金色海岸中央空调设计.doc

金色海岸中央空调设计作者：潘亚平、龙杰（广东志高空调股份有限公司，广东，佛山，528244）摘要 本文分析了金色海岸中央空调负荷的特点及其计算过程、介绍了中央空调的气流组织、新排风系统、空调系统消声和减振、自控的设计方法。关键词 空调负荷 计算 气流组织 消声 减振 控制 经验估算法一、工程概况金色海岸是一个集桑拿、浴室和娱乐为一体的综合大楼。其中一层有休息区、酒吧和桑拿、浴室，还有KTV包房；二层有游泳馆、演艺厅、多功能厅和健身房；三层为包房、商务标间、娱乐室、休息大厅和影院；四层为包房，四层夹层为包房、办公室。总建筑面积约为12920平方米，空调净用面积为6800平方米。其中一层休息大厅空调使用面积为440平方米，男浴室使用面积为410平方米，女浴室使用面积为250平方米，男宾更衣室使用面积为152平方米，；二层演艺厅使用面积约为320平方米，多功能厅使用面积约为240平方米，游泳馆前厅使用面积约为110平方米，游泳馆使用面积约为1210平方米；三层DTS影院使用面积为182平方米，休息厅使用面积为200平方米，VIP休息厅使用面积为95平方米；其余房间均为小包房。空调系统图二、设计思路1工程的主要特点：1）大面积的房间较少，小包房占有70%以上。2）同时使用率占70%左右，除了包房、商务标间、娱乐室和餐厅以外，其余空调房间仅在上班使用空调；3）应客户的要求，冬季制热同卫生用热水共用锅炉；4）局部制冷的特点，有的区域只要求制热，不要求制冷；5）由于本建筑是综合性的营业场所，在营业时间内客人众多，空气质量较差，所以必须采用新排风系统；根据地区的气候特点和客户的要求，一层门厅、酒吧考虑制冷、制热，其余房间只考虑制热；二层只考虑制热；三层包房和商务标间考虑制冷、制热，其余只考虑制热；四层、四层夹层都要考虑制冷、制热； 2气候特点：贵州特有冬冷夏凉的气候3方案确定：从工程与气候特点来看，根据实际情况，结合投资费用、运行费用等，本工程采用螺杆式水冷冷水机组+热水锅炉+风机盘管系统+新风系统方案较为合适。夏季采用螺杆机组提供冷量，冬季采用热水锅炉供热。采用此方案主要考虑主机的制冷能效比高，同时，螺杆冷水机组可以根据室内负荷的大小进行四级调节（025%50%75%100%），使机组始冬处于最佳的工作壮态下工作，并且螺杆冷水机组控制简单，运行稳定、节能，维修方便，占地面积小；冬季采用锅炉供热，不受气候条件的影响，锅炉供热稳定，同时，锅炉也可以根据室内负荷的大小进行自动调节，从而达到有效的节能目的。室内末端采用风机盘管机组，风机盘管厚度薄（235mm）、噪音低，安装方便、灵活，可以根据室内的装修来调整风机盘管的布置，并且风机盘管的控制方便，可以随意控制。本工程的难点在于游泳馆，游泳馆面积大、上中空、层高高（15米），只是在游泳馆周围的休息区有楼板，同时要考虑游泳馆内空气的湿度，对室内机和风管的腐蚀性，笔者通过对其它游泳馆的测试，游泳馆内空气湿度为55%85%，为了减少盘管和风管的腐蚀，同时减少投资成本，本工程游泳馆采用风机盘管全新风，新风量就是所有风机盘管的送风量；同时在游泳馆的屋顶进行排风，排风量为30000m3/h。一层浴区采用二路新风系统从室外取新风，新风量为7000m3/h，同时采用混流风机进行排风，排风量为14000 m3/h；由于浴室在使用的时候产生大量的水蒸汽，为了不让水蒸汽串入其它房间，固要使浴区保持负压所以排风量要大于新风量；酒吧和包房采用一路新风，新风量为4000 m3/h，同时采用轴流风机夹层排风，排风量6000 m3/h，排风可根据室内人员的情况开启排风机的数量；二层演艺厅和多功能厅采用一路新风系统，新风量为5000 m3/h，排风采用轴流风机排风，排风量为5200m3/h；游泳馆由于空气湿度较大，所以采用全新风，但由于在使用时会产生大量水蒸汽，所以考虑采用排风，排风采用离心通风机屋顶排风，排风量为30000m3/h；三层影院采用一路新风，新风量2000m3/h，排风采用轴流风机夹层排风，排风量为3000m3/h；休息厅、娱乐室、包房采用四路新风系统，新风量为10000m3/h，排风机采用轴流风机夹层排风，排风量为10500 m3/h；四层包房采用四路新风系统，新风量为12000m3/h，排风采用轴流风机夹层排风，排风量为12000 m3/h；四层夹层包房采用一路新风系统，新风量为5000m3/h，排风采用轴流风机夹层排风，排风量为6000 m3/h。