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一、冷熱源
關(guān)于冷源，《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ19?87第六章“制冷”中有“臺(tái)數(shù)不宜過多”、“應(yīng)與空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷變化情況及運(yùn)行調(diào)節(jié)要求相適應(yīng)”、“臺(tái)數(shù)不宜少于兩臺(tái)”等規(guī)定。
我們?cè)诳紤]冷水機(jī)組配置時(shí)，應(yīng)注意避免下列四種情況。
一要避免機(jī)組臺(tái)數(shù)過少，臺(tái)數(shù)過少存在的問題有：
(1)負(fù)荷可靠性下降，一旦負(fù)荷高峰時(shí)機(jī)組出現(xiàn)故障，影響的比例就大；(2)負(fù)荷適應(yīng)性差。因?yàn)榫C合性建筑中往往配置有娛樂場(chǎng)所等，其面積不大、冷負(fù)荷也不大，而娛樂場(chǎng)所又往往有提前和延長(zhǎng)制冷要求，機(jī)組臺(tái)數(shù)少，意味著單臺(tái)制冷負(fù)荷大，一旦開啟，負(fù)荷就不適應(yīng)，對(duì)離心式機(jī)組，往往易發(fā)生喘振現(xiàn)象，所以選擇離心機(jī)組，要滿足20%～40%負(fù)荷時(shí)能適應(yīng)最小冷負(fù)荷的需要。
(3)機(jī)組臺(tái)數(shù)過少，機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行的概率高，由于機(jī)組在低負(fù)荷下運(yùn)行的COP低，因而能耗會(huì)增高。
二要避免機(jī)組臺(tái)數(shù)過多。機(jī)組臺(tái)數(shù)過多有如下缺點(diǎn)：
(1)單機(jī)容量下降，機(jī)組COP下降，能耗高；
(2)機(jī)組臺(tái)數(shù)多，配置的循環(huán)水泵也多，水泵并聯(lián)多，并聯(lián)損失高；
(3)機(jī)組臺(tái)數(shù)多，配置的循環(huán)水泵多，占用機(jī)房面積就大。
還有一種情況就是設(shè)計(jì)者有時(shí)會(huì)將高區(qū)低區(qū)的冷水機(jī)組截然分開，其實(shí)這是沒有必要的，因?yàn)楦邊^(qū)可采用通過換熱的辦法，使高低區(qū)的冷水機(jī)組合為一個(gè)系統(tǒng)，這樣就可減少機(jī)組臺(tái)數(shù)。
(4)機(jī)組臺(tái)數(shù)過多，也意味著絕對(duì)故障點(diǎn)增多。
三要避免不恰當(dāng)?shù)氖褂枚鄼C(jī)頭機(jī)組(包括多機(jī)頭風(fēng)冷熱泵或模塊化風(fēng)冷熱泵、模塊化冷水機(jī)組)。如3臺(tái)30HT—280有24個(gè)機(jī)頭，3臺(tái)LSRF?829M有36個(gè)機(jī)頭，8臺(tái)CXAH250，總冷量?jī)H1224kW，卻有32個(gè)機(jī)頭，絕對(duì)故障點(diǎn)太多。
四要避免一味地采用等容量機(jī)組。采用等容量機(jī)組，機(jī)房布置也許會(huì)劃一整齊，備品備件會(huì)少，但工程中往往有小負(fù)荷的不同使用功能的場(chǎng)所，如采用等容量機(jī)組，就容易造成負(fù)荷適應(yīng)性差的缺點(diǎn)。其實(shí)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有“大型制冷機(jī)房，當(dāng)選用制冷量大于或等于1160kW(100×10?4大卡／時(shí))的一臺(tái)或多臺(tái)離心式制冷機(jī)時(shí)，宜同時(shí)設(shè)置一臺(tái)或兩臺(tái)制冷量較小的離心式、活塞式或螺桿式等壓縮式制冷機(jī)”大小容量搭配的規(guī)定。
