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關(guān)鍵詞:潔凈廠房;空調(diào)設(shè)計(jì);送風(fēng)量;排風(fēng)量;新風(fēng)量;節(jié)能設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):TB494 文章編號(hào):1009-2374(2015)21-0025-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.21.013
潔凈空調(diào)技術(shù)除了滿足潔凈廠房的溫濕度要求外,對(duì)室內(nèi)的微粒子含量、氣流、壓力等也控制在一定范圍內(nèi)。該技術(shù)在我國(guó)是20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始發(fā)展的,隨著工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療事業(yè)、高科技的發(fā)展,其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛,而且技術(shù)要求也更為復(fù)雜。目前它的代表性應(yīng)用主要是在微電子工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生及食品工業(yè)等。針對(duì)潔凈廠房的空調(diào)設(shè)計(jì)流程,筆者以文登市中心醫(yī)院潔凈廠房的空調(diào)設(shè)計(jì)為例總結(jié)了以下幾點(diǎn)。
1 設(shè)計(jì)概況
本工程設(shè)計(jì)范圍為文登市中心醫(yī)院潔凈廠房空調(diào)設(shè)計(jì),項(xiàng)目為舊項(xiàng)目改造工程,由辦公室改造為潔凈廠房。潔凈度為C級(jí),換氣次數(shù)≥30次/h。其中準(zhǔn)備間及質(zhì)控間為全送全排,培養(yǎng)室的生物安全柜按300m3/h排風(fēng)量計(jì)算,其他房間為全送全回。
2 主要設(shè)計(jì)氣象參數(shù)
10 空調(diào)機(jī)組選型
AHU-1系統(tǒng)為C級(jí)生產(chǎn)區(qū)及其輔助區(qū)潔凈空調(diào)系統(tǒng),采用直膨式空調(diào)機(jī)(熱泵型),表冷段及加熱段相同,夏季表冷段采用四通閥切換為冬季的加熱段。為了降低夏季送風(fēng)的相對(duì)濕度,采用電加熱提升送風(fēng)溫度。凈化空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)、回風(fēng)的啟閉連鎖,連鎖順序按《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50073-2013規(guī)定執(zhí)行。
11 空調(diào)系統(tǒng)的噪聲控制
送風(fēng)系統(tǒng)高效過(guò)濾送風(fēng)口及控制風(fēng)速進(jìn)行消聲;回風(fēng)系統(tǒng)利用消聲器進(jìn)行消聲,以滿足規(guī)范要求;排風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)控制風(fēng)速來(lái)滿足消聲要求。
12 AHU-1系統(tǒng)形式和氣流組織
AHU-1凈化空調(diào)系統(tǒng)采用全空氣、定風(fēng)量、定新風(fēng)集中式空調(diào)系統(tǒng)。潔凈區(qū)空氣經(jīng)過(guò)初、中、高效過(guò)濾后送入室內(nèi),產(chǎn)生有害氣體的工序設(shè)排風(fēng)系統(tǒng)。為了防止室外空氣倒灌,潔凈區(qū)的排風(fēng)采用中效過(guò)濾排風(fēng)機(jī)組將室內(nèi)空氣排至室外,氣流組織為上送風(fēng)下回風(fēng)的氣流組織形式。
13 冬季加濕
冬季加濕采用電極式加濕器,加濕量:26.7kg/h,功率:22kW,設(shè)備安裝及配管由廠家負(fù)責(zé)。加濕器金屬容器,必須進(jìn)行可靠的接地。供水管上的電磁閥與位式調(diào)節(jié)器控制電極的電源進(jìn)行連鎖。加濕器的底部應(yīng)設(shè)排污管,并安裝閥門,就近排至地漏。
14 房間壓差控制
不同等級(jí)的潔凈室以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差,應(yīng)不小于10Pa,潔凈區(qū)與室外的壓差,應(yīng)不小于10Pa,潔凈區(qū)排風(fēng)的房間與其周圍潔凈區(qū)房間保持相對(duì)負(fù)壓。為維護(hù)房間壓差,潔凈區(qū)內(nèi)回(排)風(fēng)口應(yīng)裝設(shè)阻力為5Pa的空氣阻尼層。
15 潔凈區(qū)房間消毒
潔凈區(qū)消毒方式選用臭氧消毒,臭氧量:50g/h,功率:1.5kW。由臭氧發(fā)生器經(jīng)送風(fēng)管道輸送至空調(diào)系統(tǒng)或各房間,設(shè)備安裝及配管由生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé)。
16 節(jié)能設(shè)計(jì)專項(xiàng)說(shuō)明
進(jìn)行了熱負(fù)荷和冷負(fù)荷計(jì)算,并以此作為選擇末端設(shè)備、確定管道直徑的基本依據(jù)??偣┧芗盁崦饺肟谔幘O(shè)置冷、熱量計(jì)量裝置。
17 空調(diào)設(shè)備聯(lián)鎖關(guān)系
感煙探測(cè)器作用后,在煙感器自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制下,防火防煙閥控制電源(DC24V)機(jī)構(gòu)動(dòng)作,閥門自動(dòng)關(guān)閉,空調(diào)風(fēng)機(jī)關(guān)閉,排風(fēng)機(jī)組關(guān)閉。送風(fēng)、回風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)的啟閉應(yīng)聯(lián)鎖,聯(lián)鎖程序?yàn)椋合葐?dòng)送風(fēng)機(jī),再啟動(dòng)排風(fēng)機(jī),關(guān)閉時(shí)聯(lián)鎖程序應(yīng)相反。
18 結(jié)語(yǔ)
以上為潔凈空調(diào)設(shè)計(jì)關(guān)于冷負(fù)荷、熱負(fù)荷、加濕量的簡(jiǎn)要計(jì)算過(guò)程。對(duì)室內(nèi)微粒子數(shù)量的控制主要通過(guò)初效、中效、高效過(guò)濾器來(lái)實(shí)現(xiàn),對(duì)送風(fēng)量、回風(fēng)量、排風(fēng)量以及新風(fēng)量的分配主要通過(guò)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥來(lái)控制。潔凈空調(diào)的精確控制還需要增加自控系統(tǒng),根據(jù)室內(nèi)反饋的溫度、濕度、風(fēng)量、風(fēng)壓隨時(shí)對(duì)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。隨著社會(huì)生產(chǎn)對(duì)潔凈廠房需求的日益廣泛,潔凈廠房空調(diào)設(shè)計(jì)的發(fā)展空間會(huì)越來(lái)越廣闊。
參考文獻(xiàn)
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論文關(guān)鍵詞:暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案
