厦门市某银行大厦空调工程优化设计.docx
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厦门市某银行大厦空调工程优化设计
目 录
摘要：
本设计为厦门某银行空调系统优化设计。
本工程所涉及的建筑物为一幢包括地下一层、地上15层（包括营业厅、餐厅、办公室等）的综合性建筑楼，建筑总面积20908.26m2。
空调系统的形式与设备影响着能量的消耗，因此暖通空调设计应尽力设计出最节能的系统。
原设计根据各空间不同功能，将系统分为三种空调送风方式，高大空间（如：
营业厅、餐厅等）采用全空气系统；办公室、包厢、接待室等房间采用风机盘管加独立新风系统；人员少且停留时间非连续的房间采用多联机系统。
本优化设计的内容包括空调方案优化，空调负荷计算，设备选型校核，空调系统计算与校核，空气处理系统校核，通风系统设计，水系统校核，防火排烟设计，消声减震、保温说明及确定系统运行调节方案及节能措施等。
关键词：
全空气系统风机盘管加独立新风系统节能
Abstract:
ThisistheairconditioningsystemoptimizationdesignforthebankbuildinginXiamen.Thebuildingforthisdesignhasonefloorunderthegroundandfifteenfloorsontheground（includingbusinessoffices,restaurants,office,etc.）comprehensiveconstructionbuilding,Totalconstructionareaofthebuildingis20908.26m2.Theformoftheair-conditioningsystemandtheequipmentaffectstheenergyconsumption,thereforetheairconditioningdesignshouldefforttodesignwiththemostsavings.Theoriginaldesignaccordstodifferentfunctionofthedifferentrooms,usedthreedifferentairconditioningsystems,thebiggerroom（likebusinessoffices,restaurants,etc.）usestheentireairsystem;Theofficeusesthefan-coilandnewairsystem;TheroomoffewerpeopleusestheVRVsystem.
Thisoptimizationdesignincludestheoptimizationofairconditioningplan,computationoftheairconditioningload,checkingofequipmentshaping,computationandcheckingoftheair-conditioningsystem,checkingoftheairprocessingsystem,theventilationsystemdesign,checkingoftheaqueoussystem,thefireprotectiondischargesfumethedesign,thenoiseeliminationabsorptionofshock,theheatpreservationshowedanddeterminesthesystemmovementadjustmentplanandtheenergyconservationmeasureandsoon.
KeyWords：
EntireairsystemFan-coilandnewairsystemEnergyconservation
设计说明书正文
1工程概况
本工程所涉及的建筑物为一幢包括地下一层、地上十五层（包括营业厅、餐厅、办公等）的综合性建筑楼，建筑总面积20908.26m2。
该建筑采用钢筋混凝土框架结构，主要围护结构做法如下：
外墙：
墙体为370mm厚砖墙，内外各抹灰20mm厚。
外窗：
5mm厚原吸热玻璃，铝合金框单层平推窗。
无外遮阳，配浅色白布窗帘。
内墙：
墙体为120mm厚砖墙，内外各抹灰20mm厚。
内窗：
