某大學教學樓空調設計方案

1、1 建筑概況某大學教學樓空調設計方案XX 大學超低能耗示范樓總建筑面積為 3000m2，包括地下一層，地上四層。其中地下層主要為設備用房(包括空調冷、熱水機房、配電室及水泵房等)，地上部分主要為實驗室、辦公室及展示廳。建筑采用鋼框架結構，內部可以根據(jù)使用要求靈活隔斷。建筑物東立面和南立面采用雙層皮幕墻及玻璃幕墻加水平或垂直遮陽兩種方式，綜合得熱系數(shù)為 1.0W/(m2·K)，太陽得熱因數(shù)為 0.5。西北向采用 300mm 厚的輕質保溫外墻，鋁幕墻外飾面，傳熱系數(shù)為 0.35W/(m2·K)，外窗采用雙層中空玻璃，外設保溫卷簾。屋頂采用種植屋面，同時還設置了光導管采光系統(tǒng)，利

2、用太陽光為樓道和地下室提供采光，減少白天照明電耗。室內采用相變蓄熱活動地板，使得冬季室內溫度波動不超過 6。除衛(wèi)生間冬季采用散熱器供暖外(熱源接自相鄰建筑)，整個建筑物均采用模塊化結構的集中空調方式來保證室內的溫濕度要求。2 通風空調系統(tǒng)2.1 空調方式及系統(tǒng)設置首層采用新風加風機盤管(立式暗裝)，二至四層采用新風加輻射吊頂?shù)目照{方式。室外新風經(jīng)過處理后，夏季主要負擔室內濕負荷和人員的顯熱負荷，此時要求新風能夠處理到 22，保持和室內夏季設計溫度 4的溫差。為保證衛(wèi)生要求，冬季新風送風量與夏季相同，送風溫度為 18。對于室內人員數(shù)量和冷(濕)負荷產(chǎn)生源確定的房間，所需的新風送風量一定。新風送風

3、管道分為個性送風管道和置換通風管道兩支。在實驗室、辦公室等區(qū)域，一部分新風通過個性送風管道直接送到工作區(qū)，滿足室內人員的舒適性要求；另外一部分新風通過置換通風管道送入室內，以滿足房間衛(wèi)生要求所需的新鮮空氣量和除濕所需的空氣量。根據(jù)實際需要，可對個性送風風量和置換通風風量的比例進行調節(jié)，當個性送風風量調小時，置換通風風量相應增大，反之當個性送風風量調大時，置換通風風量相應減少。新風送風系統(tǒng)均通過靜壓箱和風量調節(jié)閥與風口相連，可根據(jù)需要調節(jié)各個風口的新風量，這樣使得整個新風系統(tǒng)具有變風量的特性。當某些房間由于人員數(shù)量等方面因素的影響，造成室內熱濕負荷發(fā)生變化時，可以通過調整風量調節(jié)閥的開度，控制送

4、入室內的新風量，以保證室內的設計參數(shù)達到設計要求。2.2 氣流組織與風量平衡二至四層地面均設置 1.2m 高的活動地板夾層(結構鋼梁均設置在此夾層內)，首層和二層的新風送回風管道均安裝在二層的地板夾層，其余各層的風道均布置在本層的地板夾層內。室外新風經(jīng)新風機組處理到設計的送風參數(shù)后，通過送風管道送至各個房間地板夾層內的靜壓箱，然后由軟管接至送風散流器。排風通過排風管道引至新風機房，經(jīng)設置在新風機組內的全熱交換器進行熱回收后排至室外。新風采用地板送風方式送至房間，送風口與送風靜壓箱之間采用可伸縮的金屬軟管連接，保證送風口的位置可在一定的范圍內移動。同時，每個送風支管上均設置風量調節(jié)閥，以實現(xiàn)對每

5、個送風口風量的調節(jié)。排風采用立柱側回形式，排風口鑲入立柱中，每根立柱上安裝上下兩個排風口，上部排風口距本層頂板 150mm，下部排風口距本層地面 100mm。為保證房間內的氣流組織合理，夏季送風時關閉立柱下部的排風口，打開上部排風口排風；冬季送風時關閉立柱上部的排風口，打開下部排風口排風。2.3 機械通風與排煙系統(tǒng)燃氣內燃機房的通風：燃氣內燃機本身的散熱量為 18kW，煙氣換熱器的散熱量為 2kW，利用機械通風方式將其散發(fā)的熱量排至室外，空氣的進出口溫差取 10，則所需的機械通風量為L=(18+2)/(1.01X10X1.2)=6000m3/h燃氣內燃機房采用外墻消聲風口自然進風，兩臺風機機械

6、排風的通風方式，單臺風機的風量為 3000m3/h。為滿足發(fā)生燃氣泄漏等事故時的排風要求，該機房內同時設置了一臺采用防爆電機的事故排風機，事故排風量為 2500m3/h。地下室設備機房的通風：水泵房按每小時 2 次換氣，配電室按每小時 6 次換氣的標準設置了機械通風系統(tǒng)。煙氣排放系統(tǒng)：燃料電池的煙氣出口溫度約為 350，燃氣內燃機的煙氣出口溫度約為 530。燃料電池和內燃機燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過煙氣換熱器、利用廢熱驅動的吸收式制冷機組和煙氣冷凝換熱器對其余熱進行回收后，溫度最低可以降至 35左右排出室外。煙氣在管道內的流動速度取 8m/s，煙囪引至高出周圍建筑物 1m 以上的高度排放至大氣中。2.

