長沙市電力綜合調(diào)度大樓空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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　摘要： 長沙市電力局綜合大樓主樓高15層，總建筑面積13625.06㎡.其中空調(diào)面積6112㎡，空調(diào)冷負(fù)荷總計(jì)763KW，冬季熱負(fù)荷458KW，是一項(xiàng)中小型工程。通過對不同方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，本設(shè)計(jì)采用兩臺風(fēng)冷熱泵式冷熱水機(jī)組。標(biāo)準(zhǔn)層采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，處理到室內(nèi)焓值側(cè)送于室內(nèi)。 裙樓大廳采用一次回風(fēng)吊頂風(fēng)柜集中送風(fēng)，選用散流器下送風(fēng)?？紤]到本棟大樓的高度較高，樓層較多，管路易不平衡，采用水平豎直閉式雙管同程水系統(tǒng)，豎向分兩個水系統(tǒng)。1-2層為水系統(tǒng)一，3-15層為水系統(tǒng)二。整個設(shè)計(jì)過程中，利用WORD進(jìn)行編輯、EXCELL進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算、antoCAD2005進(jìn)行繪圖。

　　關(guān)鍵詞： 風(fēng)冷熱泵 冷熱水機(jī)組 風(fēng)機(jī)盤管 獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)

　　1、風(fēng)冷熱泵的工作原理熱泵的供熱循環(huán)與制冷循環(huán)均系逆卡諾循環(huán)，只不過在空調(diào)器的制冷系統(tǒng)中增設(shè)一個四通換向閥，改變冬、夏季制冷劑流動方向來達(dá)到此目的。這樣一臺機(jī)組夏季可進(jìn)行供冷，冬季又可進(jìn)行供熱。風(fēng)冷熱泵機(jī)組是利用室內(nèi)外空氣作冷熱源，它不用冷卻水泵、冷卻水管路及冷卻塔，省去了龐大的冷卻水系統(tǒng)；不占機(jī)房面積，投資省，安裝方便；冬季供暖節(jié)電，不污染環(huán)境，對環(huán)保有利；維修保養(yǎng)也方便。在水源緊張環(huán)境溫度為-5℃～43℃的地區(qū)及長江流域一帶和以南的地區(qū)，冬季較冷又無采暖設(shè)施的地區(qū)尤其適用。

　　2、工程概況本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)對象為長沙市某電力局綜合調(diào)度大樓，該大樓位于長沙市內(nèi)，由主樓和群樓組成。其中主樓有十五層，群樓高兩層?？偨ㄖ娣e13626平方米，空調(diào)面積為6112平方米。夏季最大制冷量763KW，冬季供熱量為458KW.選用兩臺風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組，

　　3、負(fù)荷計(jì)算本設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算分各層各個房間各個方向進(jìn)行逐時(shí)計(jì)算，包括墻、窗等維護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算負(fù)荷、人員設(shè)備照明等的計(jì)算負(fù)荷。經(jīng)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)歸納，得出夏季所需冷量為762KW，冬季供熱量為458KW.

　　4、空氣處理過程本設(shè)計(jì)采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)盤管不承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷。新風(fēng)經(jīng)處理后直接送入各個房間。

　　5、空調(diào)系統(tǒng)該空調(diào)系統(tǒng)為風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)，無冷卻水系統(tǒng)，與常規(guī)水冷系統(tǒng)相比，無冷卻塔、冷卻水泵的噪音，有利于環(huán)保；本設(shè)計(jì)根據(jù)初投資和運(yùn)行管理費(fèi)用的分析，最后決定采用該系統(tǒng)，該系統(tǒng)簡單，易操作，運(yùn)行管理費(fèi)用相對較低，是一種良好的選擇。

　　5.1 空調(diào)水系統(tǒng)

　　本設(shè)計(jì)中的空調(diào)水系統(tǒng)根據(jù)樓層性質(zhì)和功能，分為兩個系統(tǒng)。其中，一、二層劃為系統(tǒng)一；三至十五層劃為系統(tǒng)二。各個水系統(tǒng)在水平和豎直方向上都采用同程式，這樣有利于水力平衡，減少平衡閥的投資。

　　5.2 空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)

　　本設(shè)計(jì)采用分層設(shè)置水平式新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)通過從外墻開洞從外墻吸取。新風(fēng)機(jī)組在主樓是每層選用一臺。在右側(cè)的走廊引新風(fēng)。裙樓處第一層選用兩臺新風(fēng)機(jī)組，第二層選用三臺新風(fēng)機(jī)組。其一是在右側(cè)的走廊引新風(fēng)，其二在庭院處引新風(fēng)到營業(yè)大廳和會議室。在新風(fēng)機(jī)組的入口處設(shè)防火閥。

　　6、空調(diào)冷熱源本設(shè)計(jì)采用兩臺風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組，這種設(shè)備夏天可供冷，冬天又可回收和利用低位熱能供熱，它無需專用鍋爐房，不污染環(huán)境，應(yīng)用靈活；是本設(shè)計(jì)對象的良好選擇。本設(shè)計(jì)中的冷熱水機(jī)組尺寸不大，水泵可內(nèi)置，節(jié)約了水泵的占地面積，更加減少了土地的投資。且本機(jī)組可以采用自動控制，由電腦操作，方便簡單。