5mm厚原吸热玻璃，铝合金框单层窗。
外门：
外门为5mm厚原吸热玻璃门。
内门：
内门为普通木门。
屋顶：
100厚钢筋混凝土板，上铺70mm厚沥青膨胀珍珠岩加20mm防水保护层。
顶棚抹灰15mm厚。
2设计依据
（1）《空调设计手册》
（2）《简明空调设计手册》
（3）《建筑设计防火规范》
（4）《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》
（5）《采暖通风与空气调节设计规范》
（6）《高层民用建筑防火设计规范》
3室内外设计计算参数
3.1室内计算参数
各空调房间的室内设计计算参数如下表：
表3-1各空调房间室内设计计算参数
房间类型
室温
t/℃
湿度
/﹪
新风量
m3/h.p
人员密度
人/m2
显热+潜热
W/人.h
湿量
g/h
照明
W/m2
室内空气流速m/s
噪声
dB
前厅
26
70
20
0.5
134
109
20
0.25
35
营业厅
26
70
25
0.5
134
109
30
0.25
35
餐厅
26
70
30
0.4
134
109
20
0.25
45
包厢
25
60
30
0.25
134
109
15
0.25
45
办公室
25
60
30
0.1
134
109
20
0.25
30
会议室
25
60
40
0.5
134
109
20
0.25
30
休息室
26
60
30
0.17
134
109
20
0.25
30
休息庭院
26
60
20
0.13
134
109
20
0.25
30
活动室
25
60
30
0.1
407
400
20
0.25
45
3.2室外设计参数
表3-2厦门市室外气象参数
夏
季
大气压力
99.91kPa
夏季空调室外计算干球温度
33.4℃
夏季空调室外计算湿球温度
27.6℃
空调日平均温度
29.9℃
计算平均日较差温度
6.7℃
室外平均风速
3.0m/s
室外相对湿度
64%
地理位置
北纬24°27’，海拔63.2m
4空调方案分析、评价与优化
4.1负荷估算
下列各房间的冷负荷指标摘自《简明空调设计手册》。
表4-1空调负荷估算表
名称
冷指标
面积
总冷负荷
（W/m2）
（m2）
（W）
一层：
前厅
250
475
118750
证券交易室
150
45
6750
保险箱业务室
150
26
3900
办公大堂
250
35
8750
营业厅
250
210
52500
押运中心
150
60
9000
会议室
300
28
8400
主任办公室
90
30
2700
走廊
250
60
15000
合用前室
200
23
4600
汇总：
230350
二层：
控制室
150
12
1800
多功能厅
250
330
82500
办公室
90
55
4950
主任室
120
52
6240
信贷业务室
150
54
8100
休息厅
100
96
9600
小会议室
300
67
20100
大开间办公室
100
145
14500
展览廊
150
125
18750
走廊
100
37
3700
合用前室
100
23
2300
汇总：
172540
三层：
餐厅
250
288
72000
前厅
250
39
9750
包厢
300
55
16500
贵宾休息室
100
246
24600
走廊
100
52
5200
合用前室
100
23
2300
汇总：
130350
四层：
休息室
100
48
4800
行长套房
200
126
25200
副行长办公室
120
158
18960
休息庭院
250
177
44250
小会议室
250
60
15000
办公室
90
85
7650
走廊
250
52
13000
合用前室
200
23
4600
汇总：
133460
五层：
休息室
100
48
4800
行长套房
100
126
12600
副行长办公室
100
158
15800
休息厅
250
37
9250
党委办公室
90
36
3240
纪检办公室
90
23
2070
中型会议室
300
85
25500
走廊
100
52
5200
合用前室
100
23
2300
汇总：
80760
六层：
库房
150
22
3300
帐务中心
150
80
12000
清算中心
150
38
5700
资料室
150
83
12450
休息庭院
250
177