三、设备选配1 主机水系统的冷源为一台480KW（41.28万大卡）的水冷螺杆冷水机组，包房单位面积冷负荷为100W/。由于地方的气候特点，本工程空调的使用最主要是冬季制热，所以技师房、餐厅、酒吧、休息区、VIP棋牌室热负荷为200W/；女宾搓背、女宾更衣、超市、OK厅、影音厅、VIP休息厅、网吧、娱乐室、VIP房、商务标间、包房热负荷为180W/；休息厅、吧台热负荷为250 W/；健身区、女宾搓背、体能煅练区、控制室、演艺厅热负荷为160W/；2 末端一层室内机采用风机盘管；二层室内机采用风机盘管；三层室内机采用风机盘管；四层室内机采用风机盘管；四夹层室内机采用风机盘管；3 新风机一层采用普通吊顶柜式空调；二层采用普通吊顶柜式空调；三层采用普通吊顶柜式空调；四层采用普通吊顶柜式空调；四夹层采用普通吊顶柜式空调；4 排风机 一层排风采用混流风排风机和轴流风机； 二层排风采用轴流风机进行排风；三层排风采用轴流风机进行排风； 四层排风采用轴流风机进行排风；四夹层排风采用轴流风机进行排风；屋顶排风机：离心通风机进行排风；四、建筑物空调负荷的确定1负荷分析由于本工程是一个综合性的营业场所，负荷的组成较复杂。如下表：房间类型人员散热W人员散湿W灯光负荷W室内设备散热W热水散热W食物散热W新风热量W负荷指标W/休息厅402515-40120演艺厅60402555-30200DST影院50452540-40200游泳馆251510-40-30120娱乐室30302080-40200商务标间1510203015-10100网吧30252085-40200影音厅30303075-35200KTV包房30252060-15150包房2020152510-10100餐厅50403020-6050250酒吧45402520-4030200多功能厅50403040-40200健身房50503035-35200超市45453540-352002建筑物空调负荷的计算由于此建筑物的复杂性，冷热负荷构成较复杂，为了能比较恰当地选用冷冻机，在此采用二种方法计算建筑的冷、热负荷。A、 根据地区的气候特点、建筑用途等特点应用经验估算法进行计算计算公式如下：冷负荷计算公式Q=（6a+1.8）*W*(Th-Tw)/F+ Wa*S窗、墙面积比W墙围面积F房间地面面积Th室内设计温度Tw室外环境温度Wa室内热源散热量S空调面积热负荷计算公式Q=（6a+1.8）*W*(Th-Tw)/F-Wa*S窗墙面积比W墙围面积F房间地面面积Th室内设计温度Tw室外环境温度Wa室内热源散热量S空调面积此计算方法为经验估算法，在特殊情况下需作适当的修正处理。用当量温差法计算如图所示，设设室内空气状态点为N， 室外空气状态点为W，混合点为C，机器露点为L-即室内送风状态点。计算时，假定室内冷负荷为QN，新风负荷为QW，总负荷为Q r，回风量为GN，新风量为GW，总风量为Gr，与N点、C点、L点、W点相对应的焓值分别为hN,Hc、hL、hW,则有：Gr=GN+GWQr=QN+QW =Gr(hN-hL)+GW(hW-hN)Qr=Gr(hC-hL)用当量两种方法手算负荷并进行较核。计算结果如下表： 表1 建筑负荷计算结果（KW）计算方法冷热负荷笔者经验估算当量温差法冷负荷热负荷冷负荷热负荷总负荷43513404281280 由上表可以看出用经验估算法计算出来的结果稍大，这是因为“经验估算法”较为灵活和修正的结果，而当量温差法是科学的计算方法，较为严紧。