7、4 自然通風系統(tǒng)根據(jù)北京地區(qū)的氣候特點，春秋兩季可以通過自然通風帶走余熱，保證室內較為舒適的熱環(huán)境，縮短空調系統(tǒng)的運行時間。利用熱壓和風壓通風的原理，根據(jù)建筑結構形式及其周圍環(huán)境的特點，在樓梯間和走廊設置通風豎井，形成不同樓層的熱壓通風；在建筑頂端設置玻璃煙囪，利用太陽能強化通風；在建筑物外立面適當部位設置可開啟窗扇，使得室外空氣能夠較為順暢的進入。3 熱水系統(tǒng)熱水系統(tǒng)包括除濕用 90/70熱水和冬季空調供熱用 60/50熱水。夏季運行時，90/70的高溫熱水直接用于溶液除濕系統(tǒng)的溶液再生，冬季運行時，90/70的高溫熱水經(jīng)設置在地下層設備機房內的板式換熱器進行熱交換后，產(chǎn)生 60/50的熱水

8、供給空調系統(tǒng)，輻射吊頂?shù)人璧?29/27的低溫熱水，通過設在各層的混水泵制得。建筑物內另外設有一臺 20kW 的斯特林發(fā)動機，冬季用于生產(chǎn) 60/50的空調熱水，直接用于建筑物冬季供熱，其所產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)，該發(fā)動機在其他季節(jié)停止運轉。供熱和除濕所需的 90/70的高溫熱水主要通過以下三種方式產(chǎn)生：第一：回收燃氣內燃機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)內燃機缸套水和煙氣的熱量。用來冷卻燃氣內燃機的缸套水進出口溫度為 82/98，煙氣的出口溫度約為 530，通過設置在地下層設備機房內的內燃機缸套水換熱器和煙氣換熱器進行熱交換后，得到 90/70的一次高溫熱水。該建筑所選的燃氣內燃機發(fā)電機組的最大發(fā)電功率為 70k

9、W，最小發(fā)電功率為 42kW，在此發(fā)電功率范圍內，最小產(chǎn)熱功率(指僅回收缸套水的熱量，煙氣直接排至室外，不予回收的情況)約為 85-100kW，最大產(chǎn)熱功率(指缸套水和煙氣的熱量均充分回收的情況)約為 100-140kW。為實現(xiàn)能源的充分利用，降低高溫煙氣排入大氣中對環(huán)境造成的破壞，在地下層的設備機房內預留了煙氣冷凝換熱器的位置，在充分回收煙氣冷凝余熱的情況下，可以多回收熱量約 30kW，使得最大產(chǎn)熱功率達到約 130-170kW，而建筑物本身所需的最大熱負荷為 82kW，所回收的余熱除滿足自身的供熱等需求外，剩余的熱量可以供給其他建筑使用。燃氣內燃機夏季運行時，由于僅需要少量的高溫熱水用于新

10、風除濕，回收缸套水的熱量即可滿足或超出本建筑物的需求，為保證燃氣內燃機的正常運行，系統(tǒng)中設置了一臺內燃機備用板式換熱器，以使多余的熱量經(jīng)板式換熱器進行熱交換后通過冷卻塔排出室外。第二：回收燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱量。燃料電池的到貨期約為 2006 年，現(xiàn)階段僅預留燃料電池安裝的位置。第三：回收微燃機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱量微燃機的贊助供貨廠商尚未確定，設計時僅考慮預留其安裝位置。由于現(xiàn)階段可供使用的熱源僅有燃氣內燃機，考慮到機組的檢修和故障等方面的因素，另外從室外供熱管網(wǎng)引入一條管道作為備用。4 冷水系統(tǒng)建筑內分別設置了一臺以電制冷水冷冷水機組和一臺以煙氣余熱作為動力的吸收式冷水機組，兩臺機組可以互為備用，每臺機組的制冷量均為 120kW，由于末端采用濕度獨立控制的新風機組，故夏季冷水機組的進出水溫度只要達到 18/21即可滿足要求，而此時電制冷機組的 COP 值可以達到 9 以上，同時減少了冷水輸送過程中的能量損失，高效節(jié)能。冷卻水由設在屋頂?shù)膬膳_冷卻塔提供，冷卻塔制得的 37/32冷卻水除供給制冷機組外，另外一部分接到設置在樓層的新風機組，用來冷卻經(jīng)過除濕處理后的空氣，燃氣內燃機夏季運行時，其部分散熱量也要通過冷卻塔排至室外。5 溶液系統(tǒng)如前所述，空調系統(tǒng)運行過程中，經(jīng)新風機組處理后的室外新風負擔室內的濕負荷和人員的顯熱負荷