　　7、機(jī)組布置由于本設(shè)計(jì)對象為異性結(jié)構(gòu)，且由群樓和主樓組成，主樓星型結(jié)構(gòu)，中間受力，故本設(shè)計(jì)機(jī)組布置于群樓樓頂，供水管向上引一跟管向上給系統(tǒng)二供水，向下引一跟管給系統(tǒng)一向下供水，回水管亦然。這樣比起機(jī)組置于主樓樓頂或地下室的情形，減少了水管的投資，更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

　　8、結(jié)霜除霜問題隨著節(jié)能呼聲的高漲，風(fēng)冷熱泵機(jī)組以其對水資源的節(jié)省而受到越來越多的青睞。但風(fēng)冷熱泵機(jī)組在制熱運(yùn)行時(shí)，由于室外溫度低，其蒸發(fā)器表面會逐漸結(jié)霜。隨著霜層的加厚，室內(nèi)冷凝器的出水溫度和制熱能力逐漸降低。定期除霜成為保障風(fēng)冷熱泵機(jī)組正常運(yùn)行的必要步驟，也吸引了越來越多的學(xué)者對其進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的除霜方法是采用四通閥換向，將室外換熱器轉(zhuǎn)換成冷凝器來進(jìn)行。故除霜所需的熱量是從室內(nèi)環(huán)境的吸熱量、室內(nèi)換熱器蓄熱量、壓縮機(jī)消耗電力和壓縮機(jī)蓄熱量這四部分熱量之和。從人體舒適性角度考慮，室內(nèi)換熱器風(fēng)扇在除霜時(shí)停止運(yùn)行。由于該除霜方式需從室內(nèi)換熱器和室內(nèi)環(huán)境吸收熱量，故存在以下缺點(diǎn)：

　　①除霜時(shí)間長；

　?、谝蚴覂?nèi)風(fēng)扇停止運(yùn)行，室內(nèi)機(jī)較長時(shí)間吹不出熱風(fēng)；

　?、坌鑿氖覂?nèi)環(huán)境取熱，室溫將降低5～6℃；

　?、苡捎谥茻釙r(shí)室外換熱器出口制冷劑可能過冷到0℃以下，換熱器下部的霜層難以除掉，造成冰層堆積，甚至還可能出現(xiàn)室外風(fēng)扇電機(jī)燒毀、扇葉損壞的現(xiàn)象。上述缺點(diǎn)使室內(nèi)環(huán)境的舒適性和設(shè)備的可靠性受到較大程度的負(fù)面影響。而熱氣旁通除霜不僅可以縮短除霜時(shí)間，改善除霜效果，而且還可以較大地改善室內(nèi)環(huán)境的舒適性。

　　9、風(fēng)冷熱泵的自動控制問題風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)無冷卻水系統(tǒng)，運(yùn)行費(fèi)用相對較少，若增加自動控制系統(tǒng)，按有關(guān)經(jīng)驗(yàn)可節(jié)能20%，故風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)安裝自動控制的話，就更加節(jié)能了。本空調(diào)系統(tǒng)為風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)，風(fēng)冷冷熱水機(jī)組布置在群房頂層，自動控制主要對象為冷凍水泵、風(fēng)冷熱泵、補(bǔ)水箱、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組?？刂圃恚簾岜脵C(jī)組控制原理為根據(jù)供回水流量和溫差計(jì)算實(shí)際冷量或供熱量，根據(jù)該數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)對比，得出開一臺機(jī)組還是開兩臺機(jī)組；補(bǔ)給水箱則主要是進(jìn)行低水位控制，當(dāng)水位低于最低水位時(shí)報(bào)警；水泵則是控制水泵開啟狀態(tài)、手自動狀態(tài)、故障報(bào)警；風(fēng)機(jī)盤管的控制根據(jù)各房間的需求進(jìn)行按需控制，用戶可以自己設(shè)定溫度和風(fēng)量的大小；新風(fēng)機(jī)組需控制其進(jìn)出口溫濕度、過濾網(wǎng)壓差報(bào)警。

　　10、消聲減振設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)采用風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)，機(jī)組及水泵安裝在群樓屋頂，其本身的噪聲影響就不是很大，電動機(jī)、水泵及風(fēng)冷熱泵機(jī)組安裝在彈性減振基礎(chǔ)上，在通風(fēng)機(jī)和水泵的進(jìn)出口設(shè)置柔性接頭；管道通過墻壁時(shí)或懸吊樓板下時(shí)管道和支架要隔振，通過高噪聲房間的管道要做隔聲處理，避免振動或者高噪聲傳入管內(nèi)；變風(fēng)量和末端采用消聲軟管與風(fēng)口連接，以防止其流通過調(diào)節(jié)閥時(shí)產(chǎn)生的噪聲傳入室內(nèi)；空氣處理機(jī)組混風(fēng)處和機(jī)組出口設(shè)置靜壓箱，內(nèi)貼消聲材料；在必要的地方設(shè)置消聲器或消聲彎頭。

