室是间歇性使用,白天使用,晚上关闭,人员分布较平均,同时各房间冷热负荷并不相同需要进行个别的调节,导致热湿比不同,所以全空气系统并不适合。每层设有新风机组,可以由同层的新风机组送入室内,和风机盘管一起满足室内的冷热负荷。
风机盘管空调方式,这种方式风管小,可以降低房间层高,但维修工作量大,如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水,对线槽内的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁,因此要求确保管道安装质量。风机盘管加新风系统占空间少,使用也较灵活,但空调设备产生的振动和噪音问题需要采取切实措施予以解决。对于该系统所存在的缺点,可在设计当中根据具体的问题予以解决和弥补。
冷热源由风冷冷热水机组提供。夏季供水/回水温度为7/12℃,冬季供水/回水温度为 45/40℃。该工程水系统采用双管制、水平同程式、垂直议异程式、一次泵定水量系统。系统新风由分层设置的新风机组供给,风机盘管只承担房间冷负荷,新风负荷由新风机组承担。采用该系统的理由如下:
1.选择双管制水系统的理由:在风机盘管水系统中,由一条供水管和一条回水管构成的水系统称为双管制水系统。供水管根据房间负荷要求向房间提供冷冻水或热水。由于其系统简单,初投资低,是目前我国绝大多数高层民用建筑中采用的空调水系统方式。其特点如下: (1) 该系统简单明了,冬夏季转换分明,转换阀既可以手动也可以电动,管理起来方便;(2) 该系统投资节省,管道、附件及保温材料的初投资也较少,占用的建筑空间和建筑面积都较少,者也是它能得到广泛应用的一个重要理由;(3) 末端设备为冷热两用的盘管,其控制也比较方便,末端设备的投资和机房的面积均可减少。
2.选用同程式系统的原由:水力计算时同程系统各个环路易于平衡,水力失调较轻,而且布置管道妥当时耗费管材不多。
方案中的冷热源从开始就选择为风冷热泵机组,这是由多方面因素决定的。 最主要的决定因素是对象的使用功能和四周环境。办公楼无生活热水的需求,因而冬季的热负荷较小,加上冬季室外环境也不太恶劣,使用热泵完全可以满足要求,没有单独设置热源的必要。
另一个考虑因素与深圳地区的能源价格及政策有关。如果白天用电高峰的电价与晚间的低谷电价差距更大的话,为办公楼空调这种典型的可以“移峰填谷”的场所添加相应的蓄冷设备将具有很高的可行性。这不仅可以减少运行费,由于可大幅降低初期的冷热源容量,还能节约不少初投资。但相关资料中的统计分析,由于在深圳地区低谷电的价格优势不明显,节省的电费无法抵消其增加设备的初投资,得出采用蓄冷技术不经济的结论。
此外,建筑形式对冷热源选择的影响也不能忽视。由于没有地下室水冷机房,
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同时顶层有较大空间及专门的空调水泵房,这种建筑布局完全是为风冷机组安排的。
最后还要考虑业主的需求。由于深圳经济发达的原因,地价节节上升,使得建筑师及业主对于空调占地特别重视。如果使用风冷热泵,不仅可以省去了与冷水机组及其对应的冷却塔及冷却水循环泵的占地,还能充分利用原本一般闲置的屋面空间,因而业主对于办公楼也偏向于选择风冷热泵作为冷热源。
综合以上方面因素,在附近无集中热水或蒸汽源的情况下,决定选择风冷热泵作为冷热源。
4.3.1 风机盘管机组的结构和工作原理 风机盘管机组是空调机组的末端机组之一,就是将通风机、换热器及过滤器等组成一体的空气调节设备。机组一般分为立式和卧式两种,可以按室内安装位置选定,同时根据室内装修要求可做成明装或暗装。风机盘管通常与冷水机组(夏)或热水机组(冬)组成一个供冷或供热系统。风机盘管是分散安装在每一个需要空调的房间内(如宾馆的客房、医院的病房、写字楼的各写字间等)。
风机盘管机组中风机不断循环所在房间内的空气和新风,使空气通过供冷水或供热水的换热器被冷却或加热,以保持房间内温度。在风机吸风口外设有空气过滤器,用以过滤被吸入空气中的尘埃,一方面改善房间的卫生条件,另一方面也保护了换热器不被尘埃所堵塞。换热器在夏季可以除去房间的湿气,维持房间的一定相对湿度。换热器表面的凝结水滴入接水盘内,然后不断地被排入下水道中。
由于本系统采用风机盘管+新风系统,有独立的新风系统供给室内新风,即把新风处理到室内参数,不承担房间负荷。这种方案既提高了该系统的调节和运转的灵活性,且进入风机盘管的供水温度可适当提高,水管结露现象可以得到改善。
机组由风机、电动机、盘管、空气过滤器、室温调节装置及箱体等组成(见图4-1) 。
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图4-1 风机盘管机组构造图
