超高層建筑中央空調設計應用

李志香

1 設計應用范圍

超高層建筑中央空調設計的范圍包括:高層建筑防排煙設計、設備用房通風及防排煙設計、制冷制熱動力站設計,應用于商場、影劇院、酒店、商住等地方。

2 空調設計計算參數

2.1 室內空調設計計算參數

室內空調設計包括:商場、影劇院、酒店、商住的空調設計,溫度參數:冬季溫度控制在16～20℃,夏季溫度控制在24～28℃。

2.2 空氣質量計算參數

中央空調空氣質量參數商場、影劇院、酒店、商住的新風量>20m3/h.人,衛生間的排風量>10次/h,停車場及地下室的排風量>6次/h,送風量>4次/h。

3 通風及防排煙系統設計

3.1 加壓送風設計

超高層建筑通常為高度超過50m的一類建筑物,消防電梯、樓梯或者前室需設加壓送風系統,送風量約控制在20000m3/h左右,每層設置電控加壓送風口。在樓梯和前室之間設25Pa的余壓閥,這樣可以保證樓梯間的正壓在50Pa左右,前室正壓在30Pa左右。

3.2 排煙設計

(1)商場排煙設計

由于高層建筑的商場高度超過12m,自然通風排煙效果不好,所以排煙設計需設計機械排煙系統,排煙量6次/小時。

(2)走廊排煙設計

高層建筑中走廊超過20m的需要設置機械排煙系統,排煙量可以根據防煙分區面積乘以120m3/h。在每層設置板式排煙口并聯動屋頂排煙風機,設定溫度大于280℃時自動關閉。

(3)地下層通風及排煙設計

地下層如果是車庫,可采用誘導方式通風系統,排煙與排風使用同一系統,排風量大于6次/小時,排煙量大于6次/小時,補風量大于排風量的50%以上,防煙分區面積小于2000m2。

地下層作為商場,排風量大于6次/小時,排煙量大于6次/小時,補風量大于排風量的50%以上,防煙分區面積小于500m2。

4 空調設計方案

4.1 商場空調設計應用方案

商場空調設計通常需要考慮到,面積較大、人員流動量大,需要新風和換氣也較大。

商場空調設計應用方案采用組合式空調器的全空氣系統,其具有負荷調節和新回風調節功能。商場空調系統的功能有:根據季節溫度的變化自動調節冷熱水管的水量,自動加濕功能,根據二氧化碳濃度調節新風和回風的比例,如果系統出現異?？勺詣雨P閉并發出預警信息等。商場空調的冷熱源選擇電制冷離心式冷水機組和板式換熱機組。水系統使用閉式機械循環系統,并采用落地式膨脹水箱進行穩壓。

4.2 影劇院空調設計應用方案

影劇院空調設計通常需要考慮到,樓層高度高、新風換氣需求大、送風氣流分布要均勻、避免向觀眾后頸吹風。

影劇院空調設計應用方案采用組合式空調器空調座椅底部送風,這種送風方式能夠使溫度控制均勻。

4.3 商住空調設計應用方案

商住空調設計通常需要考慮到,房間分割較小、空調使用時間不規律、溫度要求不固定等,并要求單獨計量空調使用量。

商住空調設計應用方案采用變制冷劑流量分體式空調系統。其具有靈活的控制和調節功能,可同時滿足制冷和制熱的需求。

4.4 辦公場所空調設計應用方案

辦公場所空調設計通常需要考慮到空調面積較大、房間分割較多、空調使用時間統一、人流較大,需要設置通風和換氣。

辦公場所空調設計應用方案采用風機盤管配合新風空調的方式,這樣可以滿足各個房間空調的獨立和新風的集中處理。空調系統與新風設計自動控制在休息時間自動停止,工作時間自動開啟。從而做到節能減排的作用。

空調自控設計有:定時開關設計;溫度風速調節設計;空調與風閥聯動設計;時間、溫度的顯示。

設計方案使用螺桿式冷水機組和板式熱換機組作為冷熱源,采用閉式機械循環系統,膨脹水箱為穩壓方式。

5 系統方案及風量的確定

對于房間空間大,人員密集,冷負荷密度大,室內熱濕比小的空間,選擇一次回風的定風量單風道全空氣系統。為節約能源和投資,只進行單參數的露點送風。對于房間較小,選擇風機盤管加新風系統,新風處理到同室內點等焓的狀態,然后同風機盤管的送風混合后送入室內。

5.1 全空氣系統的空氣處理過程

舉例:全熱冷負荷為49.74kW,人體的散發的濕負荷為0.006kg/S(21.64kg/H)。熱濕比49.74kW/0.006KG/S＝8290,取送風溫差ΔT0X＝8.6℃。則送風溫度＝26℃－8.6℃＝17.4℃。

送、回風點的焓值分別為HS=46.18kJ/kg,HN=58.85kJ/kg。焓差12.67kJ/kg。

送風量QM=Q/HM-HO QM→送風量(kg/S)

Q－總冷負荷(kW);HM－室內設計溫度的焓值;HO－送風溫度的焓值

總送風量QM＝49.74kW(冷負荷)/(58.85kJ/kg－46.18kJ/kg)＝12.67kJ/kg(焓差)＝3.93KG/S(14148kg/H)(11790M3/H)。

5.2 風機盤管加新風系統的空氣處理過程

采用新風不負擔室內負荷的方式,即將送入室內的新風處理到90%相對濕度的室內等焓點。

例如:計算風機盤管的處理狀態和風量,出現最大負荷,此時參數為:全熱1207W,濕負荷304G/H。取新風量為90M3/H,分析空氣處理過程。

室內的熱濕比為14293kJ/kg,取送風溫差為8℃,室內狀態點沿熱濕比下降到26－8＝18℃即為送風狀態點S。HS=48.8kJ/kg,焓差10.05kJ/kg。

送風量QM=Q/HM-HO QM→送風量(KG/S)

Q－總冷負荷(kW);HM－室內設計溫度的焓值;HO－送風溫度的焓值

送風量＝1.207kW(冷負荷)/10.05kJ/kg焓差＝0.12(kg/S) 432kg/H(360M3/H)。

風機盤管送風量＝總送風量(360M3/H)－新風量(90M3/H)＝270M3/H(276kg/H)。

風機盤管空氣出口溫度為16.8℃,可以處理。風機盤管的冷量即為房間的冷負荷1.207kW。

6 結語

根據本文所設計的中央空調系統投入實際高層建筑使用中,能夠合格的通過驗收,并且使用效果良好,智能性,節能性的效果明顯,讓使用者感到滿意。

參考文獻

[1] 倪九華.高層建筑中央空調系統設計的幾點體會[J].浙江建筑,1997(4).

[2] 王蘭,等.從建筑材料入手淺談綠色建筑[J].科技與生活,2010(9).

[3] 付海明.超高層建筑空調設計及節能技術應用[J].制冷與空調,2009(6).