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1、既有建筑空调系统改造Simple, Powerful and Free某大型商场水源热泵空调系统改造 李司秀、陈伟煌、邹泽洋目录一、工程概况二、原有的设计要点三、现场情况四、整改方案及分析现场情况的原因工程概况l建筑物性质、规模：本工程范围为某纺织博览中心的裙楼及地下室部分l以商场功能为主，在整个商业城中共设有南北向和东西向主干道和多条次干道纵横交错，皆可双向通车，贯穿全区l建筑总高度：39.6米l建筑面积：409389平方米l空调面积：约317800平方米l地下三层：车库l地下二层：车库、设备房l地下一层：商铺、仓库、设备房l首至四层：商铺l五六层：商铺及其办公室本次设计原有的设计要点l原设
2、计：商业区域（地下一层至地上六层）l地下一层-地上四层原设计：水环热泵式中央空调系统l地下五、六层原设计：水环热泵式中央空调系统l地下一层至地上四层空调面积约29210平方米,原设计是采用水环热泵式中央空调系统。设置于裙楼各商铺（含夹层）内的水源热泵机组向公共水环路排放冷凝热，热量通过开式冷却塔排放。公共水环路与冷却塔循环水之间设置板式换热器进行换热，根据建筑间隔分为GJ1-4四个区，每个区分设空调系统：GJ1空调夏季计算总冷负荷约为11666kw，设置方形横流式低噪声冷却塔（处理水量2000CMH）一组，空调面积冷指标为213.8w/m；GJ3空调夏季计算总冷负荷约为12249kw，设置方形
3、横流式低噪声冷却塔（处理水量2000CMH）一组,空调面积冷指标为198.2w/m；GJ2空调夏季计算总冷负荷约为21000kw，设置方形横流式低噪声冷却塔（处理水量1800CMH）两组,空调面积冷指标为173w/m；GJ4空调夏季计算总冷负荷约为13125kw，设置方形横流式低噪声冷却塔（处理水量2250CMH）一组，空调面积冷指标为205.3w/m。l 地上五、六层以办公功能为主的公共建筑，建筑面积51000平方米，空调面积约为25700平方米，原设计是采用水环热泵式中央空调系统。l 设置于裙楼各办公内的水源热泵机组向公共水环路排放冷凝热，热量通过开式冷却塔排放。公共水环路与冷却塔循环水之
4、间设置板式换热器进行换热，在建筑GJ1-2区分设空调系统，夏季计算总冷负荷约为5100kw，空调面积冷指标为191w/m ，分别在GJ1、 GJ2设置方形横流式低噪声冷却塔（处理水量800CMH）。现场情况1商铺内空调制冷效果不佳，温度达不到约26的设计温度2部分水源热泵机组水流不畅,运行水流量较少整改方案及分析现场情况的原因整改方案及分析现场情况的原因1 12 23 3地下一层地下一层:独立新增设水独立新增设水冷中央空调系统冷中央空调系统首层首层-地上四层地上四层:原水环热泵式原水环热泵式中央空调系统中央空调系统五、六层五、六层:单独设空调系单独设空调系统统l 空调总面积较大、输送半径较大、
5、管路较远，建议系统上宜独立分为三三个系统：（一）地下一层独立新增设水冷中央空调系统（一）地下一层独立新增设水冷中央空调系统l1.设计内容夏季设计中央空调系统空调面积约46500m2，功能是商铺l2.设计计算参数2.1室外气象计算参数：地点：广州2.2室内设计参数（见下表） 参数参数 功能功能干球温度干球温度相相对湿度湿度% %新新风量量m m3 3/h /h 人人允允许噪声噪声标准准dB(A)dB(A)夏季夏季大厅走道262845652055商场262845652055 参数参数 功能功能干球温度干球温度湿球温度湿球温度大气大气压力力KPaKPa空调通风夏 季34.231.827.8100.4
6、0l3、空调系统3.1空调冷负荷.空调系统冷源.建筑面积56358平方米，空调面积约46500m2，分为ABC区，A区19000m2，B,14000m2，C,13500m2，空调总冷负荷约为8442KW（2400RT），设置集中供冷系统1个,采用2台水冷离心式冷水机组2814KW（800RT）和2台1407KW（400RT）水冷螺杆式冷水机组，逐时负荷计算见下表：制冷机房设置在地下一层, 制冷机房面积约300平方米。冷冻水系统的供回水温度为7/12，冷却水进出水温度为32/37，系统冷却塔采用超低噪声冷却塔，安装于裙房顶层。空调冷冻水系统分为ABC三个环路，每个环路设同程系统，在每个环路回水总
7、管上设置静态平衡阀,以调节水力平衡，末端设备均由各水平干管供冷水。3.1.2空调冷冻水系统采用一次泵末端管网变流量系统，管路采用双管制。在制冷系统的总供、回水管上装设旁通管及压差旁通阀，根据供回水总管之间的压差装置来控制旁通水量，并根据冷量用自动监测流量、温度等参数计算出冷量，自动发出信号，控制冷水机组的启停数量及其对应水泵、冷却塔的启停台数。3.1.3空调风系统：采用大风管低速全空气空调系统方式，低风速风道送风，回风则利用天花或侧墙回风，新风量按不同标准、不同季节作调节，同时设有排风系统。3.1.4.此方案的难点主要是增加制冷机房、从负一层到天面层的冷却水管管井和在天面增设冷却塔。在负一层用
