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宾馆空调设计毕业论文

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第一章初步方案设计选择

1.1 建筑概况

本建筑位于四川省眉山市彭山县,属于防火等级一级的酒店宾馆类公共建筑。该宾馆建筑总面积34801.8m2,建筑高度42.54m,共有10层。其中地上9层,建筑面积32502.5m2;地下1层,建筑面积2299.3m2。本次设计主要为该宾馆建筑设计空调通风方案。

1.2设计计算参数

1.2.1室外空气计算参数

表1-1 眉山市彭山县室外空气基本参数表(部分参数以成都市为准)

海拔410--711m 冬季大气压力963.2kPa

夏季大气压力947.7kPa 冬季空调计算干球温度1℃

夏季空调计算干球温度31.6℃冬季空调计算相对湿度80%

夏季空调计算湿球温度26.7℃冬季通风计算温度6℃

夏季通风计算温度29℃冬季采暖计算温度2℃

夏季通风计算相对湿度85% 冬季最多风向北东北

夏季室外平均风速 1.1m/s 冬季室外平均风速0.9 m/s

1.2.2室内设计参数

表1-2 宾馆各房间室内空气参数表

房间类型夏季冬季

最小新风量

(m3/h·p)

房间设备

(W)

灯光功

(W/m2

干球温

度(℃)

相对湿

度(%)

干球温

度(℃)

相对湿

度(%)

餐厅26 60 20 45 40 0 11 办公室26 60 20 45 30 0 11 小聚餐包房26 60 18 45 30 0 11

酒吧26 60 18 45 30 0 40

高级双人间标准

客房

26 50 20 45 30 0 20

标准套房26 50 20 45 30 0 20

运动室26 60 18 45 40 0 11

休息室26 50 20 45 30 0 11

会议室26 50 20 45 30 0 11

1.3负荷估算

该宾馆的主要房间可从上文的参数设计可见。此处负荷估算,采用单位面积负荷指标法进行计算,即通过设定每个房间的冷负荷指标,乘以该房间的面积,得到其冷负荷,热负荷采用冷负荷乘以系数得到。

由于各层房间功能差异较大,按照每层分类进行估算。其中此建筑地下一层以及楼顶间隔层估算可以不予考虑,即估算第一到九层总负荷即可。

第一层具体估算冷负荷以及新风量情况如下:

房间类型面积

(m2)

冷负荷指标

(W/m2)

总负荷(W)

人员密度(人

/m2)

新风量

(m3/(人·h))

总风量

(m3/h)

餐厅1329 200 265800 0.15 40 7974 办公室667.32 100 66732 0.1 30 2002 小包房195.03 150 29254.5 0.15 30 877.6 休息厅230.78 100 23078 0.1 30 692.4 大堂1022.5 50 51125 0.1 30 3067.5 第二层具体估算冷负荷以及新风量情况如下:

房间类型面积

(m2)

冷负荷指标

(W/m2)

总负荷

(W)

人员密度

(人/m2)

新风量

(m3/(人·h))

总风量

(m3/h)

酒吧388.82 250 97205 0.15 40 2332.8

标准客房1881.6 100 188160 0.1 30 5644.8 第三层具体估算冷负荷以及新风量情况如下:

房间类型面积

(m2)

冷负荷指标

(W/m2)

总负荷

(W)

人员密度

(人/m2)

新风量

(m3/(人·h))

总风量

(m3/h)

标准客房1975.7 100 197570 0.1 30 5927.1 第四层具体估算冷负荷以及新风量情况如下:

房间类型面积(m2) 冷负荷指标

(W/m2)

总负荷(W)

人员密度

(人/m2)

新风量(m3/(人·h))

总风量

(m3/h)

休息厅108.8 100 10880 0.15 30 489.6 标准客房2163.8 100 216380 0.1 30 6491.4 第五层到第八层估算冷负荷以及新风量情况与第四层相同;

第九层具体估算冷负荷以及新风量情况如下:

房间类型面积

(m2)

冷负荷指标

(W/m2)

总负荷

(W)

人员密度

(人/m2)

新风量

(m3/(人·h))

总风量

(m3/h)

