苏州小石城社区服务中心空调设计 投稿:侯励劲

苏州小石城社区服务中心空调设计摘要介绍了苏州小石城社区服务中心地源热泵空调系统设计,着重介绍了溶液调湿全热回收新风系统、地源热泵机组设置,总结了整个空调系统的设计要点。关键词全热回收新风系统 地源热泵 空调水系统1、建筑概况苏州小石城社区服务中心项目…

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苏州小石城社区服务中心空调设计

摘要介绍了苏州小石城社区服务中心地源热泵空调系统设计,着重介绍了溶液调湿全热回收新风系统、地源热泵机组设置,总结了整个空调系统的设计要点。

关键词全热回收新风系统 地源热泵 空调水系统

1、建筑概况

苏州小石城社区服务中心项目由两个单体组成,通过连廊连接,本建筑最高为3层,建筑高度为21.8m。作为一个综合性的服务中心,该楼包括了室内泳池、健身等多个功能。该项目设有局部地为一层,作为设备用房。该楼进行了完整的消防系统、通风系统等的设计,本文将就楼的空调系统设计进行详细的介绍。

2、空调系统

该建筑的设计要体现绿色节能环保的理念,体现可持续发展的绿色建筑典范,并申请国家设计绿色三星认证。因此在该项目的设计中,结构等方面都做了一些新的尝试,采用了一些新的技术。我们就该建筑的功能及运行模式进行了分析,对该建筑的空调系统做如下考虑:

⑴ 建筑一层沿街多为分隔小商业,要求每个商业系统应满足独立控制,自由调节的要求,同时要保证后期物业管理方便,设备维护简单。对沿街商业考虑采用地源热泵多联机空调系统,每个商铺独立安装,系统冷却水采用地埋管系统,统一供给。

⑵ 该建筑除小商铺外,其他区域建成后均采用出租方式,因此空

调系统可整理考虑。由于苏州的气候条件,为保证冬季供暖热源的稳定性,空调系统考虑采用地源热泵冷(热)水机组,该机组充分利用了地热能,其制冷制热的效率都很高。

⑶ 该楼功能较多,包括超市、健身等,根据各功能区的特点,对各功能区分别设置不同风末端形式。

根据上述分析,空调系统分为两个:

1.商铺的地源热泵多联机系统。

2.地源热泵冷(热)水机组提供冷热源的空调系统。

商铺空调系统所占比例很小,且相对简单。该空调系统冷热源采用地源热泵冷(热)水机组,地埋管均安装在室外绿地下,机组夏季制冷和冬季制热采用管路阀门对地源水侧和空调水侧进行切换。室内根据不同功能采用不同的末端设备,餐饮、超市采用全新的溶液调湿全热回收型空气处理机组;室内泳池末端采用无全热回收的溶液调湿空气处理机组;健身和办公区采用全热回收型溶液调湿新风机组加干式风机盘管的方式。

表1 空调室外气象参数 (参考上海地区)

夏季空调室外计算温度 34.0℃ 夏季通风干球温度 32℃ 夏季空调室外平均温度 30.4℃ 冬季空调室外计算温度

-4℃

夏季空调室外湿球温度 28.2℃ 最冷月室外相对湿度 75% 夏季室外大气压 1025.1hpa 冬季室外大气压 1005.3hpa

夏季室外风速风向 3.2m/s se 冬季室外风速风向 3.8m/s nw

表2空调室内设计参数

房间 夏季空调温度 夏季相对湿度 冬季空调温度 冬季相对湿度 新风量 m3/(h人)

办公室 24℃~26℃ <65% 18℃~20℃ — 30

超市 24℃~26℃ <65% 18℃~20℃ — 20

门厅 24℃~26℃ <65% 16℃~20℃ — 20

餐饮 24℃~26℃ <65% 16℃~20℃ — 20

健身 24℃~26℃ <65% 16℃~20℃ — 30

游泳馆 26℃~29℃ <65% 26℃~28℃ <65% 30

2.1 冷热源系统

2.1.1 冷热源系统分析

对苏州地区的空调使用状况做了调研,该地区处于夏热冬冷地区,夏季的负荷量要大于冬季负荷量。根据这样的负荷特性,在冷热源的设置上做了局部的调整,整个系统设置的要点如下:

⑴ 系统中办公区、健身区的新风处理机组自带冷热源,这部分的负荷不算在整个系统负荷内,整个地源热泵主机容量应根据夏季总冷负荷量扣除该部分新风冷负荷后的剩余冷负荷量来选取。

⑵ 地埋管系统是利用地热来工作的,这就要求全年运行中夏季对土壤的放热量及冬季从土壤中的取热量要保持平衡,这样才能避免长期运行后,由于土壤温度变化而影响热泵机组的运行。根据这样的考虑,整个系统地埋管的负荷容量根据与上述冷负荷相对应的冬季热负荷总量要求来选取,夏季冷负荷不足的部分,通过设置旁通

冷却塔的方式进行补充。

⑶ 地源热泵冷(热)水机组的特点,冬夏季制冷制热,地埋管侧和空调水侧要通过阀门进行水路切换,考虑到实际操作的便捷,系统安装在高处的切换阀门均采用电动阀门。

⑷ 本工程末端采用了全新的空气处理机组,同时对健身区和办公区采用独立新风处理系统和全新的新风处理机组,使得整个系统夏季供水温度可以提高,这进一步提高了机组的能效比。