44250
财务中心
150
31
4650
非现场监控室
150
49
7350
走廊
100
52
5200
合用前室
100
23
2300
汇总：
97200
七层：
科长室
150
44
6600
拓展科
150
80
12000
资料室
150
66
9900
内审科
150
83
12450
休息厅
250
37
9250
办公室
90
55
4950
人事室
150
54
8100
信贷室
150
80
12000
走廊
100
52
5200
合用前室
100
23
2300
汇总：
82750
八、十、十二层：
办公室
90
285
25650
大办公室
100
185
18500
休息庭院
250
177
44250
走廊
100
52
5200
合用前室
100
23
2300
汇总：
95900
九、十一、十三层：
办公室
90
285
25650
大办公室
100
185
18500
休息厅
250
37
9250
走廊
100
52
5200
合用前室
100
23
2300
汇总：
60900
十四层：
乒乓球室
300
136
40800
器材室
100
54
5400
合用前室
100
23
2300
汇总：
46200
夹层：
活动室
300
136
40800
健身房
200
153
30600
走廊
100
40
4000
合用前室
100
23
2300
汇总：
77700
取同时利用系数为0.8，则整栋大楼的总冷负荷为Q=1521.7*0.8=1217.4KW
4.2方案分析、评价与优化
4.2.1风系统
4.2.1.1全空气系统
本设计综合楼的一层前厅、营业厅，二层多功能厅、展览廊、信贷业务厅、休息厅，三层餐厅采用全空气系统。
全空气空调系统适用面积较大，空间较高，人员较多的房间，以及房间温度、湿度要求较高，噪声要求较严格的空调系统。
另外，全空气空调系统的新风调节方便，可以根据需要调节新、回风比。
过度季节可实现全新风送风，充分利用天然冷源，可节约能源，降低运行费。
所以本设计以上空间采用全空气系统是合理的。
全空气空调系统可分为定风量系统和变风量系统，单风道系统和双风道系统。
本综合楼采用的是定风量单风道系统，考虑到上述场所基本在较大部分负荷下运行，采用定风量系统可以使室内相对湿度控制质量高，气流分布稳定，而且末端设备简单，控制系统比变风量简单，造价较低，所以采用定风量系统是合理的；考虑到双风道系统造价高及占用的空间大，且厦门过渡季节明显，所以采用单风道系统是比较合理的。
4.2.1.2多联机系统
本设计综合楼一层的值班室、监控报警室、警卫室、门卫室、休息室、消控室、接待室、自助银行室采用多联机系统。
由于多联机系统的室外机属于风冷热泵型，室外机可放在屋顶或阳台上，可大大节省机房占地和建房投资。
而且VRV系统安装极为方便，可分楼、分层、分区、分段进行安装。
另外，VRV最突出的优点是节约能源，运行费用相当低。
1）VRV系统不需水泵、冷却塔等附属设备。
设计用电量比水系统少20%。
2）由于采用了变频压缩机，室外机输出功率可根据室内机负荷大小自动调节，而大机组在低负荷运行时耗能相对较大。
因此，本设计上述房间采用VRV系统是合理的。
4.2.1.3风机盘管加新风系统
本设计的综合楼除上述房间外的空调房间采用风机盘管加新风系统。
因为办公室白天使用，晚上关闭，人员分布较平均，同时各房间冷热负荷并不相同需要进行个别的调节，导致热湿比不同，所以全空气系统并不适合。
每层设有新风机组，可以由同层的新风机组送入室内，和风机盘管一起满足室内的冷热负荷。
风机盘管空调方式，这种方式风管小，可以降低房间层高，虽然维修工作量大，如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽内的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁，但是，只要确保管道安装质量就可避免这些问题。
另外，风机盘管加新风系统占空间少，使用也较灵活。
风机盘管机组是空调机组的末端机组之一,就是将通风机、换热器及过滤器等组成一体的空气调节设备。
机组一般分为立式和卧式两种,可以按室内安装位置选定,同时根据室内装修要求可做成明装或暗装。
风机盘管通常与冷水机组（夏）或热水机组（冬）组成一个供冷或供热系统。