运动室193.6 150 29040 0.1 40 774.4 餐厅143.1 200 28620 0.15 40 858.6

休息室241.1 100 24110 0.15 30 1085

会议室167.6 100 16760 0.15 30 754.2 套房642.5 100 64250 0.1 30 1927.5

由以上计算汇总可以得到整个宾馆各楼层的负荷计算结果如下(热负荷按成都地区夏季冷负荷乘以0.55得到):

表1-3宾馆各层冷负荷及新风供应估算数据汇总表

层号空调面积/m2 空调冷负荷/W 空调热负荷/W 新风量/( m3/h) 一层3444.63 435989.5 239794.2 14613.5

二层2270.4 285365 156950.7 7977.6

三层1975.7 197570 108663.5 5927.1

四层2272.6 227260 124993 6981

五层2272.6 227260 124993 6981

六层2272.6 227260 124993 6981

七层2272.6 227260 124993 6981

八层2272.6 227260 124993 6981

九层1387.9 162780 89529 5399.7

合计20441.63 2218004.5 1219902.4 68822.9

即:估算得该宾馆空调系统的夏季冷负荷为2218kW,单位面积冷负荷108.5kW/m2,冬季热负荷为1219.9kW。考虑同时使用系数0.9,可得该宾馆最终夏季冷负荷为1996.2 kW,冬季热负荷为1097.9 kW。

1.4方案比较选择

该宾馆空调通风设计方案主要从冷热源形式,空调形式,水、新风等的分区情况,具体设备,控制方案等这几个方面进行筛选比较。并最终选定适合该宾馆的最优设计方案。

1.4.1冷热源形式

该空调系统中,夏季供冷需要冷水,冬季供热需要热水,冷热水均需要制冷(热)机组进行提供。在机组的选择上,可以靠两种设备分别在冬夏季制取(单冷式冷水机组加锅炉形式),也可以采用一种设备制取冷热水(热泵式冷热水机组形式)。

1.4.1.1热泵式冷热水机组

热泵式冷热水机组是一种分别以制冷循环和热泵循环为基础的制冷机组。

夏季制冷时,制冷剂循环路线为:压缩机→四通换向阀→冷凝器→单向阀→高压贮液器→干燥过滤器→膨胀阀→蒸发器→四通换向阀→压缩机,用户所需要的冷冻水由蒸发器提供;

冬季制热时,旋转四通换向阀,改变制冷剂的流动路线,冷凝器被用作蒸发器,而蒸发器被用作冷凝器,制冷剂循环路线为:压缩机→四通换向阀→冷凝器→单向阀→高压贮液器→干燥过滤器→膨胀阀→蒸发器→四通换向阀→压缩机,用户所需要的热水由冷凝器提供。

热泵式冷热水机组的效率高,近年来发展很快,而且越来越趋向成熟。热泵式冷热水机组在热泵工况运行时,若室外温度较低,则用作蒸发器的换热其表面会产生霜层,霜层过厚会影响机组的正常运行,需要高温高压制冷剂蒸气进行热冲霜。在冲霜期间热水供应量及水温必然有所降低,所以,热泵式冷热水机组只适合于室外最低平均温度高于-10℃的地区。(文献[1])由以上所述可见,该医院空调冷热源完全可以采用热泵式机组来制取。

然而,热泵机组价格高,耗电量大,使用前要进行全方位的比较,一般适用于中小型建筑,初投资和能耗费较大。冬季制热时,制热量随空气干球温度的降低而减少,相对于锅炉来说,加热速度慢。尤其当用水量大于10t时,加热水温也很有限,一般热泵出水温度在60℃,不能产生80℃以上高温水或蒸汽,冬季低温使用时容易出现结霜现象。当盘管表面温度低于0℃时,凝结水会结霜或结冰,机组效率下降。达到规定限度时,进行一个化霜循环,此过程中,机组停止供热,水温下降,期间机组从水系统中吸热用于除霜,进一步降低供水温度。夏季使用时并没有单冷冷水机组效果好。