二、循環(huán)水泵與風(fēng)機(jī)
載冷(熱)體的輸送離不開水泵和風(fēng)機(jī)，水泵和風(fēng)機(jī)的選用和配置是不可缺少的一環(huán)，對(duì)工程設(shè)計(jì)的成敗是十分重要的。
關(guān)于水泵，經(jīng)常發(fā)生的有以下一些問題。
1、水泵揚(yáng)程偏大。
有些僅需28～32m水柱的，選了40～50m水柱的水泵。多余揚(yáng)程，一是靠閥門來消耗，其消耗的能量占的比例，個(gè)別工程甚至達(dá)70%；二是轉(zhuǎn)變成流量，如某工程，由于流量增加，流速增加，鍋爐設(shè)備入口的口徑配置本來就偏小(原按25℃溫差流量配置)，引起了鍋爐設(shè)備的振動(dòng)。選擇水泵揚(yáng)程大些就安全了嗎?其實(shí)不然。如果未安裝有限流閥、電氣專業(yè)也未設(shè)計(jì)過電流保護(hù)，就有可能燒毀電機(jī)；如果電氣專業(yè)設(shè)計(jì)了過電流保護(hù)，則會(huì)發(fā)生水泵電機(jī)發(fā)熱、電流增大，重則不能正常啟動(dòng)的情況。導(dǎo)致水泵揚(yáng)程選得偏大的原因是顯而易見的，沒有進(jìn)行必要的水力計(jì)算和心中無數(shù)怕是主要原因，筆者建議，還是要老老實(shí)實(shí)地進(jìn)行水力計(jì)算，做到心中有數(shù)，積累經(jīng)驗(yàn)。
2、冷熱循環(huán)水泵不分設(shè)。
工程中常見到冷熱循環(huán)水泵不分設(shè)的情況，有的是因?yàn)檫w就了機(jī)房面積偏小，有的則是考慮不周所致。眾人周知，供回水溫差制冷時(shí)一般為5℃，制熱時(shí)一般為10℃，而且對(duì)一般冬冷夏熱地區(qū)，冬季制熱負(fù)荷比夏季制冷負(fù)荷小，對(duì)南京地區(qū)，一般前者為后者的60～80%。即冬季循環(huán)水量為夏季循環(huán)水量的0.3～0.4倍，水力損失僅為供冷工況的9～16%，輸送功耗僅為供冷工況時(shí)的2.7～6.4%。所以，若冷熱循環(huán)水泵不分設(shè)，將導(dǎo)致冬季能耗浪費(fèi)，形成大流量小溫差運(yùn)行。
3、一機(jī)一泵配置問題
一機(jī)一泵，①可避免運(yùn)行一臺(tái)或2臺(tái)機(jī)組時(shí)，未關(guān)掉相應(yīng)閥門造成水流量旁通，使機(jī)組COP降低，也使水泵運(yùn)行工況點(diǎn)偏離額定工況點(diǎn)，電耗增加；②電氣控制設(shè)計(jì)方便；③可避免運(yùn)行人員頻繁人工開或關(guān)主機(jī)或冷卻塔入口閥門，適應(yīng)部分負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行。如設(shè)聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥，則投資高，閥易壞，系統(tǒng)不可靠。
另外，多臺(tái)水泵并聯(lián)，選擇時(shí)要按照泵的特性曲線作并聯(lián)分析，使工況點(diǎn)滿足不同臺(tái)數(shù)運(yùn)行時(shí)的需要。
關(guān)于風(fēng)機(jī)，經(jīng)常發(fā)生的有以下一些問題。
1風(fēng)機(jī)壓頭選用偏大，造成的后果除同水泵揚(yáng)程選得偏大產(chǎn)生的后果外，如果風(fēng)機(jī)是回風(fēng)機(jī)，還會(huì)引起新回風(fēng)混合箱內(nèi)為正壓，新風(fēng)進(jìn)不來，新風(fēng)口成為排風(fēng)口，新風(fēng)量不能保證的后果。