另外所选水冷螺杆冷水机组SLG480/Y，制冷量为480KW，比计算结果大。其原因是应业主要求预留一部份冷量，以适应日后建筑物内房间功能的修改。五、气流组织设计1、 送风系统：休息大厅空调采用风管连接末端，应用散流器和门绞式回风口下送下回的气流组织形式；男宾更衣室、演艺厅、多功能厅、泳馆前厅、VIP休息厅、四夹层的大包房等均采用风管连接末端，应用散流器和门绞式回风口下送下回的气流组织形式；其余小包房采用双层百叶送风口和门绞式回风口侧送下回的气流组织形式；2、 新风系统均采用新风管下送风的气流组织形式；3、 男浴室、女浴室不设计空调，只设计新排风，应用双层百叶送风口和单层百叶排风口下送下排的气流组织形式；所有房间的卫生间只设计排风；排风在每一个房间内采用排气扇把房间空气排至夹层，再通过轴流风机直接将夹层内的热湿空气排至室外。六、空调系统的消声和减振 由于金色海岸是一个集桑拿、浴室和娱乐为一体的综合楼。噪声源很多，演艺厅、多功能厅、泳馆前、舞厅、影院等噪声大且复杂，而包房、商务标间、休息厅等需要安静。故在设计中特别重视消声和减振。在减振方面要求所有落地安装的设备均做减振基础；所有吊装设备均用防振吊架；穿楼板和墙壁处采用柔性材料填充。需要特别指出的是，对屋顶冷却塔采用金属弹簧减振器而未采用常规的橡胶减振垫。这是因为冷却塔安装在包房和商务标间的屋顶上，其风机和落水产生的振动，振扰动频率不高，用橡胶减振垫不能满足要求，金属弹簧减振器的自振频率低于橡胶减振垫，其减振效果比橡胶减振垫要好。在消声方面，要求所有的新风机均做消声静压箱，并且所有排气扇均用铝箔软管接至过道夹层内。七、空调控制在设计中取得用户的同意，室内风机盘管采用温控开关+电动二通阀进行控制，在夏季不需制冷的区域，采用电动二通阀进行控制，冬季制热时开户电动二通阀，夏季制冷时关闭电动二通阀。新风机采用空气开关进行控制；冷却水泵和冷冻水泵与主机进行连锁控制，冷却水泵和冷冻水泵是由主机发出的信号进行控制。这样操作人员只需操作一个主机的启动按钮，既方便又可以减少操作的失误，同时也减少了设备管理人员的费用。末端自动控制图金色海岸中央空调的难点有：1、游泳馆面积大，层高较高达到15米，空气湿度大，对室内机和风管的腐蚀很大；2、室内制冷区域分散，控制难度大。游泳馆的空调主要是周围休息区，风机盘管采用全新风，不采用室内回风，从而减少室内潮湿空气对风机盘管和风管的腐蚀，也达到了空调的效果，同时减少了初投资；室内夏季不制冷的区域采用电动二通阀进行控制，夏季将电动二通阀关闭，冬季打开电动二通阀进行供热。简化了控制方案，同时也减少工程的初投资。八、结束语本工程采用螺杆式水冷冷水机组+热水锅炉+风机盘管系统+新风系统方案，此方案具有如下的优点：1、 冷水机组可以根据室内负荷的大小进行四级调节（025%50%75%100%），使机组始冬处于最佳的工作壮态下工作，从而达到了节能的目的；2、 燃气锅炉也可以根据室内荷的大小进行调节。3、 水冷螺杆冷水机组采用冷却水循环散热方式（水冷），冷却塔可安装在屋顶或不影响使用的空置处，因而节省了空间和部分投资；4、 同时后期维护费用及运行费用低；5、 该机组采用自动化控制（电脑控制），可单独控制各个房间的温度，也可全面调节运行，操作简便，使用灵活可靠，而且不易受到系统管长的限制；6、 主机的制冷能效比高，占地面积小，冬季采用燃气锅炉供热，供热稳定，不存在冬季气候温度影响；7、 在主机设备的启动过程中，由于是分级启动，因此启动电流较小，对大楼电网的冲击也相对较小，减小电能在设备启动时不必要的浪费，同时也减小了不可预料的损失；8、 由于螺杆式冷水机组只供夏季制冷，冬季供暖采用燃气热水锅炉来供热水，螺杆机组在一年中运行约为34个月，其余时间都处在待机的状态中，能够得到很好的调整；冬季供暖采用燃气热水锅炉，夏季使用螺杆机组，燃气锅炉即可得到休息，冬季使用燃气锅炉，螺杆机组得到