1.4.1.2单冷式冷水机组与锅炉方式

1、单冷式冷水机组

(1)冷水机组中主要是制冷循环中采用的设备,其中蒸发器制取的冷冻水供给空调机组使用,冷凝器为冷却制冷剂,可采用水冷式与风冷式,即冷水机组可以有两种方式,见文献[2]:

表1-3 单冷式冷水机组分类比较

特点优点缺点

水冷式冷水机组以水作为冷却介质,冷却水

吸收冷凝器中的热后升温,

经过冷却塔被降温,如此循

环;需设置冷却塔、冷却水

泵和管道系统;

制冷性能好,换热效率

高;受环境因素影响小;

初投资就主机而言比风

冷的少一点;市场普遍比

较采用;适用于制冷量较

大的大机组

系统配件多;可能造成冷凝

器结垢、水管堵塞;后期保

养维护较复杂;冷却水在冷

却塔中会因蒸发而减少,需

定期补水

风冷式冷水机组

以空气作为冷却介质,用空

气带走冷凝器中制冷剂的冷

凝热

没有冷却水系统,免去用

水麻烦,无需设置冷却塔

和循环水泵等;安装与运

行简便;保养维修经济简

一次性投资相对水冷很高;

噪音和体积都较水冷机组

的大,并且只能安装在室外综合上述比较,结合该宾馆所处地区水资源较为丰富,水冷式能够符合要求并且

使用广泛,因此采用水冷式冷水机组更为理想。

(2)采用水冷式冷水机组后,由于制冷剂形式不同,又可以有以下一些制冷机组:

表1-4 制冷机组分类比较

特点优点缺点

蒸气压缩式制冷机组以电力驱动,主要由制冷压缩机、冷

凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要设备

组成;蒸汽压缩式制冷机组在电力充

足的地区比较适用,随着国家对电力

增容费的逐步减小,对于该类长期运

行性能稳定的制冷方式,具有很大的

优势

技术十分成熟;压

力范围与制冷量都

比较广;供选择的

机型比较多

对电力供应要求比较高,

耗电量比较大;机组大,

操作维护较多

吸收式制冷机组以热能为动力,主要由发生器.冷凝器.

膨胀阀.蒸发器以及吸收器等组成。在

有合适热源.特别是有余热或废热可

利用,或者是电力不足的地区,比较

合适

运行噪声低;消耗

电力少;造价低廉,

其工质对大气环境

无害,可以利用工

业余热作为发生器

热源

机组体积大,重量重;操

作比较困难,事故判断与

检修困难;初投资比较

高;需要有热源;能量利

用效率比压缩式的低;其

制冷量会衰减

冰蓄冷式制冷机组既能制冷,也能将制冷的冷量储存起

来,待需要时再给客户制冷。利用波

峰、波谷的电价优势,晚间23点到次

日7点的低谷电价开启制冷机组,将

制冷产生的冷量存储在蓄冰槽内,白

天再开启乙二醇泵和冷冻泵给客户供

可转移高峰电力,

开发低峰用电;可

以使水温更低,从

而减少水量

一次性投资比较大;其后

运行费用的多少受当地

电网电价政策和峰谷差

价的影响大综合比较上述优缺点,活塞式机组运用最为广泛且技术成熟,其他方式的缺

点都比较明显。结合参考文献可知,溴化锂吸收式制冷设备的冷却水量尽管是压缩式

制冷设备的1.3~1.5倍,但溴化锂吸收式制冷设备价格较高,是压缩式价格的4.7~10.07 倍,其运行费用约是压缩式设备运行费用的2倍。(见文献[3,4])冰蓄冷式比常规式机组的初投资要多出13%左右,在平时运行时经济上是否占优势还有看电价政策和峰谷差价的倾斜程度。(见文献[5,6])综合上述技术经济性分析,该宾馆可选用蒸气压缩式制冷机组。

(3)采用蒸气压缩式制冷机组后,根据压缩机的不同以及目前常被采用的制冷机组形式,可以有以下几种类型(文献[2]):

