超高层建筑中央空调设计应用

李志香

1 设计应用范围

超高层建筑中央空调设计的范围包括:高层建筑防排烟设计、设备用房通风及防排烟设计、制冷制热动力站设计,应用于商场、影剧院、酒店、商住等地方。

2 空调设计计算参数

2.1 室内空调设计计算参数

室内空调设计包括:商场、影剧院、酒店、商住的空调设计,温度参数:冬季温度控制在16～20℃,夏季温度控制在24～28℃。

2.2 空气质量计算参数

中央空调空气质量参数商场、影剧院、酒店、商住的新风量>20m3/h.人,卫生间的排风量>10次/h,停车场及地下室的排风量>6次/h,送风量>4次/h。

3 通风及防排烟系统设计

3.1 加压送风设计

超高层建筑通常为高度超过50m的一类建筑物,消防电梯、楼梯或者前室需设加压送风系统,送风量约控制在20000m3/h左右,每层设置电控加压送风口。在楼梯和前室之间设25Pa的余压阀,这样可以保证楼梯间的正压在50Pa左右,前室正压在30Pa左右。

3.2 排烟设计

(1)商场排烟设计

由于高层建筑的商场高度超过12m,自然通风排烟效果不好,所以排烟设计需设计机械排烟系统,排烟量6次/小时。

(2)走廊排烟设计

高层建筑中走廊超过20m的需要设置机械排烟系统,排烟量可以根据防烟分区面积乘以120m3/h。在每层设置板式排烟口并联动屋顶排烟风机,设定温度大于280℃时自动关闭。

(3)地下层通风及排烟设计

地下层如果是车库,可采用诱导方式通风系统,排烟与排风使用同一系统,排风量大于6次/小时,排烟量大于6次/小时,补风量大于排风量的50%以上,防烟分区面积小于2000m2。

地下层作为商场,排风量大于6次/小时,排烟量大于6次/小时,补风量大于排風量的50%以上,防烟分区面积小于500m2。

4 空调设计方案

4.1 商场空调设计应用方案

商场空调设计通常需要考虑到,面积较大、人员流动量大,需要新风和换气也较大。

商场空调设计应用方案采用组合式空调器的全空气系统,其具有负荷调节和新回风调节功能。商场空调系统的功能有:根据季节温度的变化自动调节冷热水管的水量,自动加湿功能,根据二氧化碳浓度调节新风和回风的比例,如果系统出现异常可自动关闭并发出预警信息等。商场空调的冷热源选择电制冷离心式冷水机组和板式换热机组。水系统使用闭式机械循环系统,并采用落地式膨胀水箱进行稳压。

4.2 影剧院空调设计应用方案

影剧院空调设计通常需要考虑到,楼层高度高、新风换气需求大、送风气流分布要均匀、避免向观众后颈吹风。

影剧院空调设计应用方案采用组合式空调器空调座椅底部送风,这种送风方式能够使温度控制均匀。

4.3 商住空调设计应用方案

商住空调设计通常需要考虑到,房间分割较小、空调使用时间不规律、温度要求不固定等,并要求单独计量空调使用量。

商住空调设计应用方案采用变制冷剂流量分体式空调系统。其具有灵活的控制和调节功能,可同时满足制冷和制热的需求。

4.4 办公场所空调设计应用方案

办公场所空调设计通常需要考虑到空调面积较大、房间分割较多、空调使用时间统一、人流较大,需要设置通风和换气。

办公场所空调设计应用方案采用风机盘管配合新风空调的方式,这样可以满足各个房间空调的独立和新风的集中处理。空调系统与新风设计自动控制在休息时间自动停止,工作时间自动开启。从而做到节能减排的作用。

空调自控设计有:定时开关设计;温度风速调节设计;空调与风阀联动设计;时间、温度的显示。

设计方案使用螺杆式冷水机组和板式热换机组作为冷热源,采用闭式机械循环系统,膨胀水箱为稳压方式。

5 系统方案及风量的确定

对于房间空间大,人员密集,冷负荷密度大,室内热湿比小的空间,选择一次回风的定风量单风道全空气系统。为节约能源和投资,只进行单参数的露点送风。对于房间较小,选择风机盘管加新风系统,新风处理到同室内点等焓的状态,然后同风机盘管的送风混合后送入室内。

5.1 全空气系统的空气处理过程

举例:全热冷负荷为49.74kW,人体的散发的湿负荷为0.006kg/S(21.64kg/H)。热湿比49.74kW/0.006KG/S＝8290,取送风温差ΔT0X＝8.6℃。则送风温度＝26℃－8.6℃＝17.4℃。

送、回风点的焓值分别为HS=46.18kJ/kg,HN=58.85kJ/kg。焓差12.67kJ/kg。

送风量QM=Q/HM-HO QM→送风量(kg/S)

Q－总冷负荷(kW);HM－室内设计温度的焓值;HO－送风温度的焓值

总送风量QM＝49.74kW(冷负荷)/(58.85kJ/kg－46.18kJ/kg)＝12.67kJ/kg(焓差)＝3.93KG/S(14148kg/H)(11790M3/H)。

5.2 风机盘管加新风系统的空气处理过程

采用新风不负担室内负荷的方式,即将送入室内的新风处理到90%相对湿度的室内等焓点。

例如:计算风机盘管的处理状态和风量,出现最大负荷,此时参数为:全热1207W,湿负荷304G/H。取新风量为90M3/H,分析空气处理过程。

室内的热湿比为14293kJ/kg,取送风温差为8℃,室内状态点沿热湿比下降到26－8＝18℃即为送风状态点S。HS=48.8kJ/kg,焓差10.05kJ/kg。

送风量QM=Q/HM-HO QM→送风量(KG/S)

Q－总冷负荷(kW);HM－室内设计温度的焓值;HO－送风温度的焓值

送风量＝1.207kW(冷负荷)/10.05kJ/kg焓差＝0.12(kg/S) 432kg/H(360M3/H)。

风机盘管送风量＝总送风量(360M3/H)－新风量(90M3/H)＝270M3/H(276kg/H)。

风机盘管空气出口温度为16.8℃,可以处理。风机盘管的冷量即为房间的冷负荷1.207kW。

6 结语

根据本文所设计的中央空调系统投入实际高层建筑使用中,能够合格的通过验收,并且使用效果良好,智能性,节能性的效果明显,让使用者感到满意。

参考文献

[1] 倪九华.高层建筑中央空调系统设计的几点体会[J].浙江建筑,1997(4).

[2] 王兰,等.从建筑材料入手浅谈绿色建筑[J].科技与生活,2010(9).

[3] 付海明.超高层建筑空调设计及节能技术应用[J].制冷与空调,2009(6).