八鋼管控中心地板送風空調設計

【摘 要】本文論述了地板送風氣流組織的空調形式在辦公場所的適用性，并結合八鋼管控中心大廳的地板送風空調系統，理論聯系實際的闡明了地板送風空調系統的優點，最后總結了地板送風空調系統需要注意的技術問題。

【關鍵詞】地板送風；冷負荷；熱負荷；靜壓箱；溫度梯度；能耗；氣流組織；新風量、送風量

1、前言

隨著現代社會的發展，人們在室內工作的時間逐漸加強，室內工作環境（包括室內空氣質量和熱舒適度）對人員的健康和工作效率均會產生較大的影響。一個好的空調系統可以提高空氣質量，降低污染物對人員健康的威脅。地板送風空調系統（UFAD）雖然在普通場合應用受到一定限制，但是地板送風卻是一種節能環保的送風方式。地板送風的送風口一般與地面平齊設置，地面需架空，下部空間用作布置送風管或直接用作送風靜壓箱，被處理過的空氣通過地板送風口進入室內，與室內空氣發生熱質交換后從房間上部（頂棚或者工作區之上）的出風口排出。20世紀70年代以來，地板送風空調系統在歐洲開始應用到辦公樓建筑，特別是80年代中期，英國倫敦的Lloyd，s大樓和香港匯豐銀行采用地板下送風空調系統的成功，引起各國空調技術界的關注。

2、工程概況

八鋼管控中心建于新疆烏魯木齊市頭屯河區，共九層，一至八層為辦公室，九層為管控大廳，管控大廳內部有很多臺式監控設備，監控全廠的生產運行數據。管控大廳層高為八米，面積大約900m2，大廳地面為防靜電架空地板，架空地板層高500mm，架空地板內設有電纜線和控制線等。整個大廳冬季采用地板送熱風空調系統，夏季采用地板送冷風空調系統，冬季熱源來自地下室熱交換站（一次熱源由八鋼熱力外網供給），夏季采用風冷模塊冷水機組，過渡季節最大限度的利用新風。

3、主要參數及設備選型

管控大廳室內參數列表：

室內

參數溫度（℃）相對濕度（%）新風量（m3/h.人）噪聲（dB）

夏季26≤603040

冬季18≤603040

管控大廳內設有很多計算機設備和程序控制及監控設備，設備散熱量大，散濕量小，散熱量95%來自設備的顯熱，散濕量主要來自工作人員及滲入的空氣。

管控大廳冷負荷采用常用的逐時冷負荷計算方法計算，與普通建筑冷負荷最大的區別主要是管控大廳的計算機設備和程序控制及監控設備機柜的散熱量很大，主要設備的散熱量計算：

Q=n×N×K

Q—散熱量，W；

n—設備臺數；

N?—主機設備安裝功率，W；

K—總系數，取0.4～0.5。

經計算九層管控大廳的冬季空調熱負荷為106kW，夏季冷負荷為136kW，送風量為41472m3/h，新風量為4100m3/h。通過計算筆者總結出管控大廳的空調送風焓差小，風量大，濕量小，熱濕比近似為無窮大，空調系統的空氣處理過程可近似作為一個等濕降溫過程。因此管控大廳空調系統最后確定為一次回風空調系統，空調機組設于九層專用空調機房，空調機出口設一個空調送風靜壓箱，通過靜壓箱將處理過的空氣送入架空活動地板下。組合式空調機組參數：夏季制冷量：145kW，冬季制熱量：149kW，空調送風量：42500m3/h，機組新風量為4200m3/h。

4、地板送風的氣流組織形式

管控大廳采用地板送風的下送上回的氣流組織形式。通常情況下地板送風有三種形式，①地板下設送風管的形式，②地板壓出直接送風式，③地板下設混風箱和風機式。由于管控大廳架空活動地板的面積較大，送風距離較長，如果直接將活動地板當做靜壓箱，則送風的始、末端的靜壓差較大，不利于保持均勻的靜壓值。因此本設計采用第一種方式，即設計時在活動地板下敷設一條適當長的總風管，在風管兩側的適當間距及端頭開設送風風口，以利于把空氣較均勻地分布在活動地板下的空間。在防靜電地板上設WSDF型可清掃式地板送風口，地板送風口規格為300×300mm，共80個。經計算送風口的出口風速為1.6m/s左右。