論文摘要:如何對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)的比較和優(yōu)選,是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中經(jīng)常遇到的一個(gè)重要技術(shù)難題。本文根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案應(yīng)注意的一些問(wèn)題進(jìn)行粗淺的分析。
1方案應(yīng)吸收設(shè)備工種參加
現(xiàn)在有不少工程,在方案階段只有建筑師埋頭創(chuàng)造,不吸收設(shè)備工程師參加方案設(shè)計(jì),結(jié)果建筑方案中選后設(shè)備空間沒(méi)有考慮,造成設(shè)備設(shè)計(jì)很大困難。機(jī)房設(shè)在某一角落,風(fēng)道拉得很遠(yuǎn),既不經(jīng)濟(jì)也影響通風(fēng)效果;進(jìn)風(fēng)口與排風(fēng)口擠在一起,不合規(guī)定;管道夾層當(dāng)機(jī)房使用,噪聲、振動(dòng)直接影響上、下客房,不但增加了消聲減振的費(fèi)用,還難以取得滿意的效果。諸如此類舉不勝舉。要改變這一現(xiàn)實(shí),要想適用、經(jīng)濟(jì)、美觀地建造起現(xiàn)代化建筑,建筑師在方案階段就吸收設(shè)備工程師參加設(shè)計(jì)實(shí)為當(dāng)務(wù)之急。
2設(shè)計(jì)前對(duì)建筑物要了解清楚
要想做好一個(gè)建筑物的空調(diào)設(shè)計(jì),達(dá)到真正良好的使用效果,應(yīng)當(dāng)是各工種綜合的好效果。用我們的政策語(yǔ)言,就是適用、經(jīng)濟(jì)、美觀三者俱備。為此目標(biāo)在做設(shè)計(jì)的時(shí)候各工種必須配合好。一般說(shuō)來(lái)以下幾個(gè)問(wèn)題首先要了解清楚,才好采取對(duì)策,即選用適合的方案和系統(tǒng)。
2.1弄清該建筑物在總圖中的位置,四鄰建筑物及其周圍供熱、供水、供電等管線的敷設(shè)方式與可能的接口地點(diǎn)。這可為本建筑物設(shè)計(jì)供熱入口時(shí)的客觀條件。也可作為計(jì)算負(fù)荷時(shí)考慮風(fēng)力、日照等因素的參考,還可以根據(jù)主要入口的朝向,確定大門的做法。
2.2弄清建筑物內(nèi)的人員數(shù)量,使用時(shí)間,有無(wú)廢氣要排等。作為計(jì)算負(fù)荷及劃分系統(tǒng)的依據(jù)。
2.3層數(shù)、層高及建筑物的總高度,看其是否屬于高層建筑。按現(xiàn)行的規(guī)范規(guī)定:十層及十層以上的住宅;建筑高度超過(guò)24m的其他民用建筑,應(yīng)遵守高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的條款。
3可行性和可靠性問(wèn)題
能夠滿足使用要求,這是方案可行性應(yīng)考慮的主要問(wèn)題。設(shè)計(jì)方案應(yīng)符合國(guó)家和當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)法規(guī)和規(guī)范的要求,包括有關(guān)環(huán)境保護(hù)的要求;設(shè)計(jì)方案應(yīng)能滿足有關(guān)方面的要求(如供電、供氣、供水、供熱等),并應(yīng)特別顧及這些條件的長(zhǎng)期、變化情況。對(duì)于溫濕度等參數(shù)要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調(diào)設(shè)計(jì)項(xiàng)目,應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全年工況分析,以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應(yīng)性。對(duì)于一些無(wú)法采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的特殊情況,對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備應(yīng)提出詳細(xì)的參數(shù)要求,并且所提出的參數(shù)要求應(yīng)合理可行。
4經(jīng)濟(jì)性比較問(wèn)題
經(jīng)濟(jì)性比較是目前暖通空調(diào)方案比較中考慮最多的一個(gè)問(wèn)題。在經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)首先應(yīng)注意比較基準(zhǔn)必須一致。應(yīng)采用相同的設(shè)計(jì)要求、使用情況、設(shè)備檔次、能源價(jià)格、舒適狀況、美觀情況等基準(zhǔn)條件進(jìn)行比較,這樣才能保證方案比較結(jié)果的科學(xué)性和合理性。如果對(duì)采用名牌設(shè)備和采用低檔設(shè)備的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較,顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區(qū)別,對(duì)有新風(fēng)供應(yīng)和沒(méi)有新風(fēng)供應(yīng)的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較,對(duì)集中式空調(diào)方案顯然是不公平的。
5調(diào)節(jié)性和可操作性問(wèn)題
暖通空調(diào)系統(tǒng)的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的,因此系統(tǒng)應(yīng)有較好的調(diào)節(jié)性能,以適應(yīng)全年負(fù)荷的變化。調(diào)節(jié)性能好的系統(tǒng)方案,如采用VAV空調(diào)系統(tǒng)和VRV變頻空調(diào)系統(tǒng)的方案,其一次投資通常較高,但運(yùn)行能耗較小,在經(jīng)濟(jì)性計(jì)算和比較時(shí)應(yīng)綜合考慮這些因素。對(duì)于部分時(shí)間使用的辦公建筑、寫字樓和教學(xué)樓,設(shè)計(jì)方案應(yīng)能適應(yīng)其夜間不工作時(shí)的調(diào)節(jié)要求。
設(shè)計(jì)方案的管理操作方便性是用戶十分關(guān)心的問(wèn)題??照{(diào)系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高,可以減少管理人員的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度,從而使人工費(fèi)減少,但使一次投資增加,對(duì)操作人員素質(zhì)的要求提高??照{(diào)系統(tǒng)是否采用自動(dòng)控制,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和要求,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較來(lái)確定。對(duì)于大型空調(diào)系統(tǒng)和需要經(jīng)常調(diào)節(jié)控制的設(shè)備較多的工程,宜采用自動(dòng)控制,以減少操作管理的工作量。但自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化,以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。對(duì)于只有季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)才操作的閥門不宜采用自動(dòng)控制。對(duì)于一些各部分不同時(shí)使用的建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業(yè)建筑,系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)考慮分別管理控制和運(yùn)行費(fèi)用分別統(tǒng)計(jì)交納的要求。