　　11、防火排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中需要放置防、排煙的部位有：防煙樓梯及樓梯間及前室消防電梯前室和合用前室，本設(shè)計(jì)主要采用自然排煙，自然排煙利用與室外相鄰的窗，陽臺，凹廊或?qū)Ｓ玫呐艧熆趯⑹覂?nèi)的煙排出，自然排煙不使用動力，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，自然排煙口的面積，一般可取地板面積的2％，排煙口設(shè)在防煙分區(qū)頂棚上或靠近頂棚的基面上。

　　12、保溫設(shè)計(jì)空調(diào)水管、閥門、膨脹水箱、室外膨脹管、冷凝水管等均需保溫。保溫材料選用橡塑閉泡福樂斯，難燃B1級?？照{(diào)水管公稱直徑采用福樂斯，管殼厚度見下表：

　　保溫結(jié)構(gòu)及作法按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品技術(shù)文件要求進(jìn)行施工；

　　13、設(shè)計(jì)體會畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一次全面總結(jié)，要綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識熟悉和掌握國家有關(guān)的建設(shè)方針政策，聯(lián)系實(shí)際來解決工程設(shè)計(jì)問題。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人明確了設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)內(nèi)容及各設(shè)計(jì)階段的目的和要求。

　　整個設(shè)計(jì)從負(fù)荷計(jì)算到方案比較，再由方案比較到風(fēng)、水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，把我們在大學(xué)中所學(xué)的所有專業(yè)知識都聯(lián)系起來，應(yīng)用到《空氣調(diào)節(jié)》、《供熱工程》、《智能建筑概論》等很多我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)知識，還應(yīng)用到暖通專業(yè)的《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊》、《暖通空調(diào)制圖與設(shè)計(jì)施工規(guī)范手冊》等設(shè)計(jì)規(guī)范，把我們在書本上掌握的知識應(yīng)用到實(shí)際工程實(shí)踐中，是一個不斷學(xué)習(xí)、運(yùn)用知識的過程。當(dāng)完成整個設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)自己的專業(yè)知識、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力都有了很大程度的提高，體會很深。

　　首先，在負(fù)荷計(jì)算階段，運(yùn)用EXCEL軟件進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算速度與用人工算有太大的差別，只需幾天時(shí)間就可以計(jì)算完15層大樓的冷負(fù)荷；在用WORD進(jìn)行編輯設(shè)計(jì)說明時(shí)，設(shè)置標(biāo)題就可以自動生成目錄；在WORD中可以插入EXCEL表格，進(jìn)行計(jì)算和編輯，比在WORD中插入表格來得快多了；所以我們在以后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該更加牢固地掌握WORD、EXCEL等辦公軟件，以利于改進(jìn)速度和質(zhì)量效果。

　　其次，方案比較時(shí)要考慮完全，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)不僅要計(jì)算供熱制冷機(jī)組的初投資和運(yùn)行費(fèi)用，還要考慮到冷卻水泵冷卻塔等設(shè)備的投資，因?yàn)轱L(fēng)冷熱泵機(jī)組不需要冷卻水泵和冷卻塔，還要考慮到一些維修管理費(fèi)等實(shí)際因素。

　　在我們設(shè)計(jì)過程中，不僅要感謝老師的指導(dǎo)，還要感謝一些設(shè)計(jì)院和空調(diào)公司的專業(yè)人員在我們參觀實(shí)習(xí)和講座中給我們傳授的經(jīng)驗(yàn)和知識。他們用經(jīng)歷與時(shí)間換來的經(jīng)驗(yàn)是我們在書本中所學(xué)不到的，一些實(shí)際領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與新技術(shù)的應(yīng)用更是值得我們所學(xué)的。其次，我們在設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該多有些創(chuàng)新，大膽的應(yīng)用新技術(shù)，任何一種技術(shù)都有它的優(yōu)點(diǎn)和局限性。不可能有各方面都好的技術(shù)，所以我們在借鑒前人的基礎(chǔ)上作一些定性的分析，對新技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。

　　再次，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中要保持認(rèn)真謙虛的態(tài)度，在風(fēng)管和水管的阻力計(jì)算時(shí)要找好局部阻力和最不利環(huán)路，這是我們在以后的學(xué)習(xí)和生活道路上所必須的，這次設(shè)計(jì)就培養(yǎng)了我耐心認(rèn)真的習(xí)慣。

　　在繪圖過程中，本人采用CAD繪圖，使本人對CAD的運(yùn)用能力得到加強(qiáng)，速度有明顯增加。

　　總之，通過本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人覺得自己系統(tǒng)的掌握了專業(yè)課知識，并可以和實(shí)際聯(lián)系起來考慮問題、分析問題、解決問題的能力有了很大提高，基本可以獨(dú)立設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)。感謝老師對我設(shè)計(jì)過程中的關(guān)心和指導(dǎo)，感謝專業(yè)人員的熱心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助！