管控大廳回風口設在上部，回風口風速約為4m/s，同時還設有排風系統，排風風機根據室內外壓差控制啟停，讓管控大廳保證微正壓。

5、地板送風的必要性

地板送風在房間內產生垂直溫度梯度和空氣分層。典型的空氣分層分為三個區域，第一個區域為低區（混合區），此區域送風空氣與空氣混合，射流末端速度為0.25 m/s。第二個區域為中間區（分層區），此區域內房間溫度梯度呈線性分布。第三個區域為高區（混合區），此區域內房間熱空氣停止上升，風速很低。一旦房間內空氣到分層區以上時，就不會再進入分層區以下的區。熱分層控制的目的，是在滿足人員活動區的舒適度和空氣質量要求下，減少空調區的送風量，降低系統輸配能耗，以達到節能的目的。熱分層高度維持在室內人員活動區以上，一般為1.2 m ～1.8m。地板送風的出風溫度可以較其它空調送風溫度高一些，據統計地板送風系統比傳統空調系統的送風溫度約高4℃，這就允許在空氣較為干燥的季節，采用較高的盤管冷卻溫度和蒸發器蒸發溫度，提高了冷水機組的COP。對于地板送風的下送上回系統來說，大部分從安裝在天花板的燈具所產生的熱量還未到達地面就被排出，提高了排風溫度，減少了總冷負荷，減小了制冷機組的容量。據統計地板送風系統僅需處理整個空調房間顯熱得熱的64%。由于地板下送風橫截面較大，所以壓力損失較小，從而減小了空氣輸送動力，減少了風機能耗，而且也減少了風管管材的耗量。因此地板送風空調系統在節能、舒適等方面有著很大的優點。

對于本工程來說，管控大廳層高較高，如果采用上送風方式，需要用很大的送風速度，這樣能耗較高，噪音也大。再者大廳內計算機等設備撒熱量大，特別是夏季只有采用較低的空調送風溫度（13℃～16℃），才能維持機房較低的空調溫度基數（20℃±2℃），機柜才能獲得良好的冷卻效果，但這樣能源的消耗大，且大廳內維持較低的空氣溫度，對大廳內的工作人員往往帶來不舒適的偏冷感覺，若采用下送上回的地板送風氣流組織方式，那么冷卻空氣從設在機柜附近的活動地板風口送出，送出的低溫空氣只在瞬間與機房內的熱空氣混合，有效地提高進入機柜冷卻空氣的質量，提高了機柜的冷卻效率。對于冬季來說，新疆室外采暖溫度很低（-19.7℃），建筑物熱負荷較大，大廳內地板送熱風，考慮到計算機設備和程序控制及監控設備的散熱，在散熱機柜附近的送風口關閉，這樣機柜的散熱可以抵消一部分建筑物的耗熱量。綜合上述可以總結出管控大廳采用地板送風空調系統是最佳的送風方式。

6、總結

a）管控大廳內有多臺計算機設備和程序控制及監控設備，且層高比普通建筑高，適合地板送風的下送上回空調系統，特別是對于夏季空調送冷風時最節能，對機柜的冷卻效果最好。冬季送熱風時雖然比不上夏季效果好，但是對于節能來說也未嘗不是一種好的空調方式。

b）地板靜壓箱分為有壓靜壓箱和零壓靜壓箱，本管控大廳地板靜壓箱屬于有壓靜壓箱。有壓靜壓箱應具有良好的密封性，當大量的不受限制的空氣泄漏時，會影響空調區的氣流流態。此外，地板靜壓箱與非空調區之間建筑構件，如樓板、外墻，應具有良好的保溫隔熱處理，以減少送風溫度的變化。

c）為了保證空氣的清潔度，地板送風口選型時一定要選擇可清潔的風口，同時活動地板下的電纜、風管等安裝完畢后一定要將地板靜壓箱內所有與空氣接觸的部分清潔干凈。

d）地板送風的送風速度一定要合理，一般為1.5m/s～2.0 m/s。這樣才能形成良好的溫度梯度和空氣分層，保證工作人員的舒適度。

參考文獻：

[1]陸耀慶主編.實用供熱空調設計手冊（第二版）.北京. 中國建筑工業出版社.2007.

[2]孫一堅主編.簡明通風設計手冊. 北京. 中國建筑工業出版社.1997.