6安全性問(wèn)題
暖通空調(diào)系統(tǒng)的安全性主要包括易燃易爆環(huán)境安全、防火安全、人員環(huán)境安全、重要設(shè)備物品環(huán)境安全、系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行安全5個(gè)方面的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)彈藥廠房和庫(kù)房、煤礦等易燃易爆工程的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)時(shí),安全性成為必須考慮的重要因素,應(yīng)采取相應(yīng)的防爆技術(shù)方案和措施。在設(shè)計(jì)燃油燃?xì)忮仩t房時(shí)應(yīng)考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來(lái)的安全性問(wèn)題,應(yīng)設(shè)置可燃性氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)和事故通風(fēng)系統(tǒng),并相互聯(lián)鎖。防火安全問(wèn)題應(yīng)按照有關(guān)防火設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)考慮,在此不作詳述。設(shè)備安全運(yùn)行的問(wèn)題主要包括制冷系統(tǒng)的安全保護(hù)、北方暖通空調(diào)系統(tǒng)冬季防凍、空調(diào)系統(tǒng)電加熱與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)等問(wèn)題。在方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)故障可能對(duì)室內(nèi)重要設(shè)備和物品產(chǎn)生的不利影響,例如,重要機(jī)房、重要資料庫(kù)和文物庫(kù)房不應(yīng)采用在吊頂設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管的空調(diào)方案,因?yàn)橐坏┛照{(diào)水系統(tǒng)漏水將造成嚴(yán)重?fù)p失。
7環(huán)境影響問(wèn)題
(1)傳統(tǒng)的中央空調(diào)有空氣源熱泵(風(fēng)冷機(jī)組)+輔助電加熱和水冷冷水機(jī)組+鍋爐兩種形式??諝庠礋岜茫L(fēng)冷機(jī)組)和水冷冷水機(jī)組在制冷時(shí)都是把房間的熱量向室外空氣排放,受室外氣溫因素影響太大,其制冷量隨室外空氣溫度升高而降低,尤其在高溫高濕地區(qū),機(jī)組制冷性能極不穩(wěn)定,效率低下。在制熱時(shí),空氣源熱泵當(dāng)室外溫度降到零度以下時(shí)需加輔助電加熱裝置,否則機(jī)組不能正常工作,耗電量大,效率很低,而水冷冷水機(jī)組+鍋爐這種空調(diào)形式,在供熱時(shí)需用電鍋爐或燃煤、燃油鍋爐,污染嚴(yán)重,運(yùn)行費(fèi)用昂貴。
(2)地下水源空調(diào)系統(tǒng)是從水井中抽取的地下水。這種空調(diào)在應(yīng)用上受到許多限制,需要有豐富和穩(wěn)定的地下水資源作為先決條件。雖然在理論上抽取的地下水能夠回灌到地下水層,但是目前國(guó)內(nèi)地下水回灌技術(shù)還不成熟,很容易造成地下水資源的流失。目前由于對(duì)使用地下水的規(guī)定和立法越來(lái)越嚴(yán)格,這種空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用已逐漸減少。
(3)土壤熱交換器地源空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵是一種利用地下土壤中的地?zé)豳Y源,既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。這種空調(diào)系統(tǒng)是把熱交換器埋于地下,通過(guò)水在由高強(qiáng)度塑料管組成的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行冷熱交換的目的。夏季通過(guò)機(jī)組將房間內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下,對(duì)房間進(jìn)行降溫。同時(shí)儲(chǔ)存熱量,以備冬用。冬季通過(guò)熱泵將土壤中的熱量轉(zhuǎn)移到房間,對(duì)房間進(jìn)行供暖,同時(shí)儲(chǔ)存冷量,以備夏用,大地土壤提供了一個(gè)很好的免費(fèi)能量存貯源泉,這樣就實(shí)現(xiàn)了能量的季節(jié)轉(zhuǎn)換。通常機(jī)組消耗1kW的電量,用戶可以得到4kW-5KW左右的熱量或冷量。與鍋爐供熱系統(tǒng)相比,地源空調(diào)系統(tǒng)要比電鍋爐節(jié)省三分之二以上的電能,比燃煤、燃油鍋爐節(jié)省約二分之一的能量;由于地下土壤的溫度全年較為穩(wěn)定,一般為15~20℃,在夏季遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于室外空氣溫度,在冬季遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于室外空氣溫度,機(jī)組運(yùn)行工況穩(wěn)定,無(wú)論在制冷還是制熱都一直處于高效率運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),制冷、制熱的性能與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,因此其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的系統(tǒng)的40~50%。因此,近十幾年來(lái),地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美北歐等國(guó)家取得了很快的發(fā)展,中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)在最近五年來(lái)也非?;钴S,可以預(yù)計(jì),該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的高效、環(huán)保、節(jié)能的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。
二、地源空調(diào)發(fā)展概況
地源熱泵的概念最早出現(xiàn)在1912年瑞士的一份專利文現(xiàn)中。20世紀(jì)50年代,歐洲和美國(guó)開(kāi)始了研究地源熱泵的第一次。但在當(dāng)時(shí)能源價(jià)格低,這種系統(tǒng)并不經(jīng)濟(jì),因而未得到推廣。直到上世紀(jì)70年代,石油危機(jī)和日益惡化的環(huán)境把人們的注意力集中到節(jié)能、高效益用能和環(huán)境保護(hù)上時(shí),使地源熱泵的研究進(jìn)入了又一次,最近20年在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家取得了迅速的發(fā)展,已成為一項(xiàng)成熟的應(yīng)用技術(shù)。在美國(guó)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的40%,是美國(guó)政府極力推廣的節(jié)能、環(huán)保技術(shù)。為了表示支持這種技術(shù),美國(guó)總統(tǒng)布什在他的得克薩斯州的別墅中也安裝了這種地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)(見(jiàn)2001年5月28日參考消息)。到目前為止美國(guó)已安裝了600,000臺(tái),而且計(jì)劃每年安裝40萬(wàn)臺(tái)的目標(biāo),能降低溫室氣體排放一百萬(wàn)噸,相當(dāng)于減少50萬(wàn)輛汽車的污染排放或種植樹(shù)一百萬(wàn)英畝,年節(jié)約能源費(fèi)用4、2億美元。瑞典、瑞士、奧地利、德國(guó)等國(guó)家主要利用地源熱泵,用于供暖及提供生活熱水。據(jù)1999年的統(tǒng)計(jì),為家用的供熱裝置中,地源熱泵所占比例:瑞士為96%,奧地利為38%,丹麥為27%。
