某高層中央空調(diào)設(shè)計問題分析

1、    某高層中央空調(diào)設(shè)計問題分析    宋良雨逯軒武摘 要：中央空調(diào)在辦公樓取暖制冷應(yīng)用方面已經(jīng)是非常廣泛，針對于我國西部地區(qū)特殊環(huán)境，中央空調(diào)選用要做到因地制宜，文章根據(jù)西安市一小高層辦公樓為例，講述了設(shè)計時應(yīng)該注意的問題。關(guān)鍵詞：設(shè)計；措施；環(huán)節(jié)空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)器（room air conditioner）的簡稱，空調(diào)是對空氣的溫度、濕度、純凈度、氣流速度進(jìn)行處理并滿足人們生產(chǎn)、生活需要的設(shè)備。商用中央空調(diào)在世界上已有百年的發(fā)展歷史，在中國也有20多年的應(yīng)用時間。對于一個工程建設(shè)產(chǎn)品來說，設(shè)計方案質(zhì)量高低會直接關(guān)系到使用效果，好的設(shè)計可以使人們生活、

2、工作方便，心情愉悅。隨著中央空調(diào)的使用越來越普及，設(shè)計人員越來越重視中央空調(diào)設(shè)計問題，已經(jīng)把其作為建筑整體設(shè)計中較為突出的問題對待?？照{(diào)系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，其設(shè)計需要考慮的因素較多，空調(diào)工程設(shè)計人員要利用經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方法，根據(jù)工程具體情況制定最好的空調(diào)設(shè)計方案。下面根據(jù)一個具體的案例介紹中央空調(diào)設(shè)計應(yīng)該注意的問題。1 工程概況簡述某工程位于陜西省西安市，此地屬于夏熱冬冷地區(qū)，冬天需要取暖（本工程使用中央空調(diào)），夏天需要供冷。此小高層辦公樓位于市中心繁華地帶，共9層，地上8層為辦公區(qū)域，地下一層為車庫，建筑面積總共12500m2，建筑總高度31.7m。2 本工程中央空調(diào)設(shè)計方案介紹在本中央空

3、調(diào)設(shè)計方案中依據(jù)公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（gb50189-2005）進(jìn)行方案設(shè)計以及具體標(biāo)準(zhǔn)審議，本建筑物體型系數(shù)設(shè)定為0.169，建筑外窗傳熱系數(shù)設(shè)定為2.6w/m2，建筑外墻傳熱系數(shù)設(shè)定為0.42w/m2，建筑屋頂傳熱系數(shù)設(shè)定為0.4132w/m2。2.1 本工程中央空調(diào)設(shè)計參數(shù)分析由于此地屬于夏熱冬冷地區(qū)，冬天需要取暖，所以本工程所用到的重要空調(diào)設(shè)計方案考慮了夏季空氣調(diào)節(jié)設(shè)計參數(shù)以及動態(tài)取暖設(shè)計參數(shù)。（1）夏季空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)分析。在本工程中，在辦公室、資料室以及會議室場所，溫度假定為26至27，濕度值設(shè)定為不大于65%，新風(fēng)量設(shè)計為30m3/h。另外，在衛(wèi)生間、盥洗室、廚房、休息室、門

4、廳等場所的溫度值設(shè)定為26至28。（2）夏季空氣調(diào)節(jié)室外設(shè)計參數(shù)分析。在本工程中，干球溫度設(shè)定為32，濕球溫度為31.7，大氣壓力值設(shè)定為89.789kpa，另外，考慮到辦公場所需要空氣流通較快，所以本工程中的風(fēng)速設(shè)定值為1.6m/s。綜上，根據(jù)計算分析，本工程夏季總冷負(fù)荷為467kw，冷負(fù)荷指標(biāo)為72w/m2。2.2 空調(diào)系統(tǒng)選用多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)（variable refrigerant volume）優(yōu)點較多，它可以不需要另設(shè)空調(diào)機(jī)房，室外機(jī)可以放置于屋頂，有效節(jié)省大量的空間，另外還不需要設(shè)置冷卻水塔、循環(huán)水泵等配套設(shè)備，這樣還會節(jié)省很多的成本支出；多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)可以

5、采用集中控制或者有線控制，使用方便；考慮到西北地區(qū)，冬天溫度會比較低的原因，多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)是一種無水的中央空調(diào)系統(tǒng)，不會出現(xiàn)結(jié)冰堵塞回路的情況，這樣減少了維修成本，還能夠節(jié)省冬季循環(huán)水泵的工作能耗；西部地區(qū)適合使用冷媒直接蒸發(fā)式對室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻，這個方式不僅效率高，制冷效果也比較明顯，耗能也比較低。在制冷時間上相對于其他方式更短、迅速。2.2.1 空調(diào)設(shè)備。在本工程中地上8層各個辦公室等場所均選用了多聯(lián)機(jī)室內(nèi)出風(fēng)嵌入式室內(nèi)機(jī)，共252臺，每層有兩臺新風(fēng)機(jī)組，共16臺。頂層的大會議室以及活動中心裝了吸頂式換氣扇，共34臺；多聯(lián)機(jī)室外機(jī)置于屋面，共12臺，地上兩層均設(shè)置了貫流式空氣幕，共22臺。

