摘 要 结合工程实例,分析了用直燃式溴化锂冷温水机组作为空调冷热源在空调系统设计中的特点和体会,并对在以后类似的工程设计中应注意的问题及更合理的计算提出了建议。
关键词 直燃式溴化锂冷温水机组 日用油箱 通风换气量 暖通空调设计
中保财产保险公司临沂分公司营业楼位于山东省临沂市金雀山四路平川路路口,是该分公司的办公大楼。建筑总面积9078m2,地下1层,地上17层,建筑高度69·7m,其中裙房2层,上部为塔楼。大楼于1997年11月投入使用。
建筑主要功能及用途:地下1层为冷冻机房、给排水泵房及汽车库;1~2层为营业大厅、门厅、多功能厅;3层以上为员工培训室、微机总机房、办公室等。
1 空调及通风设计参数
1·1 空调室外设计计算参数
1)空调室外计算干球温度:冬季-9℃,夏季33·5℃。
2)夏季空调室外计算湿球温度:27·5℃。
3)冬季空调室外计算相对湿度(最冷月平均):62%。
4)大气压力:冬季1017·3hPa,夏季996·6hPa。1·2 空调室内设计计算参数
1)办公室、会议室空调设计温度:夏季25℃~27℃,冬季18℃~20℃;大厅空调设计温度:夏季26℃~28℃,冬季16℃~18℃。
2)噪声:办公室、会议室≤40dB,大厅≤50dB。
3)新风量:办公室、小会议室20m3/人·h,大会议室40m3/人·h,大厅12m3/人·h。
4)换气次数:制冷机房送风4次/h,排风6次/h;变电间排风10次/h;配电间排风4次/h;水泵房排风6次/h;汽车库排风6次/h。
2 空调冷热源
1)空调冷热负荷:采用冷负荷系数法,用EasyH-VAC设计系统计算。本工程夏季计算冷负荷为1089kW,冬季计算热负荷为890kW,建筑平均冷指标120W/m2,建筑平均热指标98W/m2。
2)大楼位于市区,规划用地紧张,且根据环保要求,不宜建造燃煤锅炉房,该区域亦无城市热网供汽。经综合比较,确定采用直燃溴化锂吸收式冷温水机组。根据建设单位要求,其住宅区(约10000m2)考虑空调及卫生热水,所以本工程冷热源选用直燃溴化锂冷温水机组2台(一般来说,采用2台相同型号的机组较为合理,便于运行管理,设备备用性能好,辅助设备配置方便),供办公楼空调、住宅空调和住宅卫生热水(住宅部分另行设计)。机组型号BZ-100VIB,冷量1163kW/台,热量930kW/台,燃料为0号柴油,冷水供回水温度为7℃~12℃,冷却水供回水温度为32℃~38℃,热水供回水温度为60℃~50℃,卫生热水供水温度为65℃,由机组自动控制出水温度。卫生热水水池及泵房设于室外,由本机组提供热源。见冷冻机房平面图及流程图。
3)冷冻机房主要设备有:直燃式溴化锂冷温水机组、冷冻水泵、冷却水泵、集水器、分水器、贮液罐、贮油罐、水处理设备、定压设备等。
4)冷冻机房设在地下1层。空调水泵间独立设置,以减少水泵噪声的影响。冷却塔布置在2层屋顶。
5)受用地和防火间距的限制,贮油罐直埋布置在大楼东侧。贮油罐低液位高度不能满足直燃机燃烧器工作要求,在冷冻机房内设日用油箱,使供油系统得到保证。
6)燃油烟气排放:因冷冻机房内水平烟道较长,烟气阻力较大,故将烟囱引至主楼上70m高空排放。烟道作保温处理,减少热量散失到各空调房间。
7)溴冷机组冷水室工作压力为1·6MPa,冷冻水泵设在机组冷冻水出口侧,以减少冷水室承压,延长机组寿命。
8)水泵配置:冷冻水泵为一次泵系统。因溴冷机组型号相同,考虑到相同型号的水泵并联性能好,故冷冻水泵、冷却水泵均采用两用一备,并联布置。
3 空调方式及水系统
1)1~2层营业大厅、多功能厅空调采用风机盘管加新风系统。风机盘管为卧式暗装,吊装在房间四周,新风管送风口与风机盘管送风口并排布置,考虑到新风分配均匀,新风管不宜太大,以免影响吊顶高度,故每层设2台新风机组,分别布置在东西两侧。
2)3~17层办公室空调采用风机盘管加新风系统。风机盘管为卧式暗装,吊装在房间入口处吊顶内,自带三档调速开关,各房间新风送风口与风机盘管送风口并排布置。每层设一个新风空调机组,卧式吊顶型,安装在每层走廊端部吊顶内。