表1-5 各种压缩机类型比较

特点优点缺点

活塞式压缩机机组靠活塞往

复运动改

变工作腔

容积,将周

期性吸入

的定量气

体压缩

结构紧凑,操作简单,管理方便;排气范围

较广,且不受压力高低影响;可维修性高,

对机器材料要求低,造价低;热效率高,单

位耗电量少;适用压力范围广,不论流量大

小,均能达到所需压力;目前技术最为成熟,

常为多机头机组,适用于负荷比较分散的建

筑群,用于制冷量小于580kW的中小型空调

系统

转速不高,设备比较大而

且重;零部件多,易损件

多,维修复杂且频繁;排

气不连续,造成气流脉动;

运转时有较大的振动

螺杆式压缩机机组靠回转体

旋转运动

改变工作

腔容积,将

周期性吸

入的定量

气体压缩

构造简单,运转平稳,直接置于强度足够的

水平地面或楼面即可;连续排气,脉动性比

活塞式压缩机小,排气量几乎不随排气压力

变化;容积效率高,在50%~100%负荷运行

时功率消耗几乎正比于冷负荷,节能效果好;

可实现无级能量调节;对湿压缩不敏感;适

用于制冷量在580~1163kW的大中型空调制

冷系统

有较为复杂的润滑油系

统,还需分离排气中的润

滑油;大容量机组噪声容

易过大;管理不当易引起

转子、轴承等原件烧坏;

心式压缩机机组

靠离心力

的作用,连

续地将吸

入的气体

压缩

结构紧凑,质量轻,比同等制冷能力的活塞

式轻80%~90%,占地面积可减少一半;没有

磨损部件,工作可靠,维护费用低;运行平

稳,振动小,噪声低;运行时制冷剂中不混

有润滑油;对蒸发器和冷凝器传热性能好;

能实现无级调节,单机制冷量较大,能效比

高等特点;制冷能力大,适用于制冷量大于

1163kW的大中型空调制冷系统

转速很高,对压缩机质量

要求较高;单机制冷量不

宜小于500kW,小型机组

总效率会比活塞式低;易

发生喘振造成周期性增大

噪声及振动,且易引起压

缩机温度升高

综合比较上述优缺点,尽管活塞式的应用比较广泛,但制冷量太小,不适合该医

院的具体情况。相对来说螺杆式和离心式的制冷量能够满足要求,但两者的初投资又比较大。考虑到后期使用的费用,根据参考文献记载,冷水机组每1 kW 制冷量的电

耗大约如下:活塞式机组0.25kW,离心式机组0.19 kW,,螺杆式机组0.21kW,空气源热泵型冷热水机组0.31kW.(文献[3,4])。可以看出离心式在后期电耗上相对比较节省。加之该宾馆的负荷需求量大,各个楼层房间负荷又各有特点,因此初步考虑使用离心式压缩机机组。

2、锅炉

按照目前锅炉普遍采用的形式,分为以下几种:

表1-6 各种锅炉类型比较

特点优点缺点

燃煤锅炉根据不同煤

的类型选择

不同设备,以

燃烧煤作为

能量来源

技术成熟,可选用不同设备;

相对其他类型锅炉,来源较为

丰富,且价格便宜;

金属耗量大,体积也大,结构不够紧凑;