2離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口方向應(yīng)該順氣流方向，這一點(diǎn)常常未引起設(shè)計(jì)人員或訂貨時(shí)的注意。離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口應(yīng)有足夠長(zhǎng)的直管長(zhǎng)度，否則應(yīng)順氣流方向，風(fēng)機(jī)入口設(shè)計(jì)也應(yīng)注意使入口氣流均勻進(jìn)入風(fēng)機(jī)；對(duì)雙進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)入口離箱壁距離也應(yīng)≥1?25D，D為風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑。
3離心風(fēng)機(jī)采用皮帶輪傳動(dòng)時(shí)，現(xiàn)在一般也不作選擇計(jì)算了，直接選擇廠家設(shè)備，但應(yīng)注意檢查皮帶是否是下緊上松，時(shí)有發(fā)生上緊下松的情況，最好還要再核算一下包角是否符合要求。
4目前普遍采用所謂BFP變風(fēng)量空調(diào)器，風(fēng)量較大時(shí)采用2臺(tái)以上風(fēng)機(jī)并聯(lián)，其出口風(fēng)速較高，有時(shí)甚至達(dá)24m/s，設(shè)計(jì)人往往通過靜壓箱(實(shí)為接管箱)直接連接，造成風(fēng)噪聲大，阻力損失大(突擴(kuò)、突縮局部阻力系數(shù)大，接管風(fēng)速又高)，應(yīng)該加設(shè)漸擴(kuò)管后進(jìn)靜壓箱，最好應(yīng)作袂衩形處理。
5排風(fēng)系統(tǒng)中，常常會(huì)遇到多臺(tái)小排風(fēng)機(jī)排入豎井，末端還有一臺(tái)較大排風(fēng)機(jī)接力后排出，實(shí)際形成多臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)后再串聯(lián)較大風(fēng)機(jī)，此時(shí)應(yīng)考慮小排風(fēng)機(jī)的同時(shí)使用系數(shù)問題。
三、潔凈室、潔凈手術(shù)部設(shè)計(jì)
目前醫(yī)藥工業(yè)、潔凈手術(shù)部工程方興未艾。醫(yī)藥、包括口服液、針劑和保健品如凍干粉等生產(chǎn)需要潔凈技術(shù)來保證，必須符合《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》的規(guī)定；潔凈手術(shù)部也需要通過潔凈技術(shù)來達(dá)到防止細(xì)菌、灰塵污染手術(shù)部和防止外部環(huán)境污染手術(shù)部的目的。總而言之，都是潔凈設(shè)計(jì)問題。筆者認(rèn)為，醫(yī)藥工業(yè)、潔凈手術(shù)部潔凈設(shè)計(jì)需注意的問題，也就是經(jīng)常被忽視的問題有：
1、正壓風(fēng)系統(tǒng)
潔凈手術(shù)部宜有一個(gè)集中的正壓風(fēng)系統(tǒng)，因?yàn)槭中g(shù)室是間歇工作的，在非手術(shù)期間，如手術(shù)室相對(duì)低級(jí)別的相鄰潔凈手術(shù)室有一定的正壓值，即可防止污染空氣進(jìn)入，從而可縮短潔凈手術(shù)室投入使用前的自凈時(shí)間，達(dá)到潔凈手術(shù)部的整體控制。
2、新風(fēng)口、排風(fēng)口前應(yīng)有初中效過濾。
這一點(diǎn)往往被忽視，設(shè)計(jì)者也忽略了系統(tǒng)是間歇工作的問題。在間歇工作期間，污染空氣會(huì)通過新風(fēng)口(或排風(fēng)口)、新風(fēng)管(或排風(fēng)管)、回風(fēng)管、回風(fēng)口與室內(nèi)相通，或通過排風(fēng)口、排風(fēng)管與室內(nèi)相通，室內(nèi)潔凈度會(huì)很快遭到污染。設(shè)置初中效過濾器(對(duì)潔凈手術(shù)部最好還應(yīng)有亞高效過濾器)對(duì)保護(hù)末端高效過濾器、延長(zhǎng)使用壽命也很有好處。
