某大学教学楼空调设计方案

1、1 建筑概况某大学教学楼空调设计方案XX 大学超低能耗示范楼总建筑面积为 3000m2，包括地下一层，地上四层。其中地下层主要为设备用房(包括空调冷、热水机房、配电室及水泵房等)，地上部分主要为实验室、办公室及展示厅。建筑采用钢框架结构，内部可以根据使用要求灵活隔断。建筑物东立面和南立面采用双层皮幕墙及玻璃幕墙加水平或垂直遮阳两种方式，综合得热系数为 1.0W/(m2·K)，太阳得热因数为 0.5。西北向采用 300mm 厚的轻质保温外墙，铝幕墙外饰面，传热系数为 0.35W/(m2·K)，外窗采用双层中空玻璃，外设保温卷帘。屋顶采用种植屋面，同时还设置了光导管采光系统，利

2、用太阳光为楼道和地下室提供采光，减少白天照明电耗。室内采用相变蓄热活动地板，使得冬季室内温度波动不超过 6。除卫生间冬季采用散热器供暖外(热源接自相邻建筑)，整个建筑物均采用模块化结构的集中空调方式来保证室内的温湿度要求。2 通风空调系统2.1 空调方式及系统设置首层采用新风加风机盘管(立式暗装)，二至四层采用新风加辐射吊顶的空调方式。室外新风经过处理后，夏季主要负担室内湿负荷和人员的显热负荷，此时要求新风能够处理到 22，保持和室内夏季设计温度 4的温差。为保证卫生要求，冬季新风送风量与夏季相同，送风温度为 18。对于室内人员数量和冷(湿)负荷产生源确定的房间，所需的新风送风量一定。新风送风

3、管道分为个性送风管道和置换通风管道两支。在实验室、办公室等区域，一部分新风通过个性送风管道直接送到工作区，满足室内人员的舒适性要求；另外一部分新风通过置换通风管道送入室内，以满足房间卫生要求所需的新鲜空气量和除湿所需的空气量。根据实际需要，可对个性送风风量和置换通风风量的比例进行调节，当个性送风风量调小时，置换通风风量相应增大，反之当个性送风风量调大时，置换通风风量相应减少。新风送风系统均通过静压箱和风量调节阀与风口相连，可根据需要调节各个风口的新风量，这样使得整个新风系统具有变风量的特性。当某些房间由于人员数量等方面因素的影响，造成室内热湿负荷发生变化时，可以通过调整风量调节阀的开度，控制送

4、入室内的新风量，以保证室内的设计参数达到设计要求。2.2 气流组织与风量平衡二至四层地面均设置 1.2m 高的活动地板夹层(结构钢梁均设置在此夹层内)，首层和二层的新风送回风管道均安装在二层的地板夹层，其余各层的风道均布置在本层的地板夹层内。室外新风经新风机组处理到设计的送风参数后，通过送风管道送至各个房间地板夹层内的静压箱，然后由软管接至送风散流器。排风通过排风管道引至新风机房，经设置在新风机组内的全热交换器进行热回收后排至室外。新风采用地板送风方式送至房间，送风口与送风静压箱之间采用可伸缩的金属软管连接，保证送风口的位置可在一定的范围内移动。同时，每个送风支管上均设置风量调节阀，以实现对每

5、个送风口风量的调节。排风采用立柱侧回形式，排风口镶入立柱中，每根立柱上安装上下两个排风口，上部排风口距本层顶板 150mm，下部排风口距本层地面 100mm。为保证房间内的气流组织合理，夏季送风时关闭立柱下部的排风口，打开上部排风口排风；冬季送风时关闭立柱上部的排风口，打开下部排风口排风。2.3 机械通风与排烟系统燃气内燃机房的通风：燃气内燃机本身的散热量为 18kW，烟气换热器的散热量为 2kW，利用机械通风方式将其散发的热量排至室外，空气的进出口温差取 10，则所需的机械通风量为L=(18+2)/(1.01X10X1.2)=6000m3/h燃气内燃机房采用外墙消声风口自然进风，两台风机机械

6、排风的通风方式，单台风机的风量为 3000m3/h。为满足发生燃气泄漏等事故时的排风要求，该机房内同时设置了一台采用防爆电机的事故排风机，事故排风量为 2500m3/h。地下室设备机房的通风：水泵房按每小时 2 次换气，配电室按每小时 6 次换气的标准设置了机械通风系统。烟气排放系统：燃料电池的烟气出口温度约为 350，燃气内燃机的烟气出口温度约为 530。燃料电池和内燃机燃烧产生的烟气经过烟气换热器、利用废热驱动的吸收式制冷机组和烟气冷凝换热器对其余热进行回收后，温度最低可以降至 35左右排出室外。烟气在管道内的流动速度取 8m/s，烟囱引至高出周围建筑物 1m 以上的高度排放至大气中。2.