在我國(guó)由于能源價(jià)格的特殊性以及人們節(jié)能、環(huán)保的認(rèn)識(shí)程度等原因以及其它一些因素的影響,地源熱泵空調(diào)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展比較緩慢,人們對(duì)之尚不十分了解,推廣較困難,然而隨著人們生活水平的提高,人均能耗的增長(zhǎng),一次性礦物能源的日益衰竭以及環(huán)境的日趨惡化,地源熱泵技術(shù)已越來(lái)越引起人們的重視。在目前節(jié)能和環(huán)保的潮流下,該技術(shù)以其特有的節(jié)能性和穩(wěn)定性受到行業(yè)的矚目,國(guó)內(nèi)許多院校、科研所作了大量的應(yīng)用研究。國(guó)家建設(shè)部在《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中專門作了推薦。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅在北京2004年施工并投入運(yùn)行的地源熱泵系統(tǒng)的空調(diào)工程占全年空調(diào)工程總量的2/3以上??梢灶A(yù)見(jiàn),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們節(jié)能、環(huán)保意識(shí)的日益提高,地源熱泵作為一種節(jié)能、環(huán)保的綠色空調(diào)設(shè)備適應(yīng)能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求,在中國(guó)必將有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。
三、地源空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn):
地源熱泵與常規(guī)空調(diào)技術(shù)相比有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
(1)利用可再生能源:屬可再生能源利用技術(shù)
地源熱泵從常溫土壤中吸熱或向其排熱,土壤中的能量它永無(wú)枯竭,是一種可再生的清潔能源,可持續(xù)使用。
(2)高效節(jié)能,運(yùn)行費(fèi)用低:屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)
地下土壤溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定,冬季比環(huán)境空氣溫度高,夏季比環(huán)境空氣溫度低,是很好的空調(diào)冷熱源,這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%,因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。另外,地能溫度較恒定的特性,使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可*、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。在制熱制冷時(shí),地源熱泵可將土壤中的能量“搬運(yùn)”到室內(nèi),其能量70%來(lái)自土壤,輸入1KW的電量可以得到5KW以上的制冷制熱量。運(yùn)行費(fèi)用每年每平方米僅為15——18元,比常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)低40%左右。
(3)節(jié)水省地:1)以土壤為冷熱源,向其放出熱量或吸收熱量,不消耗水資源,不會(huì)對(duì)其造成污染。2)省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)油房、冷卻塔等設(shè)施,機(jī)房面積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng),節(jié)省建筑空間,也有利于建筑的美觀3)埋管可埋在車庫(kù)、停車場(chǎng)、花園、操場(chǎng)等下面,不占用使用面積
(4)環(huán)境效益顯著
該裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染,可以建造在居民區(qū)內(nèi),在供熱時(shí),沒(méi)有燃燒,沒(méi)有排煙,也沒(méi)有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地,不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng),對(duì)環(huán)境非常友好,是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
(5)運(yùn)行安全穩(wěn)定,可*性高:地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中無(wú)燃燒設(shè)備,因此不可能產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳之類的廢氣,也不存在丙烷氣體,因而也不會(huì)有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn),使用安全。燃油、燃?xì)忮仩t供暖,其燃燒產(chǎn)物對(duì)居住環(huán)境污染極重,影響人們的生命健康。由于土壤深處溫度非常恒定,主機(jī)吸熱或放熱不受外界氣候影響,運(yùn)行工況非常穩(wěn)定,優(yōu)于其它空調(diào)設(shè)備。不存在空氣源熱泵供熱不足,甚至不能制熱的問(wèn)題。土壤源熱泵地下?lián)Q熱管路采用高密度聚乙烯塑料管,使用壽命長(zhǎng)達(dá)50年以上,可與建筑物壽命相當(dāng).空調(diào)機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)部件少,使用壽命可達(dá)到20年以上。整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用也較鍋爐-制冷機(jī)系統(tǒng)大大減少,保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。維修量極少,折舊費(fèi)和維修費(fèi)也都大大地低于傳統(tǒng)空調(diào)。
(6)舒適程度高
(7)一機(jī)兩用,應(yīng)用范圍廣
地源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷,一套系統(tǒng)可以代替原來(lái)的鍋爐加制冷機(jī)的兩套裝置或系統(tǒng)。
可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑,更適合于住宅的采暖、供冷。
(8)自動(dòng)運(yùn)行