2.1.2 冷热负荷匹配

苏州地区的气候特点,在地源热泵机组地埋管的热容量选取上采用了冬季热负荷作为选取依据,这样就出现了夏季冷负荷和冬季热负荷不匹配的问题,为了解决这个负荷差,系统采用了一个板式换热器于冷却塔间接换热的方式来解决。系统设置了一个旁路,该旁路只针对制冷工况,制热工况时该旁路是关闭的。在制冷工况状态下,当系统负荷较大,地埋管冷却系统无法安全消化时,机组冷却水的出水温度会逐步上升,当温度高于设计值,及高于33℃时,旁路系统打开,冷却塔冷却系统将启动,对冷却水进行预冷却后再进入地埋管系统进行二次冷却,通过这样的方式来填补地埋管系统的负荷差,当系统冷却水出水温度低于31℃时,该旁路会再次关闭,这个冷却系统又恢复了到纯地埋管冷却系统状态。

2.2 新风系统

2.2.1 新风系统划分

办公区和健身区设置独立的新风处理机组,新风处理采用溶液调

湿全热回收型新风机组。新风从室外直接引入,先在新风机组内与排风进行全热交换,再由新风机组对其进行除湿降温处理后送入室内,新风机组自带冷热源,并设置了独立的送风风机和排风风机。本工程空调系统新风机组共2台,分别安装于二层和三层空调机房内。二层新风机组服务二层办公,设计新风量6000m3/h;三层新风机组服务三层健身,设计新风量2000m3/h。

2.2.2新风设备分析

其一,该机组将排风和新风送风相结合,通过排风保证了室内新风的引入,提高了室内环境的舒适度。其二,该机组带有全热回收设备,在新风的处理上充分利用了排风了余热,通过机组的全热交换器,在夏季对室外空气进行预冷处理,在冬季对室外空气进行预热处理,减少了能源浪费。其三,该新风机组最大的不同在于其自带冷热源,这样的设计使得新风机组的能效比很高,其设计工况cop值大于4.5,同时在使用中灵活度大大增加,由于其自带冷热源,延长了过渡季节中全新风空调系统运行的时间,降低了整个空调系统的运行费用,同时也节约了能源。

2.3 室内空调系统

2.3.1 室内空调系统划分

⑴ 餐饮、超市采用全空气系统,机组采用全新的溶液调湿全热回收型空气处理机组。

⑵ 室内泳池末端采用不带全热回收功能的溶液调湿型空气处理机组。

⑶ 对于健身区和办公区室内均采用干式风机盘管机组。

所有空气处理机组都带有水盘管,空调机组和风机盘管设计工况下水系统供回水温差为5℃,夏季进水温度为14℃,回水温度为19℃;冬季进水温度为45℃,回水温度为40℃。

2.3.2 室内的空气处理

⑴ 超市、餐饮和泳池采用的都是溶液调湿空气处理机组,本文选取超市处理过程进行详细分析。

超市选用的是溶液调湿全热回收型空气处理机组,机组设置有独立的排风机和送风机。室外新风先

与室内排风进行全热交换,再经机组除湿后与室内回风混合,然后再经过水盘管处理到送风状态后送入室内,该机组将湿负荷和热负荷分开处理,达到了对室内湿度和温度的独立控制,改善了室内空气品质。本工程超市新风量为12000 m3/h,送风量40000 m3/h。 ⑵ 健身区和办公区采用了新风加干式风机盘管机组的方式,系统采用了全新的溶液调湿全热回收型新风机组,室外新风先与室内排风进行全热交换,再经机组除湿降温后之际送入室内,由于新风机组处理了新风负荷和室内湿负荷,风机盘管只需要处理室内显热负荷,理论上室内空气处理后不会出现冷凝水,这从根本上解决了传统系统中风机盘管接水盘中冷凝水滋生细菌的问题,改善了室内空气品质。

冷热源采用了地源热泵冷(热)水机组,使整个空调水系统分成了两个部分,一个是室内末端空调水系统,一个是室外地埋管水冷

却系统,室内系统属于常规系统。

2.4 地埋管水冷却系统

2.4.1 地埋管系统可行性分析与系统设置

地埋管系统是为地源热泵机组提供制冷和制热时所需要的冷却水和热水。设备要求供水温度在10℃~38℃之间,供回水温差为5℃。根据当地水文地质勘探的资料,苏州地区的土壤平均温度常年保持在15℃~17℃之间,在考虑了系统运行时取热和放热累积对土壤温度的影响,实际运行换热后水温能满足设备运行的要求。但同时夏季和冬季设备供水温度与其设计工况有差距,因此在地源热泵机组选型时对设备制冷量和制热量了做了相应的温度修正。土壤换热器热响应测试报告和相应的地埋管换热量计算结果,结合多联机设备参数和系统安全系数等因素,通过多次计算比对,本工程中地埋管采用单u管,夏季土壤换热器每米井深散热量为40w~50w;冬季土壤换热器每米井深取热量为35w~45w。地埋管系统进去水温差为4℃~5℃,管内流速为0.42~0.5m/s,地埋管系统总阻力约为69kpa。该工程竖直地埋管孔深为100米,换热管顶和水平连接管布置在绿化带中,系统集分水器也设置在绿化带中,并结合室外景观设置检修井

3、结语

本工程空调系统采用了全新的空调设备和新风处理方式,对整个室内环境品质的提高起到了很大的作用,同时在设计中充分考虑了运行管理和节约运行费用的要求,充分利用了空调排风的余冷余热

和地热能源,在空调系统的设置上又充分考虑了今后实际使用中的灵活性,体现了以人为本、绿色节能和可持续发展的设计理念,并为今后空调系统的设计和空调设备的选取提供了一些参考。

注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。

苏州小石城社区服务中心空调设计摘要介绍了苏州小石城社区服务中心地源热泵空调系统设计,着重介绍了溶液调湿全热回收新风系统、地源热泵机组设置,总结了整个空调系统的设计要点。关键词全热回收新风系统 地源热泵 空调水系统1、建筑概况苏州小石城社区服务中心项目…

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