上煤系统、除渣、除尘脱硫系统较为庞

大,因而占地多,建设投资大,锅炉房

造价高;安全性较差;锅炉房及附近不

卫生,噪音大,排放灰尘多;不环保,

很多地方不提倡使用

电锅炉以电力为能

源,通过电磁

加热来实现

加热功能

加热快,效率高;真正实现绿

色环保、零污染;可实现变负

荷功能等;可采用智能监控

等,无需人工管理

利用电能来加热,使用二次能源较为浪

费,不节能;初投资与后期使用价格都

普遍很高,不经济

燃气锅炉

以天然气作

为燃料加热

水等

设备相对较少,占地少;无噪

声,无需运输燃料,不需要处

理煤灰等,比较环保清洁;运

行自动化程度高;燃烧无杂

质,对锅炉及相关配件无腐

损,锅炉寿命长

初投资高;天然气价格相对较高

由以上的对比可以看出,电锅炉、燃气锅炉的操作性与环保性都普遍较高,价格

却相对很高。燃煤锅炉尽管投资使用都较为经济,但操作起来复杂的多,考虑的因素也较多,而且很不环保。结合文献[7]中对以上几种锅炉形式的技术经济分析,初投资中三者的年折算值分别是6.75元/㎡、7.25元/㎡、10.5元/㎡,年运行费用三者的年合计值分别是13.92元/㎡、24.32元/㎡、46.05元/㎡,即总计年合计值应该是20.67元/㎡、31.57元/㎡,56.55元/㎡。可看出尽管燃煤锅炉的总费用低,但考虑到燃煤锅炉对大气污染较重,随着国家对环保问题越来越重视,对燃煤锅炉的排放要求的更严格。很多城市的城区,已经停止了燃煤锅炉的审批手续。加之该宾馆所在地区的天然气供给比较充足,从运输供给上来看比较经济,故该宾馆空调系统的热源方式可以采用燃气锅炉提供热水方式。

综上所述,该宾馆属于中大型建筑,空调冷热负荷都相对较大,尤其冬季时所需

热水量较大,且冬季温度较低时热泵效率也会大大降低。因此,在冷热源形式的选择上,选择单冷式冷水机组加锅炉形式,从负荷和经济上考虑都是比较合理的。

1.4.2 空调形式

该宾馆空调形式可采用全空气系统或空气—水系统两种方式,其中,全空气系统中可采用单风道定风量系统,单风道变风量系统,空气—水系统可采用风机盘管加独立新风系统(文献[8]):

表1-7 几种空调类型比较

特点优点缺点

单风道一次回风定风量系统室内负荷全部由空调机

组处理过的新风与一次

回风来负担,且送风量恒

定。空气经处理后经吊顶

上的送风管道送入每个

房间的送风口。

设备简单,房间内没有其他

末端设备,易维护管理;因

负荷随季节变化,在过渡季

节充分利用新风进行供冷,

达到节能的效果;适用于大

空间范围的空调区域

房间风量一定,不能满足房

间负荷变化后的节能要求;

每个房间不能单独调节所

需风量;大量使用风管道,

其截面可能会过大,铺设苦

单风道一次回风变风量系统室内负荷全部由空调机

组处理过的新风与一次

回风来负担,且送风量分

局室内要求而变化。空气

经处理后经吊顶上的送

风管道送入每个房间顶

部的变风量末端机组,经

风量调节后由送风口送

出。

一个系统可实现不同负荷、

不同温度房间的要求;随着

各房间送风量的变化,系统

总送风量也相应变化,可以

节省风机运行能耗;与定风

量空调系统相比,减少了再

热量和相应的冷量;容易适

应建筑格局变化对系统的改

系统初投资比较高;房间内

末端机组有一定噪声;控制

复杂,易产生控制不稳定现

象;房间低负荷时,送风量

减少造成新风量供应不足

影响舒适度;大量使用风管

道,其截面可能会过大,铺

设苦难

风机盘管加独立新风系统

室内负荷由风机盘管中

的冷冻水和新风系统来

承担。风机盘管一般安装

在每个空调房间,新风机

组可安装在新风机房内,

而新风则是在处理后通

过独立的新风机组和新

风管道送入每个空调房

间。

各房间温度可独立调节;房

间不需空调时可关闭风机盘

管,节约能源与运行费用;

各房间空气互补串通,避免

交叉污染;通水管、通新风

都比全空气系统占用建筑空

间小,机房面积小;输送能

耗比全空气小;适应于小空

间范围的空调区域

末端机组多且分散,运行维

护工作量大;风机盘管运行

时有噪声;对空气悬浮颗粒

的净化、除湿能力较全空气

差,房间空气质量要求较高

时达不到要求;对机组制作

有较高的质量要求;吊顶内

设有大量水管,有漏水可能综合实际应用而言,宾馆这类总体冷热负荷较大、各个空调区域的面积不大且负

荷各异的建筑物,些许房间功能各异,很多房间都需要单独来控制。

对于宾馆内大容量的餐厅、会议厅、大厅、休息厅和酒吧等,冷负荷密度大,潜热负荷大,人员密度大,且食物、人员散发气味多,如果风量不足,不但会使室内的温湿度得不到保证,而且会对空气质量产生严重的影响,所以选用吊顶式空调机组全

