某大學(xué)教學(xué)樓空調(diào)設(shè)計(jì)方案

1、1 建筑概況某大學(xué)教學(xué)樓空調(diào)設(shè)計(jì)方案XX 大學(xué)超低能耗示范樓總建筑面積為 3000m2，包括地下一層，地上四層。其中地下層主要為設(shè)備用房(包括空調(diào)冷、熱水機(jī)房、配電室及水泵房等)，地上部分主要為實(shí)驗(yàn)室、辦公室及展示廳。建筑采用鋼框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)部可以根據(jù)使用要求靈活隔斷。建筑物東立面和南立面采用雙層皮幕墻及玻璃幕墻加水平或垂直遮陽(yáng)兩種方式，綜合得熱系數(shù)為 1.0W/(m2·K)，太陽(yáng)得熱因數(shù)為 0.5。西北向采用 300mm 厚的輕質(zhì)保溫外墻，鋁幕墻外飾面，傳熱系數(shù)為 0.35W/(m2·K)，外窗采用雙層中空玻璃，外設(shè)保溫卷簾。屋頂采用種植屋面，同時(shí)還設(shè)置了光導(dǎo)管采光系統(tǒng)，利

2、用太陽(yáng)光為樓道和地下室提供采光，減少白天照明電耗。室內(nèi)采用相變蓄熱活動(dòng)地板，使得冬季室內(nèi)溫度波動(dòng)不超過(guò) 6。除衛(wèi)生間冬季采用散熱器供暖外(熱源接自相鄰建筑)，整個(gè)建筑物均采用模塊化結(jié)構(gòu)的集中空調(diào)方式來(lái)保證室內(nèi)的溫濕度要求。2 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)2.1 空調(diào)方式及系統(tǒng)設(shè)置首層采用新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤(pán)管(立式暗裝)，二至四層采用新風(fēng)加輻射吊頂?shù)目照{(diào)方式。室外新風(fēng)經(jīng)過(guò)處理后，夏季主要負(fù)擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷和人員的顯熱負(fù)荷，此時(shí)要求新風(fēng)能夠處理到 22，保持和室內(nèi)夏季設(shè)計(jì)溫度 4的溫差。為保證衛(wèi)生要求，冬季新風(fēng)送風(fēng)量與夏季相同，送風(fēng)溫度為 18。對(duì)于室內(nèi)人員數(shù)量和冷(濕)負(fù)荷產(chǎn)生源確定的房間，所需的新風(fēng)送風(fēng)量一定。新風(fēng)送風(fēng)

3、管道分為個(gè)性送風(fēng)管道和置換通風(fēng)管道兩支。在實(shí)驗(yàn)室、辦公室等區(qū)域，一部分新風(fēng)通過(guò)個(gè)性送風(fēng)管道直接送到工作區(qū)，滿足室內(nèi)人員的舒適性要求；另外一部分新風(fēng)通過(guò)置換通風(fēng)管道送入室內(nèi)，以滿足房間衛(wèi)生要求所需的新鮮空氣量和除濕所需的空氣量。根據(jù)實(shí)際需要，可對(duì)個(gè)性送風(fēng)風(fēng)量和置換通風(fēng)風(fēng)量的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)個(gè)性送風(fēng)風(fēng)量調(diào)小時(shí)，置換通風(fēng)風(fēng)量相應(yīng)增大，反之當(dāng)個(gè)性送風(fēng)風(fēng)量調(diào)大時(shí)，置換通風(fēng)風(fēng)量相應(yīng)減少。新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)均通過(guò)靜壓箱和風(fēng)量調(diào)節(jié)閥與風(fēng)口相連，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)各個(gè)風(fēng)口的新風(fēng)量，這樣使得整個(gè)新風(fēng)系統(tǒng)具有變風(fēng)量的特性。當(dāng)某些房間由于人員數(shù)量等方面因素的影響，造成室內(nèi)熱濕負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，控制送