3)空调水系统:根据区域位置、服务面积及房间功能的不同,水系统每层一个环路,每个环路为水平同程式,立管为垂直同程式。空调水系统为两管制,冬夏季切换使用,闭式机械循环、落地膨胀水箱定压,水位自动调节。冷热水系统补水采用组合式钠离子交换器进行软化,冷热水、冷却水循环系统中设有循环水处理器,具有防垢去垢、防锈防藻等功能。冷热水供回水管设不小于3‰的坡度,在系统最高点设自动排气阀,在最低点设泄水丝堵;凝结水干管设不小于8‰的坡度,风机盘管凝结水支管设不小于10‰的坡度,坡向凝结水总管。
4 通风系统设计
1)地下汽车库设机械排风系统,进风采用车道自然补风。排风量按6次/h换气次数计算,上部排风1/3,下部排风2/3。排风出口设在2层屋顶,以避免废气对本楼及周围建筑产生不利影响。汽车库的排风系统兼作排烟系统,火灾时,关闭下部排风口,打开上部排烟口排烟。排烟量按最大防烟分区120m3/h计算。取排风量和排烟量两者之间大的作为计算风量。风机、管材、系统按排烟系统设计。排烟风机、排烟口设自动和手动控制装置,与消防中心连动。
2)地下冷冻机房、给排水泵房设机械送风及机械排风系统。因直燃机运行需消耗氧气。为保证人身安全及机组正常运行,故将送风机与直燃机联锁,直燃机运行则送风机自动开启。
3)所有公共卫生间均设卫生间通风器排风,公共卫生间排风由通风竖井排至17层屋顶,由屋顶风机排出。
5 防排烟设计
1)防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及合用前室均设机械加压送风系统。
2)冷冻机房、给排水泵房设机械排烟系统。
3)走道长度未超过60m,且两侧有窗,采用自然排烟;地面以上各房间采用自然排烟。
6 系统运行情况及体会
1)空调系统调试顺利,一次运行成功。本大楼、住宅区空调系统及住宅卫生热水系统使用二年半以来,运行正常,效果良好,业主非常满意。测试结果如表1。
2)1、2层大厅、多功能厅装修时,与空调进行了配合空调送风管作相应调整,使空调效果、装修效果都非常理想。今后设计中,要注意设备布置和装修的密切配合。
3)因受业主建设资金的限制,空调自动控制水平较低,未设电动两通阀和变频装置,不利于节约能源和操作管理。今后设计中,应尽量采用自动控制装置,以利节能。
4)一般工程设计中,直燃机房须设日用油箱及其专用房间。如果贮油罐为室外直埋式布置,直燃机安装在地下1层,贮油罐低油位时,液面标高与燃烧器中心标高的高差能满足燃烧器进油要求。可不设日用油箱,这样既简化了供油系统、节省了投资,又增加了系统的安全可靠性。实际使用时,供油系统的操作管理方便,因而在以后的设计中应优先采用。
5)直燃机运行时需燃烧大量空气,机身及烟道还会散发一定的热量,因此通风换气措施至关重要。以往规范中只简单地提出通风换气次数显得不够科学合理。因机组和烟道散热有大小,机房面积和高度有不同,燃料耗量也有多少之分。按下列三个因素进行计算更合理:
A 控制因机组及烟道等表面散热引起机房内
温度上升所需的空气量,以下式计算:
Va1=Vg·H2/(Ca·P(ta2-ta1))
式中 Va1———空气量,m3/h;
Vg———进入机组的燃气量,Nm3/h;
H2———燃气低热值,kJ/Nm3;
Ca———空气ta2~ta1℃之间的平均定压质量比热容,kJ/kg·℃;
P———空气ta2~ta1℃之间的平均密度(kg/m3);
ta2———机房内的温度,一般取40℃;
ta1———大气温度,夏天取32℃,冬天取10℃。
B 燃烧需要的助燃空气,以下式计算:
Va2=Vg·Va0·α·β
式中 Va2———空气量,m3/h;
Va0———理论空气量(Nm3干空气/Nm3干燃气)一般取3·5Nm3干空气/Nm3干燃气;
α———过剩空气系数,一般取1·15;
β———温度·湿度校正系数,一般取1·2。
C 人体环境卫生所必须的新鲜空气量Va3,一般取0·5Nm3/人·min。
在以后直燃机房通风设计中应采用精确的计算方法,保证机房通风换气量的要求。
参考文献
1 采暖通风与空气调节设计规范GBJ 19-87.中国计划出版社,2001
2 汽车库、修车库、停车场设计防火规范GB50067-97.中国计划出版社,1997
3 陆耀庆主编.实用供热空调设计手册.中国建筑工业出版社,1993
4 民用建筑锅炉房设置规定DBJ08-73-98,上海市工程建设标准化办公室,1998
5 何青,何耀东.旅馆建筑空调设计.中国建筑工业出版社,1995