地源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定,所以可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單系統(tǒng),部件較少,機(jī)組運(yùn)行簡(jiǎn)單可*,維護(hù)費(fèi)用低;自動(dòng)控制程度高,可無(wú)人值守;此外,機(jī)組使用壽命長(zhǎng),均在20年以上。
四、地源空調(diào)系統(tǒng)的社會(huì)效益
在我國(guó)的一些發(fā)達(dá)城市,夏季制冷、冬季采暖與供熱所消耗的能量已占建筑物總能耗的40-50%。特別是冬季采暖用的燃煤鍋爐、燃油鍋爐的大量使用,給大氣環(huán)境造成了極大的污染,對(duì)人們的健康形成了威脅。因此,建筑物污染控制和節(jié)能已是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重大問(wèn)題。傳統(tǒng)的采暖空調(diào)模式因其產(chǎn)生的環(huán)境污染正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
對(duì)于夏季制冷的建筑來(lái)說(shuō),隨著空氣熱泵空調(diào)的普及,空調(diào)的實(shí)際使用效果正在逐年下降,這是因?yàn)榭照{(diào)裝機(jī)容量的增加,空調(diào)局部熱島效應(yīng)交*干擾的結(jié)果。天氣越炎熱,室外的溫度越高,空調(diào)負(fù)荷也越大,而此時(shí)空調(diào)機(jī)向室外散熱時(shí),傳熱溫差越小,空調(diào)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率就越低,設(shè)備也越費(fèi)電。也就是說(shuō),除了燃煤供暖給環(huán)境造成污染之外,空調(diào)機(jī)同樣會(huì)造成大氣污染。
傳統(tǒng)的供暖空調(diào)方式是由兩套系統(tǒng)分別解決冬季供暖和夏季制冷系統(tǒng)投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,而且占地面積大。
另一方面,我國(guó)大部分地區(qū)冬冷夏熱,夏天大量地使用風(fēng)冷空調(diào),造成某些大城市供電緊張,形成電荒,為了確保不會(huì)造成斷電等問(wèn)題出現(xiàn),有些城市夏天限制用電量。另外,因?yàn)椴糠值貐^(qū)沒(méi)有暖氣供應(yīng),冬天使用電爐取暖,造成電力供應(yīng)緊張。因此,冬天供暖價(jià)格的上調(diào)使供暖的運(yùn)行費(fèi)用有所提高,再加上供暖造成的污染嚴(yán)重,讓我們不得不思考采用一些節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品。
地源熱泵機(jī)組制冷、供暖所需能量3/4左右來(lái)自地下,另外1/4左右來(lái)自電力輸入,從而減少一次性的礦物能源消耗;不向室外排冷、熱風(fēng),減少城市熱島效應(yīng)。對(duì)環(huán)境非常友好。
地源熱泵空調(diào)是一種使用可再生能源的高效節(jié)能、環(huán)保型的工程系統(tǒng)。冬季向建筑物供熱,夏季又可供冷??蓮V泛應(yīng)用于各類建筑中,如商業(yè)樓宇、公共建筑、住宅公寓、學(xué)校、醫(yī)院等。隨著21現(xiàn)在,我國(guó)對(duì)建筑節(jié)能的要求越來(lái)越高。減少我國(guó)冬季采暖和夏季供冷所造成的大氣污染,降低供暖空調(diào)系統(tǒng)的能耗、節(jié)約能源是每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)。特別是近幾年來(lái),大中城市為改善大氣環(huán)境,大力推廣使用包括可再生能源的清潔能源。隨著人們生活水平的提高,建筑物不僅要滿足冬季采暖的要求,而且需要夏季空調(diào)降溫,地源熱泵技術(shù)提供了這一問(wèn)題的有效解決方案。
關(guān)鍵詞:潔凈空調(diào)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室生物實(shí)驗(yàn)室過(guò)濾器定風(fēng)量變風(fēng)量
1工程概況
本項(xiàng)目為中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院的一期工程-綜合科研樓??偨ㄖ娣e46919m2,其中地上建筑面積37295m2,地下建筑面積9624m2。地下一層,地上綜合樓十一層,特殊實(shí)驗(yàn)樓五層,建筑高度57.50m。本工程防火設(shè)計(jì)為一類高層建筑,節(jié)能屬于甲類公共建筑,氣候分區(qū)屬于寒冷地區(qū)。
高層主體的主要功能:普通實(shí)驗(yàn)室、儀器室、潔凈實(shí)驗(yàn)室、辦公室、報(bào)告廳、餐廳和廚房等。特殊實(shí)驗(yàn)樓的主要功能:二惡英實(shí)驗(yàn)室,毒理實(shí)驗(yàn)室,SPF、普通動(dòng)物房和ABSL-2實(shí)驗(yàn)室,生物安全實(shí)驗(yàn)室((A)BSL-3,BSL-2),高級(jí)和中級(jí)植物隔離實(shí)驗(yàn)室及溫室。
2空調(diào)設(shè)計(jì)
2.1空調(diào)系統(tǒng)冷、熱源及水系統(tǒng)
根據(jù)建筑性質(zhì)和功能,本樓設(shè)集中空調(diào)系統(tǒng)??照{(diào)冷、熱源按綜合樓和特殊實(shí)驗(yàn)樓分別設(shè)置。綜合樓冷源選擇兩臺(tái)變頻離心式冷水機(jī)組,特殊實(shí)驗(yàn)樓冷源選擇兩臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組(單臺(tái)冷量可以滿足特殊實(shí)驗(yàn)樓70%的負(fù)荷需求)。其中兩臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組全年運(yùn)行,保障特殊實(shí)驗(yàn)樓全年供冷需求,同時(shí)提供綜合樓少量實(shí)驗(yàn)室冬季供冷的需求。冷卻水供,回水溫度為32℃/37℃,冷凍水供,回水溫度為7℃/12℃。
綜合樓新風(fēng),空調(diào)機(jī)組為兩管制,冬季供熱水,夏季供冷水,特殊實(shí)驗(yàn)樓新風(fēng),空調(diào)機(jī)組為四管制。兩樓所有風(fēng)機(jī)盤管為四管制。水系統(tǒng)設(shè)備工作壓力為1.0MPa??照{(diào)冷熱水管采用異程式。
2.2空調(diào)系統(tǒng)劃分
本工程空調(diào)系統(tǒng)分為舒適性空調(diào)系統(tǒng),恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)和潔凈空調(diào)系統(tǒng)。
本文主要介紹普通實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)系統(tǒng)和潔凈空調(diào)系統(tǒng)。
2.2.1普通實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)。對(duì)于沒(méi)有局部排風(fēng)的房間新排風(fēng)量按3次/h換氣,對(duì)于有局部排風(fēng)量的房間,房間的新排風(fēng)量按局部排風(fēng)的最大排風(fēng)量和房間的3次/h換氣計(jì)算。風(fēng)管出機(jī)房分成兩路,一路接沒(méi)有通風(fēng)柜等局部排風(fēng)的實(shí)驗(yàn)室,新排風(fēng)總管上分別加文丘里定風(fēng)量閥門,每個(gè)房間的送排風(fēng)支管上加風(fēng)量調(diào)節(jié)閥,一路接有通風(fēng)柜等局部排風(fēng)的實(shí)驗(yàn)室,每間實(shí)驗(yàn)室的新風(fēng)管上加文丘里變風(fēng)量閥門,通風(fēng)柜排風(fēng)管上加文丘里變風(fēng)量閥門,房間及其它有固定排風(fēng)的排風(fēng)支管分別加文丘里定風(fēng)量閥門,新風(fēng)機(jī)組采用配轉(zhuǎn)輪式全熱交換器的雙風(fēng)機(jī)機(jī)組,兩級(jí)過(guò)濾,粗效過(guò)濾器為板式,中效過(guò)濾器為靜電除塵器。