空气变风量系统。这样设备集中,便于管理,调节方便。不需要单独设置设置新风系统,管道系统比较简单,送风气流比较均匀。

对于宾馆内小型餐厅、小型会议室、办公室、包房、娱乐小房间和客房,建筑面积都比较小,采用风机盘管加新风的半集中式空调系统。该系统与全空气系统比较,可节省空间;布置灵活,具有个别控制的优越性,各房间单独调节温度,房间不入住人时,可关闭机组,不影响其他房间的使用,节省运行费用。运行费用与单风道系统相比约低20-30%,比诱导器系统低10-20%,而综合投资费用大体相同,甚至略低;机组定型化,规格化,易于选择安装。其中新风单独处理,与之相比的新风经过回风箱处理的方案相比,减少了风机盘管中风机的风量,减少了噪声,当风机盘管不运行时新风继续送风,不经过回风口,增加了室内空气品质。

综合以上分析,该宾馆选择集中式变风量全空气系统和风机盘管加新风的半集中式空调系统共同使用,从实用性和经济性上看来都是比较合理的。

1.4.

2.1 空调具体形式

经上述分析,宾馆各空调房间具体的空调方案如下:

(1)由于该宾馆从2到9层的房间类型主要以相同的客房为主,各房间面积都不是很大,其各自的使用时间也不同,而且各房间根据人员自身舒适度需求从而需要单独进行温湿度参数控制,对于空气调节的要求有着较大的差别,因此楼层房间空调形式全部使用占有空间较小的风机盘管加新风系统,各风机盘管的冷凝水于卫生间进行排放。

(2)各空调房间的风机盘管多采用卧式暗装的方式,即吊顶安装。其主要优点是不占用各区域的有效空间,冷冻水的配管与其连接和凝结水的排除都较方便,且新风送风口易于和风机盘管的出风口靠近安装,避免了两股气流在生活区混合而带来的不均匀性。风机盘管装于吊顶内向下送风,出风口处连接出一段风管,从风管下部接出送风口,回风可采用风机盘管本身带有的回风静压箱(或直接在吊顶上开回风口自然进入吊顶内再被风机吸入口吸进)进入风机进口,为减小震动和噪声,宜在风口处或风机出口的风管上安装软管接头,连接的风管也不宜过长。

(3)对于1层的大厅、餐厅、休息厅以及2层的酒吧大厅,其建筑面积稍大,人员比较集中,这里采用空气处理机组系统的方式,将新风和回风处理后由连接管段的散流器风口处向下吹出,尽量使出风口集中在人员区域上空。

1.4.

2.2 新风处理方式

在风机盘管加新风的系统设计时,首先要考虑的就是风机盘管与新风系统的设备容量匹配问题。即夏季冷负荷量中哪部分由风机盘管承担,哪部分由新风系统承担。

通过新风处理后直接送入室内的方案来讨论。该方案是新风与风机盘管分别处理到机器露点,再混合后送入房间。根据新风处理后的状态点,风机盘管与新风系统的匹配有以后三种典型方式:

(1)新风处理到低于室内等含湿量线

室内的部分冷负荷由风机盘管承担;新风冷、湿负荷与室内的湿负荷及部分冷负荷由新风系统承担。该方案的优点是:风机盘管在干工况下运行,减少了系统对空气的污染。另外,据此选择的风机盘管噪声相应的也小。如此的方案使得室内无人时,室内的空气参数不会偏离设计值太远。

(2)新风处理到室内等焓线

新风冷负荷与部分湿负荷由新风系统承担;室内冷、湿负荷与新风部分湿负荷由风机盘管承担。该方案优点是:因冷负荷是同风机盘管与新风系统“各负其责”,室内参数控制对新风系统的依赖性较小。当室内无人时,虽然室内的空气参数会偏离设计值远一些,但此时新风系统运行的经济性是不言而喻的。

(3)新风处理到室内等含湿量线

室内的湿负荷及部分冷负荷由风机盘管承担;新风冷、湿负荷与室内的部分冷负荷同新风系统承但。该方案的优点是:风机盘管与新风系统所需要的冷水温度相近,因而冷水机组运行效率高。且因为新风系统承担了一部分室内负荷,风机盘管相应的要小一些。