4、入室內(nèi)的新風(fēng)量，以保證室內(nèi)的設(shè)計(jì)參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.2 氣流組織與風(fēng)量平衡二至四層地面均設(shè)置 1.2m 高的活動(dòng)地板夾層(結(jié)構(gòu)鋼梁均設(shè)置在此夾層內(nèi))，首層和二層的新風(fēng)送回風(fēng)管道均安裝在二層的地板夾層，其余各層的風(fēng)道均布置在本層的地板夾層內(nèi)。室外新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)機(jī)組處理到設(shè)計(jì)的送風(fēng)參數(shù)后，通過(guò)送風(fēng)管道送至各個(gè)房間地板夾層內(nèi)的靜壓箱，然后由軟管接至送風(fēng)散流器。排風(fēng)通過(guò)排風(fēng)管道引至新風(fēng)機(jī)房，經(jīng)設(shè)置在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)的全熱交換器進(jìn)行熱回收后排至室外。新風(fēng)采用地板送風(fēng)方式送至房間，送風(fēng)口與送風(fēng)靜壓箱之間采用可伸縮的金屬軟管連接，保證送風(fēng)口的位置可在一定的范圍內(nèi)移動(dòng)。同時(shí)，每個(gè)送風(fēng)支管上均設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)每

5、個(gè)送風(fēng)口風(fēng)量的調(diào)節(jié)。排風(fēng)采用立柱側(cè)回形式，排風(fēng)口鑲?cè)肓⒅?，每根立柱上安裝上下兩個(gè)排風(fēng)口，上部排風(fēng)口距本層頂板 150mm，下部排風(fēng)口距本層地面 100mm。為保證房間內(nèi)的氣流組織合理，夏季送風(fēng)時(shí)關(guān)閉立柱下部的排風(fēng)口，打開(kāi)上部排風(fēng)口排風(fēng)；冬季送風(fēng)時(shí)關(guān)閉立柱上部的排風(fēng)口，打開(kāi)下部排風(fēng)口排風(fēng)。2.3 機(jī)械通風(fēng)與排煙系統(tǒng)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)房的通風(fēng)：燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)本身的散熱量為 18kW，煙氣換熱器的散熱量為 2kW，利用機(jī)械通風(fēng)方式將其散發(fā)的熱量排至室外，空氣的進(jìn)出口溫差取 10，則所需的機(jī)械通風(fēng)量為L(zhǎng)=(18+2)/(1.01X10X1.2)=6000m3/h燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)房采用外墻消聲風(fēng)口自然進(jìn)風(fēng)，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)機(jī)械

6、排風(fēng)的通風(fēng)方式，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為 3000m3/h。為滿足發(fā)生燃?xì)庑孤┑仁鹿蕰r(shí)的排風(fēng)要求，該機(jī)房?jī)?nèi)同時(shí)設(shè)置了一臺(tái)采用防爆電機(jī)的事故排風(fēng)機(jī)，事故排風(fēng)量為 2500m3/h。地下室設(shè)備機(jī)房的通風(fēng)：水泵房按每小時(shí) 2 次換氣，配電室按每小時(shí) 6 次換氣的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。煙氣排放系統(tǒng)：燃料電池的煙氣出口溫度約為 350，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的煙氣出口溫度約為 530。燃料電池和內(nèi)燃機(jī)燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)煙氣換熱器、利用廢熱驅(qū)動(dòng)的吸收式制冷機(jī)組和煙氣冷凝換熱器對(duì)其余熱進(jìn)行回收后，溫度最低可以降至 35左右排出室外。煙氣在管道內(nèi)的流動(dòng)速度取 8m/s，煙囪引至高出周?chē)ㄖ?1m 以上的高度排放至大氣中。2.

7、4 自然通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)北京地區(qū)的氣候特點(diǎn)，春秋兩季可以通過(guò)自然通風(fēng)帶走余熱，保證室內(nèi)較為舒適的熱環(huán)境，縮短空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。利用熱壓和風(fēng)壓通風(fēng)的原理，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)形式及其周?chē)h(huán)境的特點(diǎn)，在樓梯間和走廊設(shè)置通風(fēng)豎井，形成不同樓層的熱壓通風(fēng)；在建筑頂端設(shè)置玻璃煙囪，利用太陽(yáng)能強(qiáng)化通風(fēng)；在建筑物外立面適當(dāng)部位設(shè)置可開(kāi)啟窗扇，使得室外空氣能夠較為順暢的進(jìn)入。3 熱水系統(tǒng)熱水系統(tǒng)包括除濕用 90/70熱水和冬季空調(diào)供熱用 60/50熱水。夏季運(yùn)行時(shí)，90/70的高溫?zé)崴苯佑糜谌芤撼凉裣到y(tǒng)的溶液再生，冬季運(yùn)行時(shí)，90/70的高溫?zé)崴?jīng)設(shè)置在地下層設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)的板式換熱器進(jìn)行熱交換后，產(chǎn)生 60/50的熱水