风机盘管是分散安装在每一个需要空调的房间内（如宾馆的客房、医院的病房、写字楼的各写字间等）。
风机盘管机组中风机不断循环所在房间内的空气和新风，使空气通过供冷水或供热水的换热器被冷却或加热，以保持房间内温度。
在风机吸风口外设有空气过滤器，用以过滤被吸入空气中的尘埃，一方面改善房间的卫生条件，另一方面也保护了换热器不被尘埃所堵塞。
换热器在夏季可以除去房间的湿气，维持房间的一定相对湿度。
换热器表面的凝结水滴入接水盘内，然后不断地被排入下水道中。
由于本系统采用风机盘管+新风系统，有独立的新风系统供给室内新风，即把新风处理到室内参数，不承担房间负荷。
这种方案既提高了该系统的调节和运转的灵活性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管结露现象可以得到改善。
因此，本设计上述房间采用风机盘管+新风系统是合理的。
4.2.2水系统
本综合楼空调系统的水系统采用双管制供应冷冻水，具有结构简单、初期投资小等特点。
同时考虑到节能与管道内清洁等问题，采用闭式系统，不与大气相接触，在系统最高点设置膨胀水箱，管路不易产生污垢和腐蚀，不需要克服系统静水压头，水泵耗电较小，所以采用闭式双管制水系统是合理的。
本综合楼设计采用同程式水系统，此系统除了供回水管路外，还有一根同程管，由于各并联环路的管路总长度基本相同，各用户盘管的水阻力大致相等，所以系统的水力稳定性好，流量分配均匀，且此系统属于垂直同程系统。
据以上特点，采用同程式水系统是合理的。
另外，水系统采用一级泵系统，该系统在用户末端装置的供水管（或回水管）上设置二通电动阀，当负荷降低时，二通阀关小（或关闭），从而使被调参数保持在设计值范围内。
为保证冷水机组的流量恒定，在系统的供、回水管之间安装旁通管，管上安装压差控制的旁通调节阀。
当用户负荷减小、负荷侧流量减小时，供、回水总管之间压差增大，通过压差控制器使旁通阀开大，让部分水旁通，以保证流经冷水机组的水流量基本不变。
当旁通阀水流量达到一台冷水机组的冷冻水流量时，就相应关掉一台冷水机组及相应的循环水泵，以节省系统的运行能耗。
因此，旁通管的最大设计流量即是一台冷水机组的流量，以此来选择旁通管的管径。
由于运行的水泵仍按原设计流量运行，因此系统的输送能耗与定流量系统分阶段定流量运行的能耗是一样的。
据以上特点，采用一级泵系统是合理的。
4.2.3冷、热源系统
4.2.3.1冷水机组
本设计采用的是高效能风冷式冷水机组，制冷量Q=914.0KW，台数2台。
负荷概算得：
总冷负荷为Q1=1217.4KW，所以冷水机组的设计冷负荷为Q2=Q1*K1*K2=1217.4*1.1*1.05=1406.1KW（其中K1为冷损失系数，K2为安全系数）。
本设计用两台高效能风冷式冷热水机组，额定冷负荷为Q3=914.0*2=1828.0KW>1406.1KW。
风冷机组一般放置在室外，比如屋顶，机组直接对空气散热。
风冷冷水机组制冷量与室外空气温度密切相关，天气越热，空气温度越高，则机组的制冷量越小。
虽然水冷机组要求有机房，需要增加冷却塔来散热，但是水冷机组的能效比高于风冷机组。
因此，在南方地区一般采用水冷式冷水机组。
因此，本设计采用风冷式冷水机组不合理，改选为水冷式冷水机组，机组布置于地下室空调机房内，于屋顶设置冷却塔，并在地下室空调机房内设冷却水循环水泵。
选择冷水机组时，应根据建筑物用途、冷水温度、以及电源、水源和热源等情况，从初投资和运行费用进行技术经济比较确定。
选择冷水机组的类型和台数应主要考虑以下几点：
1、选用电力驱动的冷水机组时，当单机制冷量Qe＞1160KW时，宜选用离心式；当Qe=580~1160KW时，宜选用离心式或螺杆式；当Qe＜580KW时，宜选用活塞式。
2、冷水机组一般以选用2~4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型选用4台。
3、电力驱动的压缩式冷水机组宜根据单机空调制冷量在额定工况下的能效率比参照下表优选用活塞式、螺杆式或离心式冷水机组。
综合上述，由于螺杆式冷水机组便于调节，噪声不高，且当e=580~1160KW时，宜选用螺杆式冷水机组，因此本设计采用两台螺杆式冷水机组。
根据实际所需流量及负荷选克莱门特型号为SRH-2404的螺杆式冷水机组两台（单台制冷量：
895.6kW）。
有关性能参数如下：
表4-2SRH-2404螺杆式冷水机组技术参数
冷冻水
冷却水