结合此宾馆的建筑特性和房间的空调方案,此处采用第二种方式,各空调房间内的新风处理状态点宜选用新风处理到室内等焓线的方式。在每层设新风处理机组,负担新风负荷,新风口单独送风。

1.4.3 水、新风系统分区

为考虑到不同功能房间使用时间不同,负荷不同等因素,以便于机组设备的选型、各自独立房间的独立控制以及建筑防火措施实施等的相关问题,有必要对该宾馆空调系统进行水、新风分区。

1.4.3.1 水系统分区

空调水系统应考虑建筑物个部分的朝向和内外区的差别进行分区,还应考虑建筑物的高低差别,另外,在水系统分区时,应考虑建筑物各区的使用功能和使用时间的差异,将水系统按上述特点进行分区(文献[8])。

在朝向方面,该宾馆由于不是处于正南正北方位的布置,朝向问题不是很明显可以暂不考虑分区情况。

考虑到该建筑的建筑特性,考虑采用分为3个分区,分别进行冷冻水供应。具体

如下:

第一层整层;

第二层至第九层的东北侧部分;

第二层至第九层的西南侧部分;

在建筑层数方面,相对来说不是很高,不考虑高低分区。

在建筑功能方面,考虑到房间数目较多,且功能各异,时间上使用也不同。故先按各个房间使用空调时间的不同分类如下:一层的大堂、各个办公室以及二层的酒吧需要空调持续工作;一层的西餐厅以及风味餐厅均为在固定时间段使用空调;二层到九层的各个客房和其他房间则是根据需要随时使用空调。在空调使用时间不同的问题上,可以采用电动二通阀等相关阀门监控负荷变化,进而控制上述三个冷冻水分区的不同水流量,以达到节能的目的。

1.4.3.2 新风系统分区

空调系统除了满足对室内环境的温、湿度控制外,还须给环境提供足够的室外新鲜空气。该宾馆空调系统采用风机盘管加独立新风系统,其新风系统的功能就是满足稀释人群及其活动产生污染物的要求和人对室内新风的需求。

采用新风送入房间的方式有以下三种:

(1)新风与风机盘管回风混合后送入空调房间。将向房间送风的各新风支管接至风机盘管后部的回风箱内,与室内回风混合后,再被风机盘管冷却(或加热)后由送风口送出。由于新风需经过盘管,从而加大了风机的负担,噪声也会随之加大,且当风机盘管停止工作时,新风要通过房间与风机盘管之间的回风口进入室内,对回风口对滤网上的灰尘进入室内,对回风口过滤网上的灰尘进行了反吹,造成了房间空气的二次污染,影响室内空气品质。因此,一般不推荐采用这种送风方式。

(2)新风与风机盘管各自送风至空调房间。新风送风口与风机盘管的送风口并列安装,两股空气在送入房间后进行混合。这种方式即使风机盘管机组停止运行,新风将保持不变。该方式克服了前一种方式的缺点,卫生条件好,目前应用的较多。

(3)新风与风机盘管的出风口处(压出端)混合。这种方式无需设置专门的新风口,对吊顶布置比较有利;当风机盘管机组运行时,要求新风提高在该处的压力。这种的方法在卫生条件上较好。

本设计均采用新风在风机盘管的出风口处混合的方法。

针对新风系统处理方式以及来源,也可以有以下几种情况(文献[9]):

表1-8 新风系统送风方式比较

特点优点缺点

分层设置分层处理取风口开在外墙上, 新风

机组和管道均设在吊顶内,

各层新风系统分开设置.

