概况(一级)
该位于北京东三环农业展览馆大院内,为面积13000m2的单层(局部2层)大空间新建展览,弧形屋顶{zg}处达15.6m。中央为通高的大展厅;南北两侧首层为卫生间、开水间,热力、机房,消防保安等附属用房,其上部夹层为马道(设备机房);局部地下室为消防泵房。该虽然不算复杂,但其空调、供暖设计有很多值得探讨和总结的地方,且有一些经验教训。
空调冷热源方案(一级)
供冷方案的的选择(二级)
本总冷负荷为3250kW,由于冷量较大,最初按常规拟在地下设置集中制冷机房,选用3台1100kW的螺杆式水冷机组,对应拟设在室外草坪处。
本为单层,自来水等均可由市政水直供;为缩短风道长度,空气处理机组、通风设备等设于上部;热力、机房等也可设在首层附属房间内。因此所需地下机电设备用房的面积较小,方案拟不设置大面积地下室。
考虑到方案的经济性,以及展馆周围有较宽敞的室外地面可放置设备的现状,重新考虑在室外设置相对分散的风冷冷水机组的供冷方案。拟选用6台制冷量为620kW的机组,以距室内空气处理机房最近为原则,布置在展馆周围地面上,如图1所示。
根据《公共设计标准》(GB50189-2005)对冷水机组的要求,本拟选用的水冷型和风冷型机组在名义工况下的COP应分别为4.30和2.80。假设本设计条件符合名义工况,制冷机的COP也为标准所要求的数值,在所需制冷量条件下,风冷机组的总用电量为1160kW,比水冷机组(755kW)大405kW。
但风冷机组没有冷却水循环泵和风机能耗(轴功率分别约为113kW和33kW),另分散设置的风冷机组比集中冷源系统大大缩短了空调冷水的输送距离,空调冷水循环泵能耗有所减少。
经估算2种供冷方案全负荷额定工况的能耗差值约为250kW,风冷型机组比水冷型机组耗电量约增加了28%。计算结果说明,一般情况下大型空调系统采用集中设置的水冷机组比分散设置的风冷机组。
但通过对展览类空调使用情况的调查,布展期间由于人员和负荷很小(白天自然采光)且对房间温湿度要求不高,均不开制冷机制冷,自然通风即可。由于全年展览期间开启制冷机的时间相对较少,采用不同类型制冷机的全年耗电量差距也较小,对能耗影响不大,且因为水管长度短,不需采用平衡阀等调节手段。采用6台风冷机组还具有增加了小负荷时的调节范围、节约土建费用、节水(省去冷却水补水量)等优点,因此确定采用此方案。
供热方案(二级)
本热源为甲方自管的换热站二次热水,直接供展厅散热器,并经板式换热器换热后提供60℃/50℃的空调热水。将二次水再换热后作为空调热水,主要是考虑空调机组水温不宜过高,且空气处理机组和阀阻力较大,间接使用三次水可避免空调水系统和散热器供暖系统的阻力不平衡。
空调冷热水系统及补水定压方案(二级)
本空调水系统为两管制,夏季6个空调冷水系统分别设置循环泵,冬季全馆合用空调热水循环泵,使用时按季节转换6个子系统的冷热水阀门,如图2所示。
由于空调末端设备设于夹层较高处,弧形网架屋顶又无法设置高位膨胀水箱,空调冷热水系统采用闭式气压罐定压。
为避免使用时误操作隔断空调水系统的膨胀通路,出现使系统压力升高以至设备或管道配件超压损坏的危险,《采风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003)(以下简称《规范》)规定膨胀管道上不得设置阀门。在本的6个冷水子系统和1个总热水系统循环泵入口分别设置膨胀定压设施,夏季各子系统xx独立、互不影响,可以满足《规范》不在膨胀管上设置阀门的要求。此方案可以设置集中软化补水设备,但补水泵启停较复杂,且膨胀水回收困难;也可分散设置软化补水设备,但因6个冷水系统的水容量和补水量很小,分散设置很不经济且占据机房面积。