建筑空调系统设计方案选择及应用实例探析--中国期刊网

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建筑空调系统设计方案选择及应用实例探析

发表时间：2020/10/20 来源：《基层建设》2020年第19期作者：郭鲁见

[导读] 摘要：暖通空调专业设计分为供暖、空调、制冷、通风这四部分。本文只对常见建筑空调系统归纳整理，介绍其特点、适用性，并作实例介绍。

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        摘要：暖通空调专业设计分为供暖、空调、制冷、通风这四部分。本文只对常见建筑空调系统归纳整理，介绍其特点、适用性，并作实例介绍。
        关键词：温湿度独立控制系统；毛细管空调竖向分区；内外区、N次侧水系统；竖向接力、系统搭配。
        一、空调与建筑类别
        空调分为两大类，舒适性空调和工艺空调。民用建筑适用舒适性空调，医院手术室、工业建筑有洁净要求场所设计工艺空调。场所用途直接决定采用空调类别。
        二、空调系统分类、主机优缺点
        （1）【冷水机组+市政热水或燃气锅炉+冷却塔+风机盘管】+空气处理机组+新风。此系统是最经典、适用性最强、使用最广泛的一种形式。
        （2）【冷水机组+蓄冷+市政热水或燃气锅炉+冷却塔】+空气处理机组+风机盘管+新风。应用在有波谷电价优惠幅度大，2倍以上的地区，主机有节能效果，是节能评价指标加分项。但其机房占地面积，空调系统稍微复杂。
        （3）【冷水机组+电热水锅炉+蓄热+冷却塔】+空气处理机组+风机盘管+新风。应用在电量富裕地区或企业有过剩的电量指标时可采用。
        （4）【吸收式热泵系统+冷却塔】+空气处理组+风机盘管+新风。吸收式热泵机组可以利用废热来供冷，这是其它机组不具备的。另外直燃型机机组一套就可以实现制冷、供暖，也可以同一时刻制冷供暖，特别适合四管制空调系统，比如带内区的办公楼，冬季内区制冷外区供暖。
        （5）【空气源冷热水热泵】+空气处理机组+风机盘管+新风。主机一般设置在屋面，主机运行时室外空气温度有限制，更适合夏热冬冷地区。此系统比较灵活，系统简单，适合中小型建筑。
        三、空调末端系统
        3.1 全空气系统
        全空气系统按风量分为变风量和定风量两种、按回风次数分一次回风系统和二次回风系统。
        商场、办公楼入口大堂等常规采用一次回风系统，当需要小温差大风量时采用二次回风系统，比如工艺空调。
        定风量系统简单，使用电动风口时是可以调整送风量，但风机总风量不变，负荷变化时只能通过改变水系统流量或水温差，机组风量是按各房间最大风量叠加计算。所以风机能耗大、房间指定区域温度适应性弱，负荷变化时水泵采用变频时可以有节能效果。变风量空调机组按空调时刻对应风量叠加后的最大值选择空调机组，机组风量就已经小于定风量机组了，再加上可以变频运行，节能效果很明显。高档写字楼一般都做变风量空调系统，商业等人员是流动性大的也可以做定风量。
        变风量系统又叫VAV系统，就不得不提内外分区的事，外区范围涉及因素很多，进深大于8米时可考虑内外分区，感性定性的来理解就是室内光线越明亮外区范围越大，光线越昏暗外区范围约小。理性定量的来计算的话，可以参考大面积房间空调内外区的划分方法，但是仍体现不出来窗户安装高度不同引起分区界限的变化，所以为了平衡这种误差，减少热量损失，通常做法是外区冬季计算温度比内区低2℃，夏季比内区高2℃。
        全空气系统末端风口千变万化，可是适应很多场合，如地板置换送风、影院座椅置换送风、喷口远距离送风，工艺空调单向流送风形式等。
        3.2 风机盘管+新风系统
        此系统也是经典系统，布置灵活，系统简单，对层高要求不大，二次装修时进行改造也特别方便。干盘管时室内可不设冷凝水管，进一步降低对建筑层高要求，还避免了冷凝水盘滋生细菌的可能，实现了温湿度独立控制系统。进深大于8m的建筑，分内外区时，外区风机盘管为2管制，内区设4管制风机盘管，冬季由用户选择供冷还是供热。
        四、空调水系统
        空调水系统包含定流量系统和变流量系统。水系统又包含一次侧水系统及其循环泵，二次侧水系统及其循环泵、一级水泵、二级水泵。
        系统水经过板换交换冷热量时会形成2个独立的水系统，若能源侧叫N次侧水系统的的话另一个水系统就叫N+1侧水系统。

