- 上海电机学院临港校区图书馆空调设计
- 2015-08-11
上海电机学院隶属于上海电气(集团)总公司,是一所以工学为主的全日制普通本科院校,是一所具有技术应用型本科内涵实质和产业大学属性特征的教学型、特色型高等院校。学校坐落于上海临港新城(毗邻上海海洋大学新校区)。一期工程已于2008年底开工。
本项目为一期工程的学校图书馆,为学校的标志性建筑。总建筑面积24323m2。地下一层主要功能为汽车库,面积为2982㎡;一至五层为图书馆裙楼;六、七层为图书馆塔楼。地上建筑面积为21341㎡,建筑高度37.5m。
图书馆主要以阅览室及办公为主,使用者主要为大学生及老师。人员流动性比较大,不固定;会造成各阅览室及办公室的冷热负荷频繁变化,空调的同时使用率也不确定,与朝九晚五的写字楼完全不同。此外,最冷最热气候条件下的寒暑假空调使用率会降低。在本项目中还有一个难点就是3到5层有个贯通大阅览室的内中庭,空调方案如果选择不好,即达不到舒适的效果又会造成能源的浪费。学校方对空调设备的普遍要求是:空调系统运行稳定,环保,节能,运行费用低,维护工作量少,控制方便,不需另聘专业维护人员。
针对建筑物的使用特点,兼顾节能、舒适等要求,空调系统的方案必需进行认真比较与确定。方案比较如下:
小空间的办公、阅览区:
可以采用的空调形式通常有:变制冷剂流量的多联机加新风的空调系统(以下简称多联机热泵空调系统)、分体空调和空气源热泵冷热水机组(以下简称集中水系统)。
多联式热泵空调系统与分体空调的比较:
两个方案均具有控制方便,按需使用,环保节能,运行费用低等优点;分体空调虽然在初投资方面比多联机空调系统低很多,但它与多联机系统相比存在以下不足:
a、众多的室外机破坏了建筑外立面;b、室内机送风不均匀,舒适度差;c、无新风系统,空气品质差,影响学生健康。据此分析,不宜采用分体空调。
多联式热泵空调系统与集中水系统,后者只是冷热源,还需要配置风机盘管加新风系统或低速全空气系统。它们的比较如下:
两个系统均具有空气品质好,不破坏外立面等优点。但集中水系统在控制及安装方面比较复杂,系统一开全开,循环水泵耗能较大,不利于行为节能;如果要做到随负荷变化而变化的节能运行控制,需要另外配置先进的空调自控设备,并采用各种变频或变风量措施,初投资就会提高很多;而且需要聘用专业人员维护运行。相比之下,多联式热泵空调系统在这些方面都具有优势,根据上海地区的使用对比反映,多联机的实际使用能耗较低。
经过对以上三种空调方式的比较,本项目中小空间的办公、阅览区最终选用多联式热泵空调设备加带排风热回收的新风系统。
大空间的会议、阅览区:
本项目选择美的风冷模块机组,配置低速全空气系统。大空间采用低速全空气系统的优势已有很多论证,它具有空气品质好,室内空间无水管有利于藏书安全等优点;为此,本空调系统配置多个变风量空调箱,并采用简单中央空调控制系统。这样,集中水系统在控制及安装方面相对简单,无需聘用专业人员维护运行,风冷模块机组可根据空调负荷按需供冷(热),节能效果好。
大空间气流组织均以上送下回方式优先,上送上回方式为辅。3到5层的贯通大阅览室的内中庭,如果简单的在每层内中庭四边设侧送风口或喷口,而不合理的设置回(排)风口,由于冷热空气的自然对流,会造成冬季3层温度过低,夏季5层温度过高,既不舒适也不节能。因此本项目只在3层内中庭四边设置侧送风口,并在内中庭两侧各设一个排风风井,在风井的3层底部及5层顶部各设一个电动风口。夏天只开启5层顶部的风口,排风,可以排除大厅上部过热空气,减少热辐射,有效提高下部人员活动空间的舒适性;冬天只开启3层底部的风口回(排)风,使内中庭实现上送下回的气流,使强制热空气从顶部向底部流动;通过以上的措施,改善了中庭冬夏季上下层空气温度的均匀性,达到即舒适又节能的效果。
空调系统设计
1、室外设计参数
夏季空调计算干球温度:34℃,空调计算湿球温度:28.2℃
冬季空调计算干球温度:-4℃,空调计算相对湿度:75%
2、室内设计参数:
3、空调负荷与指标:
计算总冷负荷:2742.5kW,热负荷2168.7kW;空调冷耗指标:112.7W/㎡,空调热耗指标:101.6W/㎡
4、空调产品:
A:美的直流变速多联机组,R410A环保冷媒,制冷综合性能系数IPLV=4.5;
B:美的风冷热泵模块机组,R410A环保冷媒,制冷性能系数COP=2.98。
5、空调系统方式:
小空间,多联式空调机组加新风系统;大空间,低速全空气系统。
空调系统特点及节能措施
1、设备选用
根据节能规范要求,夏季空调室内计算温度设定为26℃,空调系统采用直流变速多联式热泵空调系统加新风装置。直流变速空调比普通的交流变频空调节能效果提升20%以上。在过渡季节可以开启窗,采用自然通风运行模式,来减少多联机的开机时间。美的风冷热泵模块机组容量可根据实际负荷状况进行多级调节,使机组出力与负荷需求相匹配,提高了压缩机的工作效率、降低了能量消耗。机组采用智能除霜模式,除霜准确高效、减少热量消耗。
2、系统划分和系统控制与计量
本楼多联机区域主要在B区共5层,自然分为左右2个分区,所以本项目根据楼层及区域划分为10个多联机空调系统,按楼层划分可以实现寒暑假楼层部分开放的功能,按区域划分可以缩短冷媒管的长度;控制与计量采用美的智能楼宇控制系统,可以按照课程表提前一周设定任务计划,同时该系统具有精确的电费计量管理功能,能够帮助学校更好的进行用能管理。
3、冷媒管道的布置
为缩短冷媒管道的长度,根据建筑的特点,在负荷中央设置冷媒管井,使每个系统冷媒管道的长度控制在50米以内,有效地降低了多联机空调系统冷量的衰减,保证了系统的运行效率。
为保护室外冷媒管道,防止保温层老化和破损,在管道保温安装完毕后,外包镀锌钢板保护层。
经过精心设计和施工,图书馆已经投入使用,在空调系统的调试运行中,达到了设计的预期效果,并在运行中得到了广大师生的一致好评。由于控制简单,节能效果显著,为学校完成教学任务、减少运行费用做出了贡献。
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