苏州市某图书馆中央空调系统设计

金杰 浦云霞

上海市工业技术学校 上海 200231

1 引言

目前，我国国内的HVAC系统工程设计中，具有布置灵活、各空调房间可独立调控等优点的风机盘管加新风系统是首选形式。本设计目标是苏州某图书馆中央空调系统设计，综合设计情况和经济情况考虑选择了独立新风加风机盘管系统。

本研究课题是由实际设计项目修改而来的苏州市某图书馆中央空调系统设计，课题主要根据现有的建筑图纸及节能建筑标准，通过运用所学的知识，查阅相关的书籍期刊等资料，合理选择墙体、门窗等材料作为围护结构设计，并对空调系统进行整体的设计。

2 负荷计算

2.1 设计计算参数

室外空气计算参数是进行HVAC工程设计所必需的，它对不同地区和不同季节的设计进行了不同的标准设定，是进行负荷计算的重要参考数据。

建筑围护结构的选择主要是其墙体材料选择，不同的材料除了美观和建筑设计相关的功能外，还由于传热系数不同，所具有的保温性能也不同，围护结构的选择对空调区房间冷负荷的计算有着一定作用，由于苏州市是夏热冬冷地区，所以围护结构的材料构造根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010设计。

2.2 夏季建筑的冷负荷

空调区冷负荷是确定房间空调设备容量和房间空调送风处理过程的重要依据，也是计算冷负荷的基础。参考相关书籍和设计，本次设计空调房间的冷负荷主要由以下几部分组成：建筑围护结构的冷负荷；室内热源散热；新风进入室内空调区形成的冷负荷。

3 空调系统的选择及冷热源设计

3.1 空气调节系统

本工程选用空气-水系统，使用风机盘管加独立新风系统。此时，集中输送的部分仅仅为热湿处理后的新鲜空气（新风），风道小，占据建筑物的空间小，对建筑整体设计的影响小；室内分散设置由水直接换热的末端设备，即为半集中式空调系统。

本工程采取风机盘管加独立的新风系统，新风处理方式选择第一种，即新风处理到室内状态点，不承担室内负荷，室内风机盘管承担室内负荷。

空调房间风量G为：

以一层1009房间（馆长办公室1）为例进行送风状态点及送风量计算。

1009房间的新风量为96m³/h，由焓湿图可以确定其送风状态点。1009房间总送风量为880m³/h。

3.2 冷热源的选择原则

本工程建筑冷负荷为1961.96kW，为了确保稳定性把负荷放大10%之后为2158.16kW，热负荷为759.32kW选用4台718kW的开利风冷涡旋冷水/热泵机组，其中的一台备用。

4 空调风系统设计

4.1 送回风口与风管的设计

本工程在一楼大堂采用侧送风形式，其他空调区域采用上送上回形式，采用散流器平送流型。

4.2 空调设备的选择

本工程中大堂采用壁挂式风机盘管，其他场合风机盘管安装形式均选择卧式暗装。风机盘管的选择以各空调房间的设计风量、设计冷量以及中等风速为原则。

以一层为例，一层新风量为16774m³/h，系统1新风量为9540 m³/h，新风冷负荷为65.59kW，则选用型号为HDK-07，结构形式为2排表冷器的新风机，其额定风量为10000 m³/h，供冷量为66 kW。

5 空调水系统设计

空调水系统就是通过使用水作为介质，通过热量的传递冷却冷凝器中的制冷剂。空调水系统包括冷热水系统，冷却水系统和冷凝水系统。

选择型号为RBW100-160B立式离心水泵四台，其中一台备用，水泵参数见表1。

表1 RBW100-160B立式水泵参数表

6 水力计算

6.1 新风系统风管水力计算

一般的空调系统要求并联管路之间的不平衡率应≤15%。若不平衡率超过15%，则可以采取以下几种方法进行调整：调整管段管径；在各分支管段添加调节阀门；适当调整管段风量。

6.2 空调水系统水管水力计算

在进行空调水系统水力计算时，需要对各并联环路进行水力平衡，其并联环路的压力损失的不平衡率应小于15%。当其不平衡率大于15%时，需要对水管管经进行适当调整以减轻不平衡率。

本工程在空调新风处理机组、空调处理机组回水管上设置动态平衡电动调节阀，风机盘管所在水平支管回水管上设置动态压差平衡阀，风机盘管前设置动态平衡电动二通阀，以保障系统水力平衡。

7 结论

本研究课题对苏州某图书馆进行完整的暖通空调系统设计，通过负荷计算，选定了空调的系统为空气-水系统，是现今应用最为广泛成熟的一种空调系统方式，该系统节省了操作成本和空调房间系统，不干扰房间温度的独立调节，可随时对空调房间进行启停空调和系统布置舒适灵活。选择风冷涡旋冷水/热泵机组作为冷热源设备。热泵机组一次能源消耗高达90%，能耗降低了用户的成本。没有冷却塔，同时不用冷却水泵和管道，设计更加方便，投资也会降低。水系统方面选择了同程式水系统，因为本次设计为图书馆，使用时间较长，所以虽然同程式前期投资高，但由于各并联环路中水的流程基本相同，水力稳定性好，流量分配均匀。