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当N次侧水系统串联水泵时，则其水泵按水流方向依次叫N次侧一级泵、N次侧二级泵，同理N+1次水系统串联泵时，依次N+1次侧一级泵、N+1次侧二级泵。
        当系统比较大、或各单体水系统阻力相差太大、又或者各单体温度相差比较大时（水系统半径超过500m）就要考虑串联水泵或设置板换。比如：供暖时管网干管水温高，单体需求水温低，则在单体入口设混水泵，此泵属二级泵（入口设扩大管）。当管网干管水压力不满足单体水系统压力要求时，可串联泵组，此泵也属二级泵）。当压力不足温度高于单体要求水温时也可设置板换。供冷时当然是干管温度低于单体使用水温度要求时可设板换。超高层接力供冷供热就属于此类。
        五、工程实例
        项目暖通空调方案需要考虑规范、项目气候地理条件及项目本身的自身条件、甲方意见等综合考虑。
        5.1 夏热冬暖低区某超市空调系统
        建筑2层共2万多平方米，空调系统只设单冷工况，全空气系统+局部轮转除湿系统（生鲜区域湿度），空调水系统采用定流量系统，螺杆冷水机组+冷却塔系统。
        5.2 夏热冬冷地区中型剧场空调系统
        建筑面积约7000m2，建筑高度26m，非商业运营，间歇使用。采用座椅置换送风全空气系统，舞台采用球型可调风口全空气，化妆间等小房间采用风机盘管+新风。主机采用螺杆式空气源冷（热）水热泵系统。空气源热泵系统虽然有耗电量大的缺点，但是且其维护简单自动化程度高，使用在使用频率不高使用时间短的场合尤为合适.
        5.3 严寒地区综合购物中心空调系统
        建筑面积33万平方米，4栋近98m住宅建筑、1栋综合商业（6F）、1栋写字楼（13F）、1栋商务酒店（12F）。系统末端：大堂、中庭采用地暖系统+风机盘管+新风，回廊、商铺采用风机盘管+新风。车库：车库入口设电、热水两道风幕+入口附近设散热器+车库补风。所有新风、补风均加装热水盘管。
        （1）大商业，夏季：离心冷水机组+分集水器+冷却塔。过渡季节：冷却塔+板换免费制冷，冷却塔与夏季工况冷却塔合用。冬季空调：市政热水+换热机组+分集水器，冬季风幕、散热器系统：市政热水+板换机组+分集水器，中庭地暖系统是在此系统分支上增设混水泵。水系统均采用变流量系统。
        （2）大商业里面的超市、百货单独做空调系统，夏季：冷水机组+冷却塔，冬季：市政热水+换热机组。
        （3）写字楼、住宅各自独立系统：市政热水+换热机组（地暖系统）+分体空调。
        5.4 夏热冬暖地区
        超高层写字楼，建筑高度207m，建筑面积9万平方米，共48层，每16层设一个避难兼设备层。末端采用风机盘管+新风系统。工作压力1.6MPa冷水机组设在地下室，20层及以下为地区地区系统，冷水机组直供，高区系统由设在16层（67.4m高度）设备层的板换（工作压力1.8MPa）转换后供21～48层（72.45m～196.05m）。新风系统在16层设备层设新风机通过核心筒竖井供16层及以下新风，在32层设备层设2套新风系统，一套供17～31层新风，一套供33～48层新风。排风系统16层设排风排16层及以下层排风量，32层设一套排风系统排出17～48层的排风量。设备层的设备房间、避难区的送风直接从外墙取风。
        5.5 寒冷地区
        酒店烂尾楼改造成公寓，建筑层数18层，建筑高度72m。采用毛细管地面辐射供热供冷+分体空调，系统分高低区，1～9层为地区，采用市政热水+板换（1.0MPa）。
        5.6 夏热冬冷地区
        汽車轮毂生产车间岗位送风系统，生产车间为汽车轮毂喷涂，夏季室内温度60℃，因此采用蒸发冷风机进行岗位送风，风量被加热后经过窗户和原有的屋顶风机排出室外。
        结束语
        空调系统划分方式比较多，本文根据常用的形式来阐述，希望给相关从业者提供一定参考。
        参考文献
        [1]潘志信，张志红，李丹.大面积房间空调内外区的划分方法[J].暖通空调，2010.