4.3.2 风机盘管的系统设计
风机盘管机组设计的首要任务实选择风机盘管的形式。风机盘管的形式有:卧式明装、卧式暗装、立式明装、立式暗装等。本办公楼选用卧式暗装在吊顶内,其主要优点是不占用房间的有效空间,冷冻水的配管与其连接和凝结水的排出都比较方便。
风机盘管的形式确定之后,就是具体型号的选择。风机盘管机组的型号根据房间所要求的冷量与风量确定,之后再对热量进行校核。风机盘管有三档风量可供选用,我国设计人员习惯按中速参数选择,因为,首先,我国行业标准<<风机盘管机组>>(JB/T4283?91)规定,名义风量(样本上给出的风量)是在盘管不同水,空气进出口静压为零的特定工况下进行测定的,在湿工况下运行,会使风机盘管出力不足。其次,在实际使用中,风机盘管特别是暗装风机盘管要加进风口、回风口、过滤器、短风管等,加上过滤器渡堵塞、风机盘管表面积灰等诸多因素的影响,使得风机盘管的空气侧阻力增大,导致风量减小。如果按照高档进行选择,就会因风量的不足而导致冷、热量的不足。
目前,国产风机盘管样本上的冷量都是按标准测定的,冷量的标准工况是:室内空气干球温度室内空气干球温度:tR?27?C,室内空气湿度tRs?19.5?C,冷冻水初温t?7?C,供回水温差?t?5?C。在实际工程中,表冷器都是在非工况下运行的,此时可通过简单的计算近似求出非标准状况下表冷器所能提供的冷量。
4.3.3各房间送风状态的确定
风机盘管加新风系统的空气处理方式有:
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1)新风处理到室内状态的等焓线,不承担室内冷负荷,新风单独送入室内,但是新回风的混合状态点很难确定,可能会室内相对湿度过高,太高就不能满足舒适的要求了。
2)新风处理到室内状态的等含湿量线,新风机组承担部分室内冷负荷,新 风的这种处理方案的优点是:a.盘管表面干燥,无霉菌滋生条件,卫生条件好;b.制冷系数高,能效底;缺点是c.冷冻水系统比较复杂d.信风系统的冷却设备因负荷增加而需要加大规格e.风机盘管可能出现不希望的湿工况。
3)新风处理到焓值小于室内状态点焓值,新风机组不仅承担新风冷负荷,还承担部分室内显热冷负荷和全部潜热冷负荷,风机盘管仅承担一部分室内显热冷负荷,可实现等湿冷却,可改善室内卫生和防止水患。
4)新风处理到室内状态的等温线风机盘管承担的负荷很大,特别是湿负荷很大,造成卫生问题和水患。 5)新风处理到室内状态的等焓线,并与室内状态点直接混合进入风机盘管处理,这种方式室内风口布置均匀,施工方便,美化环境。风机盘管处理的风量比其它方式大,不易选型。
此空调工程设计风机盘管的新风供给方式,采用与回风混合再处理到送风状态点送入室内,新风处理到室内状态的等焓线,不承担室内冷负荷方案。
5 送风量计算
5.1 送风量的计算公式
人体散湿量
mw1=0.278nφg×10-6 (5-1-1)
式中 mw1——人体散湿量,kg/s;
g——成年男子的小时散湿量,g/h,见[1]表2-13; n——室内全部人数; φ——群集系数,见[1]表2-12。
室内湿负荷 Mw=mw1 (kg/s); 热湿比
ε=Qc/ Mw (kJ/kg); (5-1-2)
送风量
Ms= Qc/(hR-hs) (5-1-3)
式中 Ms——送风量,kg/s;
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Qc——室内全热冷负荷,kw;
hR、hs——分别为室内空气和送风的比焓,kJ/kg;
5.2送风量的计算过程及结果
以101接待室为例
1) 空气处理方案及有关参数的查取
采用新风直入式空气处理方式,新风机组不承担室内负荷,出于降低空调投资和节能等方面的考虑,一般商场空气处理均不设再热器,因而室内的相对湿度往往会超过规范所要求的数值。
空气处理方案过程线如下图:
图 5-1 空气处理方案过程图
(1) 确定室内状态点R。根据夏季室内温度tR=25?C,相对湿度?=65%的要求,确定室内空气状态点R,并差h-d图得到,室内焓值hR=58.44kJ/Kg。 (2) 做热湿比线。根据计算出的室内冷负荷Q=5.029KW,湿负荷S=0.000278Kg/s,计算热湿比?=5.029/0.000278=18089kJ/Kg。确定送风状态点S。
(3) 确定送风状态点S。本系统拟采用表冷器作为降温去湿的空气处理设备,以空气处理到?=95%的机器露点(风机温升在此设计中过小,故不在考虑之中)与热湿比线相交,此点即为点S,并由此得到:
送风点S的参数ts=17.47?C,hs=51.9 kJ/Kg,ds=12.75g/kg。
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