8、供給空調(diào)系統(tǒng)，輻射吊頂?shù)人璧?29/27的低溫?zé)崴?，通過(guò)設(shè)在各層的混水泵制得。建筑物內(nèi)另外設(shè)有一臺(tái) 20kW 的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，冬季用于生產(chǎn) 60/50的空調(diào)熱水，直接用于建筑物冬季供熱，其所產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)在其他季節(jié)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。供熱和除濕所需的 90/70的高溫?zé)崴饕ㄟ^(guò)以下三種方式產(chǎn)生：第一：回收燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)缸套水和煙氣的熱量。用來(lái)冷卻燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的缸套水進(jìn)出口溫度為 82/98，煙氣的出口溫度約為 530，通過(guò)設(shè)置在地下層設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)的內(nèi)燃機(jī)缸套水換熱器和煙氣換熱器進(jìn)行熱交換后，得到 90/70的一次高溫?zé)崴?。該建筑所選的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的最大發(fā)電功率為 70k

9、W，最小發(fā)電功率為 42kW，在此發(fā)電功率范圍內(nèi)，最小產(chǎn)熱功率(指僅回收缸套水的熱量，煙氣直接排至室外，不予回收的情況)約為 85-100kW，最大產(chǎn)熱功率(指缸套水和煙氣的熱量均充分回收的情況)約為 100-140kW。為實(shí)現(xiàn)能源的充分利用，降低高溫?zé)煔馀湃氪髿庵袑?duì)環(huán)境造成的破壞，在地下層的設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)預(yù)留了煙氣冷凝換熱器的位置，在充分回收煙氣冷凝余熱的情況下，可以多回收熱量約 30kW，使得最大產(chǎn)熱功率達(dá)到約 130-170kW，而建筑物本身所需的最大熱負(fù)荷為 82kW，所回收的余熱除滿足自身的供熱等需求外，剩余的熱量可以供給其他建筑使用。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)夏季運(yùn)行時(shí)，由于僅需要少量的高溫?zé)崴糜谛?/p>

10、風(fēng)除濕，回收缸套水的熱量即可滿足或超出本建筑物的需求，為保證燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的正常運(yùn)行，系統(tǒng)中設(shè)置了一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)備用板式換熱器，以使多余的熱量經(jīng)板式換熱器進(jìn)行熱交換后通過(guò)冷卻塔排出室外。第二：回收燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱量。燃料電池的到貨期約為 2006 年，現(xiàn)階段僅預(yù)留燃料電池安裝的位置。第三：回收微燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱量微燃機(jī)的贊助供貨廠商尚未確定，設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮預(yù)留其安裝位置。由于現(xiàn)階段可供使用的熱源僅有燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，考慮到機(jī)組的檢修和故障等方面的因素，另外從室外供熱管網(wǎng)引入一條管道作為備用。4 冷水系統(tǒng)建筑內(nèi)分別設(shè)置了一臺(tái)以電制冷水冷冷水機(jī)組和一臺(tái)以煙氣余熱作為動(dòng)力的吸收式冷水機(jī)組，兩臺(tái)機(jī)組可以互為備用，每臺(tái)機(jī)組的制冷量均為 120kW，由于末端采用濕度獨(dú)立控制的新風(fēng)機(jī)組，故夏季冷水機(jī)組的進(jìn)出水溫度只要達(dá)到 18/21即可滿足要求，而此時(shí)電制冷機(jī)組的 COP 值可以達(dá)到 9 以上，同時(shí)減少了冷水輸送過(guò)程中的能量損失，高效節(jié)能。冷卻水由設(shè)在屋頂?shù)膬膳_(tái)冷卻塔提供，冷卻塔制得的 37/32冷卻水除供給制冷機(jī)組外，另外一部分接到設(shè)置在樓層的新風(fēng)機(jī)組，用來(lái)冷卻經(jīng)過(guò)除濕處理后的空氣，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)夏季運(yùn)行時(shí)，其部分散熱量也要通過(guò)冷卻塔排至室外。5 溶液系統(tǒng)如前所述，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)新風(fēng)機(jī)組處理后的室外新風(fēng)負(fù)擔(dān)室內(nèi)的濕負(fù)荷和人員的顯熱負(fù)荷