蘇州市某圖書館中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

金杰 浦云霞

上海市工業(yè)技術(shù)學(xué)校 上海 200231

1 引言

目前，我國國內(nèi)的HVAC系統(tǒng)工程設(shè)計中，具有布置靈活、各空調(diào)房間可獨立調(diào)控等優(yōu)點的風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)是首選形式。本設(shè)計目標(biāo)是蘇州某圖書館中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，綜合設(shè)計情況和經(jīng)濟情況考慮選擇了獨立新風(fēng)加風(fēng)機盤管系統(tǒng)。

本研究課題是由實際設(shè)計項目修改而來的蘇州市某圖書館中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，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)，通過運用所學(xué)的知識，查閱相關(guān)的書籍期刊等資料，合理選擇墻體、門窗等材料作為圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對空調(diào)系統(tǒng)進行整體的設(shè)計。

2 負(fù)荷計算

2.1 設(shè)計計算參數(shù)

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

建筑圍護結(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，圍護結(jié)構(gòu)的選擇對空調(diào)區(qū)房間冷負(fù)荷的計算有著一定作用，由于蘇州市是夏熱冬冷地區(qū)，所以圍護結(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)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ134-2010設(shè)計。

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)處理過程的重要依據(jù)，也是計算冷負(fù)荷的基礎(chǔ)。參考相關(guān)書籍和設(shè)計，本次設(shè)計空調(diào)房間的冷負(fù)荷主要由以下幾部分組成：建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷；室內(nèi)熱源散熱；新風(fēng)進入室內(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

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)機盤管加獨立新風(fēng)系統(tǒng)。此時，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，對建筑整體設(shè)計的影響小；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)機盤管加獨立的新風(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，不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，室內(nèi)風(fēng)機盤管承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷。

空調(diào)房間風(fēng)量G為：

以一層1009房間（館長辦公室1）為例進行送風(fēng)狀態(tài)點及送風(fēng)量計算。

1009房間的新風(fēng)量為96m3/h，由焓濕圖可以確定其送風(fēng)狀態(tài)點。1009房間總送風(fēng)量為880m3/h。

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718kW的開利風(fēng)冷渦旋冷水/熱泵機組，其中的一臺備用。

4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

4.1 送回風(fēng)口與風(fēng)管的設(shè)計

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)機盤管，其他場合風(fēng)機盤管安裝形式均選擇臥式暗裝。風(fēng)機盤管的選擇以各空調(diào)房間的設(shè)計風(fēng)量、設(shè)計冷量以及中等風(fēng)速為原則。

以一層為例，一層新風(fēng)量為16774m3/h，系統(tǒng)1新風(fēng)量為9540 m3/h，新風(fēng)冷負(fù)荷為65.59kW，則選用型號為HDK-07，結(jié)構(gòu)形式為2排表冷器的新風(fēng)機，其額定風(fēng)量為10000 m3/h，供冷量為66 kW。

5 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計

空調(diào)水系統(tǒng)就是通過使用水作為介質(zhì)，通過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)。

選擇型號為RBW100-160B立式離心水泵四臺，其中一臺備用，水泵參數(shù)見表1。

表1 RBW100-160B立式水泵參數(shù)表

6 水力計算

6.1 新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管水力計算

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15%，則可以采取以下幾種方法進行調(diào)整：調(diào)整管段管徑；在各分支管段添加調(diào)節(jié)閥門；適當(dāng)調(diào)整管段風(fēng)量。

6.2 空調(diào)水系統(tǒng)水管水力計算

在進行空調(diào)水系統(tǒng)水力計算時，需要對各并聯(lián)環(huán)路進行水力平衡，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，需要對水管管經(jīng)進行適當(dāng)調(diào)整以減輕不平衡率。

本工程在空調(diào)新風(fēng)處理機組、空調(diào)處理機組回水管上設(shè)置動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，風(fēng)機盤管所在水平支管回水管上設(shè)置動態(tài)壓差平衡閥，風(fēng)機盤管前設(shè)置動態(tài)平衡電動二通閥，以保障系統(tǒng)水力平衡。

7 結(jié)論

本研究課題對蘇州某圖書館進行完整的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，通過負(fù)荷計算，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立調(diào)節(jié)，可隨時對空調(diào)房間進行啟?？照{(diào)和系統(tǒng)布置舒適靈活。選擇風(fēng)冷渦旋冷水/熱泵機組作為冷熱源設(shè)備。熱泵機組一次能源消耗高達(dá)90%，能耗降低了用戶的成本。沒有冷卻塔，同時不用冷卻水泵和管道，設(shè)計更加方便，投資也會降低。水系統(tǒng)方面選擇了同程式水系統(tǒng)，因為本次設(shè)計為圖書館，使用時間較長，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。