进水温度：
12℃
进水温度：
32℃
出水温度：
7℃
出水温度：
37℃
流量：
154.1m3/h
流量：
178.1m3/h
水压降：
44kPa
水压降：
42kPa
电机的输入功率：
183.4kW
机组运行质量：
4520kg
机组尺寸：
长（A）3660mm
宽（B）1450mm
高（C）1600mm
电机电源：
380V-3P-50Hz
两台SRH-2404螺杆式冷水机组总制冷量：
Q=895.6*2=1791.2KW>1406.1KW，且有（1791.2-1406.1）/1791.2=21.5%的富余量。
4.2.3.2冷却塔
根据前面选定的冷水机组，单台冷水机组在标准工况下冷却水量为178.1m3/h,进水温度为32℃，出水温度为37℃。
考虑制冷机耗功的热量系数k=1.25,则单台冷却塔设计流量为222.6m3/h，选用湖南元亨科技发展有限公司的方形横流式冷却塔。
型号为YHA-225，数量为2台。
有关性能参数如下：
表4-3YHA-225冷却塔技术参数
冷却水量：
225m3/h
风机直径：
φ2200mm
电机功率：
7.5KW
塔体扬程：
4.6mH2O
外形尺寸：
长（L）3000mm
宽（W）4180mm
高（H）4790mm
进水管径：
DN200mm
出水管径：
DN200mm
满水管径：
DN80mm
自动补水：
DN25mm
快速补水：
DN25mm
排污管径：
DN40mm
自重：
2080kg
运行重：
4300kg
冷却塔设置应注意的问题：
1）冷却塔应设置在空气流畅、风机出口无障碍物的地方。
因建筑外观的需要，冷却塔需用百叶窗围挡，且百叶净孔面积的风速应小于2m/s，以保证有足够的开口面积。
2）冷却塔设置在屋顶，并要加以消声或隔声措施。
3）设置冷却塔时，应校核屋顶结构的承压强度。
4）不应将冷却塔设置在厨房等排风风口有高温空气出口的地方，并需要考虑距烟囱的位置应足够的距离。
4.2.3.3集水器与分水器
在采用集中供冷、供暖方式的工程中，为有利于各空调分区的流量分配和调节灵活方便，常常在供水、回水干管上分别设置分水器和集水器，再从分水器和集水器分别连接各空调分区的供水管和回水管。
这样的连接方式使得各分区的供水、回水管上的截至阀的安装和维修操作都十分方便。
集水器和分水器管径的确定原则是使水量通过时的流速控制在约0.5～0.8m/s左右。
集水器与分水器实际上是一段大管径的管子。
本设计采用无缝钢管，设其内部的水流速为0.6m/s，则分水器与集水器的截面直径D可求。
G=Q/（C×ρ×△t）=1406.1/（4.2×1000×5）=0.0670m3/s
取D=400mm
实际流速:
v＝0.53m/s，在控制流速0.5~0.8m/s的范围内，符合要求。
4.2.4通风和防排烟系统设计
1）本设计的内走廊长度未超过60m，且满足自然排烟条件，符合《高层民用建筑设计防火规范》不设机械排烟系统的要求。
2）本设计中地下室及一、三、五、八层各房间中，地下室停车库、厨房及地下室面积超过50m2的设备用房所需设置的机械排烟系统与通风系统合用，并划分防烟分区，使排风机能满足《高层民用建筑设计防火规范》规定的机械排烟要求，其余房间均满足自然排烟条件。
3）本设计的地下室停车库面积未超过2000m2，仅需设一个防火区域。
取换气次数为每小时6次，排烟量：
L1=nV=6*1500*4.5=40500m3/h
选工作风量为42550m3/h的HTFC-Ⅰ-27.5型通风机一台。
送风量：
L2=L1=42550m3/h
选工作风量为42550m3/h的HTFC-Ⅰ-27.5型通风机一台。
4）本设计的地下室各设备用房所需的新风通过通风窗井或泄爆口获得，排风通过排风井于屋面排放。
地下室设备房（包括制冷机房、高低压配电房、水泵房等，本设计地下室设备房的通风与防排烟系统分为两个，取制冷机房与高低压配电房合用一个系统，水泵房为一个系统，地下室设备房均取换气次数为每小时8次）的通风与防排烟量计算：
①制冷机房与高低压配电房的通风与防排烟量计算：
排风量：
L1=nV=8*（380+354）*5.6=32883.2m3/h
按6Pa/m计算竖井的压力损失，约360Pa，水平风管压力损失取200Pa，则排风量压力应保证最小为360+200=560Pa
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