八鋼管控中心地板送風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)

【摘 要】本文論述了地板送風(fēng)氣流組織的空調(diào)形式在辦公場(chǎng)所的適用性，并結(jié)合八鋼管控中心大廳的地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，理論聯(lián)系實(shí)際的闡明了地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，最后總結(jié)了地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)需要注意的技術(shù)問題。

【關(guān)鍵詞】地板送風(fēng)；冷負(fù)荷；熱負(fù)荷；靜壓箱；溫度梯度；能耗；氣流組織；新風(fēng)量、送風(fēng)量

1、前言

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)谑覂?nèi)工作的時(shí)間逐漸加強(qiáng)，室內(nèi)工作環(huán)境（包括室內(nèi)空氣質(zhì)量和熱舒適度）對(duì)人員的健康和工作效率均會(huì)產(chǎn)生較大的影響。一個(gè)好的空調(diào)系統(tǒng)可以提高空氣質(zhì)量，降低污染物對(duì)人員健康的威脅。地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（UFAD）雖然在普通場(chǎng)合應(yīng)用受到一定限制，但是地板送風(fēng)卻是一種節(jié)能環(huán)保的送風(fēng)方式。地板送風(fēng)的送風(fēng)口一般與地面平齊設(shè)置，地面需架空，下部空間用作布置送風(fēng)管或直接用作送風(fēng)靜壓箱，被處理過(guò)的空氣通過(guò)地板送風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)，與室內(nèi)空氣發(fā)生熱質(zhì)交換后從房間上部（頂棚或者工作區(qū)之上）的出風(fēng)口排出。20世紀(jì)70年代以來(lái)，地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在歐洲開始應(yīng)用到辦公樓建筑，特別是80年代中期，英國(guó)倫敦的Lloyd，s大樓和香港匯豐銀行采用地板下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的成功，引起各國(guó)空調(diào)技術(shù)界的關(guān)注。

2、工程概況

八鋼管控中心建于新疆烏魯木齊市頭屯河區(qū)，共九層，一至八層為辦公室，九層為管控大廳，管控大廳內(nèi)部有很多臺(tái)式監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)控全廠的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)。管控大廳層高為八米，面積大約900m2，大廳地面為防靜電架空地板，架空地板層高500mm，架空地板內(nèi)設(shè)有電纜線和控制線等。整個(gè)大廳冬季采用地板送熱風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，夏季采用地板送冷風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，冬季熱源來(lái)自地下室熱交換站（一次熱源由八鋼熱力外網(wǎng)供給），夏季采用風(fēng)冷模塊冷水機(jī)組，過(guò)渡季節(jié)最大限度的利用新風(fēng)。

3、主要參數(shù)及設(shè)備選型

管控大廳室內(nèi)參數(shù)列表：

室內(nèi)

參數(shù)溫度（℃）相對(duì)濕度（%）新風(fēng)量（m3/h.人）噪聲（dB）

夏季26≤603040

冬季18≤603040

管控大廳內(nèi)設(shè)有很多計(jì)算機(jī)設(shè)備和程序控制及監(jiān)控設(shè)備，設(shè)備散熱量大，散濕量小，散熱量95%來(lái)自設(shè)備的顯熱，散濕量主要來(lái)自工作人員及滲入的空氣。

管控大廳冷負(fù)荷采用常用的逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算方法計(jì)算，與普通建筑冷負(fù)荷最大的區(qū)別主要是管控大廳的計(jì)算機(jī)設(shè)備和程序控制及監(jiān)控設(shè)備機(jī)柜的散熱量很大，主要設(shè)備的散熱量計(jì)算：