7、4 自然通风系统根据北京地区的气候特点，春秋两季可以通过自然通风带走余热，保证室内较为舒适的热环境，缩短空调系统的运行时间。利用热压和风压通风的原理，根据建筑结构形式及其周围环境的特点，在楼梯间和走廊设置通风竖井，形成不同楼层的热压通风；在建筑顶端设置玻璃烟囱，利用太阳能强化通风；在建筑物外立面适当部位设置可开启窗扇，使得室外空气能够较为顺畅的进入。3 热水系统热水系统包括除湿用 90/70热水和冬季空调供热用 60/50热水。夏季运行时，90/70的高温热水直接用于溶液除湿系统的溶液再生，冬季运行时，90/70的高温热水经设置在地下层设备机房内的板式换热器进行热交换后，产生 60/50的热水

8、供给空调系统，辐射吊顶等所需的 29/27的低温热水，通过设在各层的混水泵制得。建筑物内另外设有一台 20kW 的斯特林发动机，冬季用于生产 60/50的空调热水，直接用于建筑物冬季供热，其所产生的电能并入电网，该发动机在其他季节停止运转。供热和除湿所需的 90/70的高温热水主要通过以下三种方式产生：第一：回收燃气内燃机热电联产系统内燃机缸套水和烟气的热量。用来冷却燃气内燃机的缸套水进出口温度为 82/98，烟气的出口温度约为 530，通过设置在地下层设备机房内的内燃机缸套水换热器和烟气换热器进行热交换后，得到 90/70的一次高温热水。该建筑所选的燃气内燃机发电机组的最大发电功率为 70k

9、W，最小发电功率为 42kW，在此发电功率范围内，最小产热功率(指仅回收缸套水的热量，烟气直接排至室外，不予回收的情况)约为 85-100kW，最大产热功率(指缸套水和烟气的热量均充分回收的情况)约为 100-140kW。为实现能源的充分利用，降低高温烟气排入大气中对环境造成的破坏，在地下层的设备机房内预留了烟气冷凝换热器的位置，在充分回收烟气冷凝余热的情况下，可以多回收热量约 30kW，使得最大产热功率达到约 130-170kW，而建筑物本身所需的最大热负荷为 82kW，所回收的余热除满足自身的供热等需求外，剩余的热量可以供给其他建筑使用。燃气内燃机夏季运行时，由于仅需要少量的高温热水用于新

10、风除湿，回收缸套水的热量即可满足或超出本建筑物的需求，为保证燃气内燃机的正常运行，系统中设置了一台内燃机备用板式换热器，以使多余的热量经板式换热器进行热交换后通过冷却塔排出室外。第二：回收燃料电池热电联产系统的热量。燃料电池的到货期约为 2006 年，现阶段仅预留燃料电池安装的位置。第三：回收微燃机热电联产系统的热量微燃机的赞助供货厂商尚未确定，设计时仅考虑预留其安装位置。由于现阶段可供使用的热源仅有燃气内燃机，考虑到机组的检修和故障等方面的因素，另外从室外供热管网引入一条管道作为备用。4 冷水系统建筑内分别设置了一台以电制冷水冷冷水机组和一台以烟气余热作为动力的吸收式冷水机组，两台机组可以互为备用，每台机组的制冷量均为 120kW，由于末端采用湿度独立控制的新风机组，故夏季冷水机组的进出水温度只要达到 18/21即可满足要求，而此时电制冷机组的 COP 值可以达到 9 以上，同时减少了冷水输送过程中的能量损失，高效节能。冷却水由设在屋顶的两台冷却塔提供，冷却塔制得的 37/32冷却水除供给制冷机组外，另外一部分接到设置在楼层的新风机组，用来冷却经过除湿处理后的空气，燃气内燃机夏季运行时，其部分散热量也要通过冷却塔排至室外。5 溶液系统如前所述，空调系统运行过程中，经新风机组处理后的室外新风负担室内的湿负荷和人员的显热负荷