空调设计几个问题探讨

默认分类   2007-08-15 12:00   阅读32   评论0  
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山东省委宣传部培训中心位于济南市南郊开元山庄西首,有南北两幢建筑。总空调面积6000m2,其中南楼宾馆3600m2 ,北楼餐厅、厨房、办公室及服务员宿舍等3600m2。

  南楼地下室为保龄球室,地上一层为大厅、商务中心及小会议室,二层为会议室和客房,三到六层为标准客房,七层为大会议、接待室。该楼为钢筋混凝土框架结构。

  整个空调工程与装饰工程同时进行,于2001年3月开工,2001年11月竣工并投入使用。

1 设计参数

1.1 室外设计参数

  室外夏季计算干球温度34.8℃,湿球温度26.7℃,大气压力998.9hPa;冬季计算干球温度-10℃,相对湿度54%,大气压力1020.6 hPa。

1.2室内设计参数

房间类型

夏季

冬季

温度(℃)

相对湿度(%)

气流平均速度(m/s)

温度(℃)

相对湿度(%)

气流平均速度(m/s)

客房

24-27

65-50

≤0.25

18-22

≥30

≤0.15

会议室

25-27

<65

≤0.3

16-18

≤0.2

办公室

26-28

<65

≤0.3

18-20

≤0.2

餐厅

24-27

65-55

≤0.25

18-22

≥40

≤0.15

大厅

休息厅

26-28

65-50

≤0.3

16-18

≥30

≤0.2

一、 空调方式及主要设备

  夏季制冷采用约克公司生产的风冷热泵机组AWHC-L200一组,制冷量683Kw,功率218.9Kw,出水温度7-12℃。

  冬季制热采用板式阿法拉伐板式换热器M10-MFML一台,制热量630Kw,采用开元小区集中供热站的热水,由于该小区集中供热面积较小,集中供热的水温不稳定,本工程根据实测结果,集中供热水温为45-50℃,制备的空调用热水温度为38-43℃。冬季风冷热泵机组仅作为集中供热的备用。

  客房、大厅、餐厅、办公室等均采用风机盘管系统,双管制。采用新风机组向走廊、大厅、会议室直接送新风。

  空调水循环水泵采用热水管道泵IRG80-160,流量60m3/h,扬程30m,功率7.5kw,共三台,冬夏季均两台工作一台备用。

二、机房设计及运行效果

  机房设于南楼西侧,单层,风冷热泵机组设在机房屋面上,机房内设有板式热交换器、循环水泵、定压气压罐、空调水电子除垢器、过滤器、分水器、集水器等。

  夏季由风冷热泵机组制备空调用冷水,计算冷负荷670kw,循环水量119m3/h;冬季由集中供热管网经板式换热器制备热水供空调使用,计算热负荷620kw,循环水量107m3/h。

  风冷热泵机组或板式换热器的出水经循环水泵加压后,通过平衡阀分别送至南北楼的风机盘管系统。南北楼风机盘管机的回水在机房内流经过滤器和电子除垢器后,进入风冷热泵机组或板式换热器。空调水系统采用闭式机械循环方式,由补水泵气压罐定压、补水和容纳膨胀水。

  机房内在风冷热泵机组的回水管道上,设置水流控制器,当管内水流动时,方可启动风冷热泵机组以保证机组安全运行。

  本工程安装调试运行的效果良好。夏、冬两季均由两台泵运行(一台备用),均是一次调试成功,且所有房间的各项参数都能达到设计要求。尤其是冬季当时集中供热的水温不正常,经常维持在45-50℃之间,但空调仍能保持客房室温在22℃以上,用户十分满意。

三、问题讨论

八妇女节 1.关于冬季空调热源的选择。本工程确定夏季采用风冷热泵机组后,在厂区现在条件下,冬季的热源选择两个方案进行比较:方案1,继续运行冷热水机组;方案2,采用集中供热换热制备空调用热水。