Q=n×N×K

Q—散熱量，W；

n—設(shè)備臺(tái)數(shù)；

N?—主機(jī)設(shè)備安裝功率，W；

K—總系數(shù)，取0.4～0.5。

經(jīng)計(jì)算九層管控大廳的冬季空調(diào)熱負(fù)荷為106kW，夏季冷負(fù)荷為136kW，送風(fēng)量為41472m3/h，新風(fēng)量為4100m3/h。通過(guò)計(jì)算筆者總結(jié)出管控大廳的空調(diào)送風(fēng)焓差小，風(fēng)量大，濕量小，熱濕比近似為無(wú)窮大，空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理過(guò)程可近似作為一個(gè)等濕降溫過(guò)程。因此管控大廳空調(diào)系統(tǒng)最后確定為一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)機(jī)組設(shè)于九層專用空調(diào)機(jī)房，空調(diào)機(jī)出口設(shè)一個(gè)空調(diào)送風(fēng)靜壓箱，通過(guò)靜壓箱將處理過(guò)的空氣送入架空活動(dòng)地板下。組合式空調(diào)機(jī)組參數(shù)：夏季制冷量：145kW，冬季制熱量：149kW，空調(diào)送風(fēng)量：42500m3/h，機(jī)組新風(fēng)量為4200m3/h。

4、地板送風(fēng)的氣流組織形式

管控大廳采用地板送風(fēng)的下送上回的氣流組織形式。通常情況下地板送風(fēng)有三種形式，①地板下設(shè)送風(fēng)管的形式，②地板壓出直接送風(fēng)式，③地板下設(shè)混風(fēng)箱和風(fēng)機(jī)式。由于管控大廳架空活動(dòng)地板的面積較大，送風(fēng)距離較長(zhǎng)，如果直接將活動(dòng)地板當(dāng)做靜壓箱，則送風(fēng)的始、末端的靜壓差較大，不利于保持均勻的靜壓值。因此本設(shè)計(jì)采用第一種方式，即設(shè)計(jì)時(shí)在活動(dòng)地板下敷設(shè)一條適當(dāng)長(zhǎng)的總風(fēng)管，在風(fēng)管兩側(cè)的適當(dāng)間距及端頭開設(shè)送風(fēng)風(fēng)口，以利于把空氣較均勻地分布在活動(dòng)地板下的空間。在防靜電地板上設(shè)WSDF型可清掃式地板送風(fēng)口，地板送風(fēng)口規(guī)格為300×300mm，共80個(gè)。經(jīng)計(jì)算送風(fēng)口的出口風(fēng)速為1.6m/s左右。

管控大廳回風(fēng)口設(shè)在上部，回風(fēng)口風(fēng)速約為4m/s，同時(shí)還設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)風(fēng)機(jī)根據(jù)室內(nèi)外壓差控制啟停，讓管控大廳保證微正壓。