本工程的普通實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生少量含酸和揮發(fā)性有機(jī)溶劑的廢氣,該部分廢氣排放呈間斷性,每次持續(xù)時(shí)間很短,對(duì)環(huán)境影響非常小,故采取高空直接排放。
2.2.2潔凈空調(diào)系統(tǒng)
綜合樓的7級(jí)和8級(jí)潔凈空調(diào)系統(tǒng)氣流組織為上送上回,送、回風(fēng)口均安裝于吊頂上。送風(fēng)采用風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元(FFU)保證其潔凈度,7級(jí)實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)經(jīng)過(guò)側(cè)墻上中效過(guò)濾器至排緩沖間,再由緩沖間排出,8級(jí)實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)采用配中效過(guò)濾器的單層百葉風(fēng)口。
特殊試驗(yàn)樓潔凈區(qū)域按潔凈等級(jí)和使用功能劃分空調(diào)系統(tǒng)。
1)二惡英實(shí)驗(yàn)室:
二惡英實(shí)驗(yàn)室按照超痕量有機(jī)污染物實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì),根據(jù)工藝要求實(shí)驗(yàn)區(qū)達(dá)到7級(jí)潔凈度,避免粉塵等污染物影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)區(qū)設(shè)置1臺(tái)全新風(fēng)直流式潔凈空調(diào)系統(tǒng),氣流組織為頂部送風(fēng)、頂部排風(fēng),送、排風(fēng)口均安裝于吊頂上。送風(fēng)口采用帶擴(kuò)散孔板的高效過(guò)濾器風(fēng)口,排風(fēng)口采用單層百葉風(fēng)口,排風(fēng)管上設(shè)高效過(guò)濾箱。沒(méi)有通風(fēng)柜的實(shí)驗(yàn)室送排風(fēng)管上分別加文丘里定風(fēng)量閥門,有通風(fēng)柜的實(shí)驗(yàn)室分別設(shè)房間和通風(fēng)柜的送排風(fēng)管,房間的送排風(fēng)管上分別加文丘里定風(fēng)量閥門,通風(fēng)柜的送排風(fēng)管上分別加文丘里變風(fēng)量閥門,送風(fēng)管的變風(fēng)量閥門根據(jù)通風(fēng)柜排風(fēng)管上的變風(fēng)量閥門調(diào)節(jié)。所有實(shí)驗(yàn)室維持正壓以及必要的壓力梯度??照{(diào)機(jī)組新、排風(fēng)之間設(shè)置乙二醇溶液回收式熱交換器,排風(fēng)經(jīng)高效、活性碳吸附后排放。
2)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室:
SPF動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室設(shè)置1臺(tái)全新風(fēng)直流式潔凈空調(diào)系統(tǒng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室和解剖間的氣流組織為頂部上送風(fēng)、下側(cè)四角排風(fēng),送風(fēng)口采用帶擴(kuò)散孔板的高效過(guò)濾器風(fēng)口,排風(fēng)口采用配粗效過(guò)濾器的單層百葉風(fēng)口。其它輔助房間的氣流組織為上送上排,在總送風(fēng)管上設(shè)置高效過(guò)濾箱,送風(fēng)口采用方形散流器風(fēng)口,排風(fēng)口采用配粗效過(guò)濾器的單層百葉風(fēng)口。實(shí)驗(yàn)室的送排風(fēng)管上分別加文丘里定風(fēng)量閥門。SPF動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室維持正壓及必要的壓力梯度??照{(diào)機(jī)組新、排風(fēng)之間設(shè)置乙二醇溶液回收式熱交換器,排風(fēng)經(jīng)中效過(guò)濾器和活性碳吸附后排放。送、排風(fēng)機(jī)各為2臺(tái),均為1用1備。
普通動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室設(shè)置1臺(tái)全新風(fēng)直流式空調(diào)系統(tǒng),氣流組織為頂部上送風(fēng)、底部側(cè)面排風(fēng)。送風(fēng)口采用方形散流器風(fēng)口,排風(fēng)口采用配粗效過(guò)濾器的單層百葉風(fēng)口。房間的送排風(fēng)管上分別加電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。普通動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室維持零壓或微負(fù)壓??照{(diào)機(jī)組新、排風(fēng)之間設(shè)置乙二醇溶液回收式熱交換器,排風(fēng)經(jīng)中效過(guò)濾器和活性碳吸附后排放。
ABSL-2動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室設(shè)置1臺(tái)全新風(fēng)直流式空調(diào)系統(tǒng),氣流組織為頂部送風(fēng)、頂部排風(fēng)??偹惋L(fēng)管上設(shè)亞高效過(guò)濾箱,送風(fēng)口采用方形散流器風(fēng)口,排風(fēng)口采用配粗效過(guò)濾器的單層百葉風(fēng)口。實(shí)驗(yàn)室的送排風(fēng)管上分別加文丘里定風(fēng)量閥門。ABSL-2動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室維持負(fù)壓??照{(diào)機(jī)組新、排風(fēng)之間設(shè)置乙二醇溶液回收式熱交換器,排風(fēng)經(jīng)中效過(guò)濾器和活性碳吸附后排放。
3)生物安全實(shí)驗(yàn)室:
生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室BSL-3、ABSL-3、污染走廊等負(fù)壓生物安全區(qū)域,設(shè)置全新風(fēng)直流式潔凈空調(diào)系統(tǒng)。BSL-3和ABSL-3及其走廊和輔助區(qū)劃分為2個(gè)獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)。
房間氣流組織為上送上回,送、排風(fēng)口分別位于房間對(duì)側(cè),送風(fēng)口盡量遠(yuǎn)離生物安全柜,室內(nèi)形成從“潔凈區(qū)”至“污染區(qū)”的定向氣流。送風(fēng)口采用帶擴(kuò)散孔板的高效過(guò)濾器風(fēng)口,排風(fēng)口采用配粗效過(guò)濾器的單層百葉風(fēng)口,排風(fēng)管上設(shè)袋進(jìn)袋出型高效過(guò)濾器。核心實(shí)驗(yàn)室內(nèi)生物安全柜排風(fēng)接入房間排風(fēng)系統(tǒng)中,為了調(diào)節(jié)準(zhǔn)確,房間送風(fēng)管上安裝定風(fēng)量閥,房間排風(fēng)管上安裝變風(fēng)量閥。房間維持工藝要求的負(fù)壓值及壓力梯度,空調(diào)機(jī)房為壓力為0Pa,生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室核心區(qū)為-70 Pa負(fù)壓??照{(diào)機(jī)組新、排風(fēng)之間設(shè)置乙二醇溶液回收式熱交換器,排風(fēng)經(jīng)活性碳吸附后排放。送、排風(fēng)機(jī)各為2臺(tái),均為1用1備。