8、原来的仓库改为制冷机房，要注意的问题：3.1.5.1原来的结构荷载是否满足制冷机房设备的荷载？经过结构工种的校核，通过局部加强加固能满足要求。3.1.5.2.电容量是否满足增加的空调主机房所有设备的电量？经校核，原有的电容量可以满足增加部分。3.1.5.3.主机和水泵等设备的排水问题？通过在机房内设明沟排到原有的附近排水立管，再排到负二层的明沟。3.1.6增设从负一层到天面层的冷却水管管井，在原有的各类管井，根据现场管道安装的情况，找到合适的管井。3.1.7天面增设冷却塔，通过结构工种的校核，对冷却塔位置加强，可满足荷载要求。（二）原空调系统改为只负责一层至四层（二）原空调系统改为只负责一层至
9、四层l设计内容：原水环热泵式中央空调系统原水环热泵式中央空调系统总冷却塔流量9850M3/H,单位冷负荷可增加到约为210-250W/M21.要解决原系统存在两个主要问题：1.1商铺内空调制冷效果不佳，温度达不到设计的温度.1.2部分水源热泵机组水流不畅,运行水流量较少.2.分析主要的原因和解决方法如下：2.1商铺内空调制冷效果不佳，温度达不到设计的温度.主要原因是由于中庭顶部是半敞开式，各层大连廊连同首层通车车道，区域空间是敞开式，而各层商铺均对中庭、连廊是半敞开式，在这种空调区间都不是封闭的情形，空调冷量损失很大铺位不要完全敞开，特别是有两个方向对流的铺位，宜加部分隔断。调整每个铺位的单位
10、冷负荷，通过，选择各类商铺外区（和中庭和大连廊连接区域）和内区（和内走廊连接区域），选择各种不同类型的铺位分别逐时负荷计算，负荷如下表：调整到约为200-250W/M2，可以满足要求（27-28度）铺位内的气流组织，送风口尽量布置在内区，风口采用百叶直吹。每个铺位的门宜加风幕机中庭、连廊区域增加蒸发制冷通风机，与室外相通的首层或其他地方宜设门或风幕机。2.2 总冷却塔流量9850M3/H，根据建筑分为4个区，空调分为4个系统，每个系统的冷却水量约为2000 M3/H，分为5或6组立管，每组立管接4层水平管道，每层每组水平环路负责约60台水源热泵机组，并新风水源热泵和水源热泵是同一环路，新风水源
11、热泵的水压降约为70KPa，大部分水源热泵的水压降约为2-12KPa，此外，水平环路及竖向立管均为异程，末端设备之间的阻力相差较大，水力难于平衡，超过建议水环热泵与新风水环热泵的冷却水管路设置分开独立环路；水平环路宜按同程系统；立管应由阀门调整平衡2.3. 末端系统供回水温度是3034（4度温差），但系统板换后的供回水温度是3338（5度温差），水量相差25%，以致末端室内机冷却水量不够；另供回水温度也有较大的偏差，水源热泵的标准工况是供回水温度是3034，实际运行工况是3338，导致末端供冷量偏小。2.4.部分末端送风系统不合理，部分商铺分为上下完全间隔开的首、夹两层，送风口设在首层，回风口
12、设在夹层，应送回风设置在相通空间。2.5.天面由于附近有其它建筑物，冷却塔的噪声应满足环保有关要求，甲方在环保部门的要求下整改冷却塔的噪声，在冷却塔的四周封贴钢板，以致冷却塔通风效果较差，气流不通，以致影响散热效果，出水温度达不到设计要求,取消四周的封堵,保证通风畅通,另冷却塔加消声措施.3.部分末端水流不畅或甚至水量较少,主要原因及整改如下:3.1 现场发现大部分末端室内机连接的Y型过滤器严重堵塞,以致水量更加不够，应及时清理Y型过滤器，保证水流畅通。3.2 系统部分区域排气不顺畅，对系统末端进行逐台排气，每清洗一次就要放一次，确保机内不存在气堵，保证供水正常; 管网上局部的高点应安装自动排
13、气阀，补充完善并确保其排气顺畅。3.3对系统重新调试，首先对各种设备如冷却塔、水泵、板换、新风和水源热泵等应作单机调试，对各个环路的水力平衡调试，对整个系统全面水力平衡调试。3.4应检查各类阀门和仪表的安装是否正确，例如温度计压力表水流开关等的安装位置是否正确，确保仪表有效，电动阀与设备的联锁是否准确到位，并检查关闭压力是否足够，确保水路的关闭严密。4.原设计一次水泵是280KPa,二次扬程是430KPa,通过计算,如下表：结论：原设计分别偏大，建议整改:要先进一步完善变频系统的调试，调回正常工作点，若不行，则根据系统的实际扬程需求进行调整水泵叶片的直径，确保水泵在合理高效区域运行。（三）五、
14、六层另设空调系统（三）五、六层另设空调系统l五六层空调系统,原设计是采用水环热泵式中央空调系统,甲方原想一次水并入首层至四层的系统,经校核首层至四层的负荷和五六层的负荷,建议部分区域独立设计了多联机系统，部分商业办公区域保留原有水源热泵系统。现场情况是大部分末端设备已安装，水管系统还没安装。l通过对原水系统设计的计算校核，发现部分流速和比摩阻偏大，根据现场的安装情况,以及业主现有的调整要求，对阻力偏大的区域进行调整管道以及取消部分设备和管道，如下图：此外，五、六层的空调系统分为两个独立东西系统，系统一是西区，系统二是东区，分别对两系统重新进行了水力计算，调整水泵的扬程。改造工程，要根据原有的设计，结合现场的施工情况，具体分析来确定方案。总结总结