6、為減少新風(fēng)管道占用過多的空間，每個新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量應(yīng)該控制在合適范圍內(nèi)，通過走廊吊頂內(nèi)的新風(fēng)管道送到各個室內(nèi)，送風(fēng)采用了雙層百葉送風(fēng)口，風(fēng)口之間距離要適中，新風(fēng)機(jī)進(jìn)出口均勻設(shè)置了150mm的耐火軟管。辦公室內(nèi)多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)均勻布置，采用四面出風(fēng)嵌入式室內(nèi)機(jī)，送風(fēng)均勻，以滿足對空調(diào)熱舒適性的要求。小型辦公室采用了自然通風(fēng)的方式，較大的辦公室采用了吸頂式換氣扇通風(fēng)。2.2.2 冷媒系統(tǒng)。多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)共分為8套系統(tǒng)，地上每一層均為獨立的系統(tǒng)。為了避免過多的能量損失，在冷媒管道出入口采用了保溫處理措施。為達(dá)到不同末端輸出的效果，需要調(diào)節(jié)室內(nèi)以及室外機(jī)的電子膨脹閥來改變輸入末端的冷媒流量。為了減少壓縮機(jī)由于

7、多次開啟造成的能量損失，在空調(diào)啟動時可以采用低頻方式進(jìn)行啟動，這樣做不僅降低了能量損失，還能夠減少啟動時對其它用電設(shè)備以及電網(wǎng)的損傷。2.2.3 多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的控制。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)采用了集散控制方法，主要是由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則，通過變頻調(diào)速以及設(shè)置電子膨脹閥等手段將壓縮機(jī)工作控制在最佳狀態(tài)，還可以控制室外空氣換熱器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)換熱器的能力，這樣就可以確保室內(nèi)空氣溫度不會急劇變化。3 采暖設(shè)備設(shè)計分析多聯(lián)機(jī)穩(wěn)定工作室外環(huán)境的要求：制冷室外溫度要求控制在-5至49，制熱室外溫度控制在-20至26，可以發(fā)

8、現(xiàn)這個范圍相對于別的地區(qū)是比較大的，這主要是由于本地冬季一般在-10左右，低溫將會使空調(diào)制熱效率大打折扣，所以在此暖通設(shè)計人員在冬季采暖系統(tǒng)設(shè)計時，沒有考慮選用多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)，而選用了普通散熱器采暖。3.1 采暖系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計冬季采暖室外溫度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按照-10，辦公室、會議室以及首層接待室溫度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按照18至20，衛(wèi)生間、樓梯間、門廳等房間溫度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按照14至16。采暖系統(tǒng)熱負(fù)荷設(shè)計要根據(jù)房間得失熱量的平衡進(jìn)行考量，每個房間熱負(fù)荷等于房間耗熱量總與房間得熱量總和之差。經(jīng)過計算，可以知道本建筑熱負(fù)荷設(shè)計為214kw，熱負(fù)荷指標(biāo)設(shè)定為32w/m2。3.2 采暖系統(tǒng)設(shè)計分析本建筑利用以熱水為熱媒進(jìn)

9、行集中供暖，供水以及回水溫度分別為80和60，由戶外熱力管網(wǎng)引進(jìn)，供室內(nèi)散熱器使用。采用了雙管下供下回式系統(tǒng)，緩和了垂直失調(diào)現(xiàn)象，且室內(nèi)不需要假設(shè)無供水干管，不僅美化室內(nèi)空間，還能節(jié)省造價成本。業(yè)主對于散熱器材質(zhì)有特殊要求，故在此選用了耐腐蝕的銅鋁復(fù)合散熱器。3.3 通風(fēng)設(shè)備的選用本建筑地下一層為車庫，設(shè)計人員根據(jù)實際情況設(shè)置了送風(fēng)系統(tǒng)以及排風(fēng)兼排煙系統(tǒng)。送風(fēng)系統(tǒng)把新鮮空氣輸送到室內(nèi)，可以稀釋空間內(nèi)空氣，使空氣成分滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。排風(fēng)兼顧排煙系統(tǒng)通過同一臺風(fēng)機(jī)和管道系統(tǒng)，不僅具有排風(fēng)也具有排煙功能。我國西部地區(qū)的辦公樓要根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w的氣候環(huán)境、業(yè)主要求以及相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計，盡量做到因地制宜，避免不必要浪費出現(xiàn)。夏季可以選用多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)，冬季可以選擇散熱器進(jìn)