5、地板送風(fēng)的必要性

地板送風(fēng)在房間內(nèi)產(chǎn)生垂直溫度梯度和空氣分層。典型的空氣分層分為三個(gè)區(qū)域，第一個(gè)區(qū)域?yàn)榈蛥^(qū)（混合區(qū)），此區(qū)域送風(fēng)空氣與空氣混合，射流末端速度為0.25 m/s。第二個(gè)區(qū)域?yàn)橹虚g區(qū)（分層區(qū)），此區(qū)域內(nèi)房間溫度梯度呈線性分布。第三個(gè)區(qū)域?yàn)楦邊^(qū)（混合區(qū)），此區(qū)域內(nèi)房間熱空氣停止上升，風(fēng)速很低。一旦房間內(nèi)空氣到分層區(qū)以上時(shí)，就不會(huì)再進(jìn)入分層區(qū)以下的區(qū)。熱分層控制的目的，是在滿足人員活動(dòng)區(qū)的舒適度和空氣質(zhì)量要求下，減少空調(diào)區(qū)的送風(fēng)量，降低系統(tǒng)輸配能耗，以達(dá)到節(jié)能的目的。熱分層高度維持在室內(nèi)人員活動(dòng)區(qū)以上，一般為1.2 m ～1.8m。地板送風(fēng)的出風(fēng)溫度可以較其它空調(diào)送風(fēng)溫度高一些，據(jù)統(tǒng)計(jì)地板送風(fēng)系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度約高4℃，這就允許在空氣較為干燥的季節(jié)，采用較高的盤管冷卻溫度和蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度，提高了冷水機(jī)組的COP。對(duì)于地板送風(fēng)的下送上回系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，大部分從安裝在天花板的燈具所產(chǎn)生的熱量還未到達(dá)地面就被排出，提高了排風(fēng)溫度，減少了總冷負(fù)荷，減小了制冷機(jī)組的容量。據(jù)統(tǒng)計(jì)地板送風(fēng)系統(tǒng)僅需處理整個(gè)空調(diào)房間顯熱得熱的64%。由于地板下送風(fēng)橫截面較大，所以壓力損失較小，從而減小了空氣輸送動(dòng)力，減少了風(fēng)機(jī)能耗，而且也減少了風(fēng)管管材的耗量。因此地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能、舒適等方面有著很大的優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)于本工程來(lái)說(shuō)，管控大廳層高較高，如果采用上送風(fēng)方式，需要用很大的送風(fēng)速度，這樣能耗較高，噪音也大。再者大廳內(nèi)計(jì)算機(jī)等設(shè)備撒熱量大，特別是夏季只有采用較低的空調(diào)送風(fēng)溫度（13℃～16℃），才能維持機(jī)房較低的空調(diào)溫度基數(shù)（20℃±2℃），機(jī)柜才能獲得良好的冷卻效果，但這樣能源的消耗大，且大廳內(nèi)維持較低的空氣溫度，對(duì)大廳內(nèi)的工作人員往往帶來(lái)不舒適的偏冷感覺，若采用下送上回的地板送風(fēng)氣流組織方式，那么冷卻空氣從設(shè)在機(jī)柜附近的活動(dòng)地板風(fēng)口送出，送出的低溫空氣只在瞬間與機(jī)房?jī)?nèi)的熱空氣混合，有效地提高進(jìn)入機(jī)柜冷卻空氣的質(zhì)量，提高了機(jī)柜的冷卻效率。對(duì)于冬季來(lái)說(shuō)，新疆室外采暖溫度很低（-19.7℃），建筑物熱負(fù)荷較大，大廳內(nèi)地板送熱風(fēng)，考慮到計(jì)算機(jī)設(shè)備和程序控制及監(jiān)控設(shè)備的散熱，在散熱機(jī)柜附近的送風(fēng)口關(guān)閉，這樣機(jī)柜的散熱可以抵消一部分建筑物的耗熱量。綜合上述可以總結(jié)出管控大廳采用地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是最佳的送風(fēng)方式。

6、總結(jié)

a）管控大廳內(nèi)有多臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備和程序控制及監(jiān)控設(shè)備，且層高比普通建筑高，適合地板送風(fēng)的下送上回空調(diào)系統(tǒng)，特別是對(duì)于夏季空調(diào)送冷風(fēng)時(shí)最節(jié)能，對(duì)機(jī)柜的冷卻效果最好。冬季送熱風(fēng)時(shí)雖然比不上夏季效果好，但是對(duì)于節(jié)能來(lái)說(shuō)也未嘗不是一種好的空調(diào)方式。

b）地板靜壓箱分為有壓靜壓箱和零壓靜壓箱，本管控大廳地板靜壓箱屬于有壓靜壓箱。有壓靜壓箱應(yīng)具有良好的密封性，當(dāng)大量的不受限制的空氣泄漏時(shí)，會(huì)影響空調(diào)區(qū)的氣流流態(tài)。此外，地板靜壓箱與非空調(diào)區(qū)之間建筑構(gòu)件，如樓板、外墻，應(yīng)具有良好的保溫隔熱處理，以減少送風(fēng)溫度的變化。

c）為了保證空氣的清潔度，地板送風(fēng)口選型時(shí)一定要選擇可清潔的風(fēng)口，同時(shí)活動(dòng)地板下的電纜、風(fēng)管等安裝完畢后一定要將地板靜壓箱內(nèi)所有與空氣接觸的部分清潔干凈。

d）地板送風(fēng)的送風(fēng)速度一定要合理，一般為1.5m/s～2.0 m/s。這樣才能形成良好的溫度梯度和空氣分層，保證工作人員的舒適度。

參考文獻(xiàn)：

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