中式空調(diào)系統(tǒng)。

本工程采取風(fēng)機(jī)盤(pán)管加獨(dú)立的新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)處理方式選擇第一種，即新風(fēng)處理到室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)，不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤(pán)管承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷。

3.2 冷熱源的選擇原則

本工程建筑冷負(fù)荷為1961.96kW，為了確保穩(wěn)定性把負(fù)荷放大10%之后為2158.16kW，熱負(fù)荷為759.32kW選用4臺(tái)718kW的開(kāi)利風(fēng)冷渦旋冷水/熱泵機(jī)組，其中的一臺(tái)備用。

4空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 送回風(fēng)口與風(fēng)管的設(shè)計(jì)

本工程在一樓大堂采用側(cè)送風(fēng)形式，其他空調(diào)區(qū)域采用上送上回形式，采用散流器平送流型。

4.2 空調(diào)設(shè)備的選擇

本工程中大堂采用壁掛式風(fēng)機(jī)盤(pán)管，其他場(chǎng)合風(fēng)機(jī)盤(pán)管安裝形式均選擇臥式暗裝。風(fēng)機(jī)盤(pán)管的選擇以各空調(diào)房間的設(shè)計(jì)風(fēng)量、設(shè)計(jì)冷量以及中等風(fēng)速為原則。

以一層為例，一層新風(fēng)量為16774m?/h，系統(tǒng)1新風(fēng)量為9540 m?/h，新風(fēng)冷負(fù)荷為65.59kW，則選用型號(hào)為HDK-07，結(jié)構(gòu)形式為2排表冷器的新風(fēng)機(jī)，其額定風(fēng)量為10000 m?/h，供冷量為66 kW。

5空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

空調(diào)水系統(tǒng)就是通過(guò)使用水作為介質(zhì)，通過(guò)熱量的傳遞冷卻冷凝器中的制冷劑?？照{(diào)水系統(tǒng)包括冷熱水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)和冷凝水系統(tǒng)。

選擇型號(hào)為RBW100-160B立式離心水泵四臺(tái)，其中一臺(tái)備用，水泵參數(shù)見(jiàn)表1。

6水力計(jì)算

6.1 新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管水力計(jì)算

一般的空調(diào)系統(tǒng)要求并聯(lián)管路之間的不平衡率應(yīng)≤15%。若不平衡率超過(guò)15%，則可以采取以下幾種方法進(jìn)行調(diào)整：調(diào)整管段管徑;在各分支管段添加調(diào)節(jié)閥門(mén);適當(dāng)調(diào)整管段風(fēng)量。

6.2 空調(diào)水系統(tǒng)水管水力計(jì)算

在進(jìn)行空調(diào)水系統(tǒng)水力計(jì)算時(shí)，需要對(duì)各并聯(lián)環(huán)路進(jìn)行水力平衡，其并聯(lián)環(huán)路的壓力損失的不平衡率應(yīng)小于15%。當(dāng)其不平衡率大于15%時(shí)，需要對(duì)水管管經(jīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以減輕不平衡率。

本工程在空調(diào)新風(fēng)處理機(jī)組、空調(diào)處理機(jī)組回水管上設(shè)置動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，風(fēng)機(jī)盤(pán)管所在水平支管回水管上設(shè)置動(dòng)態(tài)壓差平衡閥，風(fēng)機(jī)盤(pán)管前設(shè)置動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥，以保障系統(tǒng)水力平衡。

7結(jié)論

本研究課題對(duì)蘇州某圖書(shū)館進(jìn)行完整的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，選定了空調(diào)的系統(tǒng)為空氣-水系統(tǒng)，是現(xiàn)今應(yīng)用最為廣泛成熟的一種空調(diào)系統(tǒng)方式，該系統(tǒng)節(jié)省了操作成本和空調(diào)房間系統(tǒng)，不干擾房間溫度的獨(dú)立調(diào)節(jié)，可隨時(shí)對(duì)空調(diào)房間進(jìn)行啟?？照{(diào)和系統(tǒng)布置舒適靈活。選擇風(fēng)冷渦旋冷水/熱泵機(jī)組作為冷熱源設(shè)備。熱泵機(jī)組一次能源消耗高達(dá)90%，能耗降低了用戶的成本。沒(méi)有冷卻塔，同時(shí)不用冷卻水泵和管道，設(shè)計(jì)更加方便，投資也會(huì)降低。水系統(tǒng)方面選擇了同程式水系統(tǒng)，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)為圖書(shū)館，使用時(shí)間較長(zhǎng)，所以雖然同程式前期投資高，但由于各并聯(lián)環(huán)路中水的流程基本相同，水力穩(wěn)定性好，流量分配均勻。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

浦云霞，江蘇鎮(zhèn)江人，講師，碩士，研究方向：空調(diào)與暖通方向。