  方案1,继续运行AWHC-L200风冷热泵机组。根据约克厂家样本提供的数据,为便于讨论,绘制了该风冷热泵在出水温度为45℃时的性能曲线图1。

图1 约克风冷热泵机组AWHC-L200冬季运行工况

(条件:制备热水出水温度为45℃时)

  由图1可知,当冬季气温在0℃以上时,该机组均能满足空调热负荷的要求。而当气温在0℃以下时就需要辅以电加热器才能满足空调热负荷,而且气温越低,机组的产热量越少,能效比COP越低。到气温为-8℃时,机组的产热量降至398kw(为7℃气温时的63.7%),能效比CDP降至2.6(7℃气温时为3.1)。到气温在-8℃以下时,机组已不能正常工作。

  该机组冬季运行另一个问题是容易结霜,在冬季雨雪天气,当空气湿度在80%以上时,就会结霜,随着霜层的增厚,风机盘管传热系数降低,空气阻力增加,严重时机组无法运行。除霜耗用的时间也降低了机组的产热量。

  上述两方面的原因限制了风冷热泵机组在济南地区冬季制热的应用。否则就必须增设电加热器,如果平均按-4℃气温时增设电加热器,则电加热器的产热量由图1可查应为130kw,机组的功率为167kw。这样可计算出冬季方案1运行的电费如下:冬季供暖130天(其中115天为热泵单独运行时间,功率为203kw,15天为热泵与电加热器联合运行时间,总功率为347kw),每天运行20小时,机组运行系数为0.7,每度电按0.52元计算,则

  0.52x0.7x[203x20x115+(130+167)x20x15]=202380元

  方案2,向集中供热部门交取暖费18.1元/m2

  18.1x6000=108600元

  由两个方案计算比较知,集中供热方案较为经济。

  结论:在济南地区,风冷热泵机组冬季运存在能耗高、除霜困难、运行费用高等问题。是否适用尚待探讨。在有条件的地方,应首选集中供热作为冬季空调热源。

2 冬季空调循环水水温及温差的确定

  通常舒适性空调循环水的设计水温,夏季选7-12℃,冬季选60-50℃。在冬夏冷热负荷相差不大的情况下,冬季的循环流量可为夏季的一半左右。本工程开始也是这么考虑的,但从实际运行结果看,由于集中供热没有与城市热网连通,集中供热能力不足,其水温不稳定,经常只能维持在45-50℃,开始十分担心满足不了冬季空调供热的要求。在调试运行中,加大了冬季循环流量。使其与夏季相同,这样,实测出空调循环水水温也达40-45℃,客房的室温可始终保持在18-22℃,满足了设计要求。

  结论:采用集中供热作热源时,应充分考虑集中供热水温不高的实际情况,冬季空调循环水水温可以选用40-45℃。由于水温较低,循环水温差不宜按常规10℃选用。

3 关于补水泵—气压罐定压问题

  本工程采用补水泵—气压罐定压取代膨胀水箱,补水泵为ISW40-200B(流量7m3/h,扬程34.5m),气压罐有效容积0.4立方米,系统静压为28米,安全阀定压为0.35Mpa。从运行情况看,一是由于气压罐容积偏小且气阀漏气,加之安全阀泄水能力不足,系统水在升温过程中,12分钟内,水泵出水端达0.7Mpa,不得不对系统泄水降压;二是系统在南楼顶层部分容易积存空气,自动排气阀来不及排气,影响正常运行。解决的办法是1.加大气压罐容积,2.增设泄水阀,3.将系统安全阀设定压力由0.35Mpa升至0.5Mpa。

4 非典型肺炎疫情对集中空调设计的反思。

  集中空调系统有多种型式,其中应用较多的是全空气中央空调系统和风机盘管中央空调系统。在一个大楼内如采用前者,则若有一个“非典”病人就会很快传染全楼,在这种情况下,国家建设部卫生部专门发文规定,必须采用全新风系统或停止系统运行。相比之下,后者体现它“防非”的优势。在后者设计中,为“防非”的需要,应较习惯设计做法,加大新风量。在集中空调系统中,如何加大过滤、除尘、消毒、负离子等健康环保措施,尚有待我们做进一步的探讨。

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