以上潔凈空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)均為高空排放,排放口高出屋面3米以上,頂部設(shè)錐形防雨罩。新風(fēng)機(jī)組均配變頻控制裝置。
4)高、中級(jí)植物隔離實(shí)驗(yàn)室及其溫室
高級(jí)植物隔離實(shí)驗(yàn)室及溫室進(jìn)風(fēng)粗、中、高效空氣過(guò)濾器送入,回風(fēng)經(jīng)高、中效兩級(jí)空氣過(guò)濾器后再循環(huán)和排放; 為防止病蟲(chóng)害向外逃逸,室外新風(fēng)進(jìn)口和排風(fēng)出口設(shè)最大孔徑≤0.6mm的防蟲(chóng)紗網(wǎng)。高級(jí)植物隔離實(shí)驗(yàn)室維持負(fù)壓,送風(fēng)從“潔凈區(qū)”至“污染物”形成定向氣流,實(shí)驗(yàn)室入口設(shè)房間壓力顯示表及聲光報(bào)警裝置。
中級(jí)隔離實(shí)驗(yàn)室及溫室送、回風(fēng)口均安裝中效空氣過(guò)濾器。中級(jí)植物隔離實(shí)驗(yàn)室維持負(fù)壓。其排風(fēng)送至普通走廊。
2.2.3空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)使用的過(guò)濾器要求
本工程對(duì)空氣過(guò)濾器的要求:空調(diào)、新風(fēng)機(jī)組的粗效過(guò)濾器應(yīng)為G3級(jí),要求對(duì)于粒徑≥5μm效率E≥75%,初阻力≤50Pa,終阻力≤100Pa;中效過(guò)濾器應(yīng)為F7級(jí),袋式,要求對(duì)于粒徑≥1μm效率E≥80%,初阻力≤80Pa,終阻力≤160Pa;靜電除塵器要求等同中效過(guò)濾器。亞高效過(guò)濾器應(yīng)為H10級(jí),要求對(duì)于粒徑≥0.5μm效率E≥95%,初阻力≤180Pa,終阻力≤360Pa。高效過(guò)濾器應(yīng)為H14級(jí),要求對(duì)于粒徑≥0.3μm效率E≥99.99%,初阻力≤250Pa,終阻力≤500Pa。
2.3.4空調(diào)系統(tǒng)的控制要求
1)空調(diào)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組的過(guò)濾器設(shè)壓差報(bào)警裝置,新風(fēng)機(jī)組設(shè)有防凍開(kāi)關(guān),新風(fēng)機(jī)組與新風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥和排風(fēng)機(jī)連鎖。
2)每臺(tái)通風(fēng)柜均設(shè)LABCONNTROL智能化排風(fēng)柜控制系統(tǒng),該系統(tǒng)在保證通風(fēng)柜面風(fēng)速條件下調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
關(guān)鍵詞:大空間建筑;暖通空調(diào);系統(tǒng)設(shè)計(jì);實(shí)例分析
中圖分類號(hào):U260.4+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
高大的民用建筑不但要求建筑本身的體型美觀大方,各種設(shè)施齊全,而且還要舒適衛(wèi)生的環(huán)境。人民對(duì)生活質(zhì)量的追求使得大空間建筑越來(lái)越多,對(duì)于這些大空間建筑的環(huán)境設(shè)備也要求在健康、舒適,以及能源有效利用等方面更趨合理,并不斷完善。
大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)難點(diǎn):首先,建筑較高,容易導(dǎo)致采暖系統(tǒng)在垂向上的不精確,同時(shí)采暖系統(tǒng)具有較高的水靜壓力,不利于室外網(wǎng)管的正常運(yùn)行;其次,大空間建筑中需具備單獨(dú)熱源,只有這樣才能滿足各方面的需求,但是目前很多大空間建筑由于用地緊缺,一般是在屋頂或者地下室中設(shè)置鍋爐房,加大了暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的難度;最后,大空間建筑存在較大溫度梯度,因此需要科學(xué)的送風(fēng)方式,只有這樣,才能在保證美觀的基礎(chǔ)上,確??照{(diào)氣流的合適。
1工程概況
該工程為修建一組體育館。該建筑建筑面積為 20000m2,地下一層。體育館的平面圖為直徑112m的圓形。其中,比賽大廳的平面圖為直徑86m的圓形。該體育場(chǎng)可以舉辦各種大型國(guó)際性單項(xiàng)比賽。在比賽大廳設(shè)置了2層看臺(tái):二層主要用于觀眾休息,布置了小賣部、衛(wèi)生間等。一層主要用于布置觀眾、后勤服務(wù)人員、運(yùn)動(dòng)員等用房??照{(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù),室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。
2冷熱源及空調(diào)水系統(tǒng)
2.1冷 源
夏季炎熱,需要依靠空調(diào)系統(tǒng)為室內(nèi)降溫。集中空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算冷負(fù)荷為4000kW(包括新風(fēng)負(fù)荷),制冷機(jī)房沒(méi)有設(shè)在體育館主觀內(nèi),設(shè)置在體育館的東南側(cè)。設(shè)計(jì)使用3臺(tái)水冷螺桿式冷水機(jī)組(功率皆為1420kW),冷負(fù)荷指標(biāo),211W/m2。冷卻水供回水溫度為32℃/7℃,冷水供回水溫度為7℃/12℃。
2.2熱 源
冬季該地區(qū)天氣十分寒冷。體育館需要外界提供熱源,采用市政熱網(wǎng)供熱。熱水的供水溫度為 100℃,回水溫度為 65℃。市政熱源直接將管道接到體育館的冷熱源機(jī)房。二者之間的供回水管道一次性直埋敷設(shè)。市政熱網(wǎng)通過(guò)換熱機(jī)組對(duì)空調(diào)和供暖系統(tǒng)提供熱水,只有通過(guò)換熱機(jī)組換熱才可以將熱水提供給空調(diào)和供暖系統(tǒng)用。無(wú)比賽、只需滿足值班要求時(shí),此時(shí)供暖的設(shè)計(jì)計(jì)算總熱負(fù)荷為759kW,熱負(fù)荷指標(biāo)為38W/m2。有比賽時(shí),供暖的設(shè)計(jì)計(jì)算總熱負(fù)荷為4140kW,熱負(fù)荷指標(biāo)為38W/m2。低溫地板輻射供暖系統(tǒng)熱水供水溫度為55℃,回水溫度為45℃。空調(diào)系統(tǒng)熱水供水溫度為60℃,回水溫度為50℃。
2.3空調(diào)水系統(tǒng)
該體育館并不能保證正常的使用。每次比賽后都會(huì)間歇一段時(shí)間。因此,在非比賽和比賽時(shí)期體育館的使用負(fù)荷差異較大。為了保證資源的不浪費(fèi),最后決定對(duì)3臺(tái)水冷螺桿式冷水機(jī)組的空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一次泵變流量系統(tǒng)。在整個(gè)水系統(tǒng)(供回水)的總管道門閥處進(jìn)行負(fù)荷側(cè)流量調(diào)節(jié)??梢詫⒖照{(diào)水系統(tǒng)分為以下兩部分:空調(diào)機(jī)組水系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)。系統(tǒng)定壓補(bǔ)水采用低位閉式膨脹定壓罐。在系統(tǒng)的回水總管道處設(shè)置低位閉式膨脹定壓罐,定壓點(diǎn)壓力為0.25MPa。