节省了竖井所占用的

空间;机组小,节省

建筑空间;运行灵活,

可满足不同楼层房间

具体情况

噪声可能会对各层环境有一定

影响;机组设备较多,维护和检

修的工作量较大

集中送风分层处理可利用楼梯间或电梯间旁

的竖井作为通风竖井, 新

风经风机加压后送入竖井,

各层分设新风机组, 新风

处理再加压后送入本层各

空调房间

便于分层管理, 开停

方便;运行时较为灵

活,可根据空调房间

的使用情况停开部分

设备,以达到节能的

目的

系统初投资及运行费用均较高;

系统较为分散,对维修管理会带

来不便;应防止发生火灾时火势

和烟气沿竖向管井向各层蔓延,

需在与管井相连的水平管道入

口设置防火阀

集中处理分层加压送风新风就近引入新风机组

内,进行所需的各种空气

处理后,进竖井送至各楼

节省新风机组数量,

便于维护管理

运行时不能根据各层具体负荷

情况改变新风状态;采用竖井要

有防火措施

由以上对比可以看出,新风系统无论是集中处理分层加压送风还是集中送风分层处理,都要应用到竖井送风,竖井面积对新风输送的阻力影响甚大,还要考虑到防火措施等。在系统中同时有新风机组和加压风机,这两种方式设备能耗费用较大。而大多数情况下,新风机组台数增加时尽管设备一次性投资加大,但从年度平均总费用来看,分层设置新风机组分层处理方法费用最小,原因是各层机组直接取风,新风竖井中的能耗损失费用不存在。(文献[9])因此,该宾馆新风系统采用分层设置分层处理的方式,即从第一层到第九层均分别设置新风处理系统。

考虑到该宾馆各房间使用空调情况基本相似,所以从第二层到第九层每层分为2个新风分区,分别设置2个新风机组,每个房间采用独立新风送风方式。第一层由于有大空间,采用集中式全空气系统送风形式,新风与回风混合处理后送出。

第二章初步设计

2.1 空调水系统

在该空调水系统中,冷冻水系统情况见以上分析,具体制冷机组的选型见之前的具体设备方案。此处分析水系统的管路布置、管径、管长等,以及相关水泵的选型等。

2.1.1 主要设备设计

由上一章提出的分区状况,以及不同空调区域负荷估算特点,可以找出相对应的具体设备如下:

(1)根据夏季宾馆的总冷负荷为1996.2kW,取20%的安全余量,需要制冷量2395.44kW。采用约克水冷离心式机组,选用三台型号都为YTGIAICI15CGH的冷水机组,其相关参数具体如下:

表2-1 冷水机组型号参数表

型号YTGIAICI15CGH

制冷量/kW 850

输入功率/kW 165

满载电流/A 287

启动电流/A 715

蒸发器

水流量/(L/s) 42 水压降/mH2O 4 接管尺寸/mm 200

冷凝器

水流量/(L/s) 52.3 水压降/mH2O 7 接管尺寸/mm 200

机组尺寸

长/mm 4451

宽/mm 1721

高/mm 2470 运行重量/kg 7022 估计冷媒充注量/kg 244

注:上述参数根据冷冻水进/出水温度12/7℃,冷却水进/出水温度32/37℃,换热器都为2进程;采用HCFC-123制冷剂。

(2)根据冬季宾馆1097.9kW的热负荷,取20%的安全余量,即1317.5kW。采

用贝龙公司的W型常压热水锅炉,选用2个额定功率都为0.7MW的锅炉,具体型号参数如下:

表2-2 锅炉型号参数表

型号CMNS0.7-95/70-YQ

代号W60

额定功率/MW 0.7

设计热效率/% 90~93

工作压力/MPa 常压

热水循环量/(t/h) 24

水容量/m3 0.82

外形尺寸

长/mm 3270

宽/mm 1310

高/mm 1490 锅炉净重/kg 1987 燃气用电量/kW 1.2

最大燃气消耗量/(Nm3/h) 76.4

注:锅炉回出水温度为50/60℃

2.1.2 冷冻水系统

水系统由于管道布置形式不同,系统工作原理不同,可以将冷冻水系统分为以下几种(文献[10]):

表2-3 管路系统类型比较

类型特点优点缺点

与大气接触情

况闭式

管路系统不与大气相接触

(仅在系统最高点设置膨

胀水箱)

与设备的腐蚀机会

少;不需克服静水压

力,水泵压力功率均

低,系统简单

与蓄热水池连接

比较复杂

开式

管路系统与大气相通(设有

蓄水池)

与蓄水池连接比较

简单

易腐蚀,输送能耗

大;需设回程管,

管道长度增加;初

投资稍高

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