3供暖系統(tǒng)
3.1供暖方式
為了保證建筑高度的空間要求和使用功能,筆者建議對(duì)體育館的2層觀眾休息廳的供暖設(shè)計(jì)取消傳統(tǒng)的散熱器供暖系統(tǒng)改用獨(dú)立的低溫地板輻射供暖系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不僅可以滿足體育館落地玻璃窗的裝修要求,也滿足了體育館大空間的供暖效果和建筑美觀要求??紤]到運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練廳以及一些輔助用房在比賽時(shí)的使用情況。對(duì)這些房間的供暖設(shè)計(jì)為雙管散熱器供暖系統(tǒng),配置了相應(yīng)的溫控閥。這樣不僅可以滿足人們的使用要求,也滿足了節(jié)約能源的初衷。
3.2供暖系統(tǒng)
該體育館的供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一次泵變流量系統(tǒng),下供下回雙管同程式系統(tǒng)為該供暖系統(tǒng)的主體。低溫地板輻射供暖系統(tǒng)和熱器供暖系統(tǒng)都需要利用換熱機(jī)組。因此,需要分別按照需要設(shè)計(jì)不同的換熱機(jī)組。可以將換熱機(jī)組放置在冷熱源機(jī)房中。同時(shí),也可將系統(tǒng)定壓補(bǔ)水裝置也放在里面。系統(tǒng)散熱器使用的是裝飾型內(nèi)防腐鋼制散熱器,承壓 1.0MPa,在連接散熱器的管道上設(shè)置溫控調(diào)節(jié)閥。整個(gè)系統(tǒng)管道都使用鍍鋅鋼管,相鄰鋼管的連接方式見(jiàn)表2。
對(duì)于低溫地板輻射供暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)的管道不允許出現(xiàn)接頭,管道使用的材料為PB聚丁烯管材。供暖系統(tǒng)設(shè)備及附件沒(méi)有作出說(shuō)明的要求它們的承壓一律不得小于1.0MPa。當(dāng)穿過(guò)不需要供暖房間的管道,保溫材料采用外包鋁箔保護(hù)層的離心玻璃棉。
4節(jié)能設(shè)計(jì)
4.1合理選取設(shè)計(jì)參數(shù)是基礎(chǔ)
對(duì)暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)必須保證其設(shè)計(jì)參數(shù)選取的合理。只有合理的參數(shù)才能確定準(zhǔn)確的供暖系統(tǒng),做到耗能低、環(huán)保的要求。其中,溫度、濕度的選取應(yīng)當(dāng)取合理的,不能出現(xiàn)冬季過(guò)高、夏季過(guò)低的情況。(1)在空調(diào)總負(fù)荷中,新風(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷占到整個(gè)負(fù)荷的20~40%??梢?jiàn)對(duì)新風(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷設(shè)計(jì)直接決定了整個(gè)節(jié)能環(huán)節(jié)的成敗。在整個(gè)系統(tǒng)中之所以引進(jìn)新風(fēng)主要是為了滿足人們對(duì)生活的需要和部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。
(2)溫度、濕度標(biāo)準(zhǔn)的確定在很大程度上決定了節(jié)能的成敗??照{(diào)系統(tǒng)能耗的數(shù)目主要取決于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)濕度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、室內(nèi)溫度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及室內(nèi)發(fā)熱散濕量等。在保證人體生活需要和生產(chǎn)工藝的條件下。我們發(fā)現(xiàn)夏季改變?cè)O(shè)計(jì)溫度和節(jié)能有如表3。通過(guò)計(jì)算我們發(fā)現(xiàn):若是在夏季將室內(nèi)空氣的設(shè)計(jì)溫度提高1℃,整個(gè)工程的運(yùn)行費(fèi)用可減為初始的92%,空調(diào)的初始投資也可減為原來(lái)的94%。
4.2應(yīng)盡量使用配有能量回收裝置的空調(diào)器
我國(guó)各大行業(yè)建筑物的用途有所差異。因此,它們的工藝要求導(dǎo)致有時(shí)需要將房間內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成直流系統(tǒng)(如制藥廠此類房間很多)。在冬季和夏季,該系統(tǒng)的室外新風(fēng)和排風(fēng)之間的溫差較大。這部分排風(fēng)自身帶有一些污染物。因此,不可讓其直接進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)。此時(shí),需要對(duì)排風(fēng)進(jìn)行回收。
室內(nèi)回風(fēng)在排出室外前,其仍然還有一部分熱能。為了做到節(jié)能的目的,在室內(nèi)回風(fēng)排除前讓其和室外進(jìn)入的新風(fēng)在顯熱回收器處進(jìn)行顯熱交換,交換結(jié)束后方可排出室外。同時(shí),經(jīng)過(guò)顯熱回收器顯熱交換的新風(fēng)夏季溫度降低,冬季溫度升高,而達(dá)到能量回收目的。
我國(guó)北方地區(qū)冬季天氣較為寒冷,顯熱回收器使用需要注意防凍問(wèn)題。新風(fēng)應(yīng)有 2 個(gè)入口,并在空調(diào)器排風(fēng)出口處設(shè)置溫度傳感器,調(diào)節(jié)新風(fēng)入口處的電動(dòng)閥開(kāi)度,以保證排風(fēng)出口處的溫度高于5℃。否則顯熱回收器排風(fēng)側(cè)有結(jié)冰的危險(xiǎn),影響系統(tǒng)正常工作。一般來(lái)講,顯熱回收器最大能回收50%左右的能量,而全熱回收器則最大能回收80%左右的能量。
5結(jié) 語(yǔ)
隨著人們對(duì)物質(zhì)生活的要求越來(lái)越高,使得我國(guó)大空間建筑物越來(lái)越多。建筑物趨向大空間,給建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和供暖系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。因?yàn)?,大空間建筑要求環(huán)保、健康、舒適、節(jié)能等方面更趨合理。其中,暖通空調(diào)設(shè)備是現(xiàn)代大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中值得注意和探討的問(wèn)題。暖通系統(tǒng)的節(jié)能性能在很大程度上決定了建筑節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況。因此,設(shè)計(jì)人員需要加大對(duì)暖通設(shè)計(jì)的重視。合理的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)不僅可以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益,也可以帶來(lái)良好的社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
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