3、潔凈手術(shù)室回風(fēng)口的設(shè)置。
潔凈手術(shù)室在大于手術(shù)區(qū)面積(指手術(shù)臺(tái)四側(cè)按手術(shù)室級(jí)別不同，外推一定尺寸所包的面積)的頂棚范圍內(nèi)滿布高效過濾器送風(fēng)口，均勻送風(fēng)已能保證。所以回風(fēng)口的設(shè)置對(duì)保證手術(shù)室合理的氣流分布是決定因素。在手術(shù)室四角設(shè)置回風(fēng)口是不對(duì)的，在兩角設(shè)置回風(fēng)口則更加不好，應(yīng)在手術(shù)臺(tái)長(zhǎng)度方向的兩側(cè)或一側(cè)(只有當(dāng)手術(shù)室寬度＜3m時(shí)才允許)設(shè)置回風(fēng)口，且回風(fēng)口上邊高度不超過地面以上0?5m(即低于手術(shù)臺(tái)高度)、回風(fēng)口下邊離地面不小于0?1m、回風(fēng)口風(fēng)速＜2m/s。同時(shí)，回風(fēng)口應(yīng)為豎向百頁，減少積灰，且回風(fēng)口內(nèi)必須設(shè)置過濾層(阻尼層)和中效過濾器。
4、對(duì)潔凈手術(shù)室，加濕器加濕水應(yīng)達(dá)到飲用水要求，直接用干蒸汽加濕器或用自來水加濕是不合要求的，這一點(diǎn)是普遍被忽視了。
四、其他
1、 游泳池通風(fēng)
關(guān)于游泳池的通風(fēng)，筆者認(rèn)為需要再提。目前小型供休閑、健身的游泳、戲水池工程較多，通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)是解決“悶熱、結(jié)露、霉變”問題的關(guān)鍵，“悶熱、結(jié)露、霉變”產(chǎn)生的主要原因是池水及潮濕池邊的大量散濕，解決的辦法除了加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱處理或采取其他措施，如向圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面吹干燥熱風(fēng)、設(shè)加熱排管等，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度高于室內(nèi)露點(diǎn)外就是通風(fēng)，利用游泳池室內(nèi)外的濕度差，將高濕含量的室內(nèi)空氣排出室外，將低濕含量的室外空氣送入室內(nèi)，來消除室內(nèi)的大量散濕。游泳池通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中常被忽視或沒有注意到的是室外空氣含濕量是隨室外氣候而變化的這一客觀規(guī)律，所以用來消除室內(nèi)散濕量的新風(fēng)量也應(yīng)該是變的，最大新風(fēng)量，也就是系統(tǒng)的送風(fēng)量應(yīng)該是臨界狀態(tài)時(shí)消除室內(nèi)散濕量的新風(fēng)量(筆者推薦：室外空氣溫度等于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度為臨界狀態(tài))。為適應(yīng)這一要求，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)要設(shè)計(jì)成雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，回風(fēng)、新排風(fēng)量可調(diào)，原理系統(tǒng)圖如圖6所示，有條件時(shí)，可設(shè)計(jì)熱回收裝置，節(jié)約能耗。
2、消聲
消聲處理往往帶有隨意性和可有可無性，噪聲處理計(jì)算除有特殊要求外，一般被忽略，因此往往出現(xiàn)不理想的情況。常見的問題有：
① 根據(jù)布置的可能性設(shè)置消聲設(shè)備，設(shè)置了送風(fēng)消聲設(shè)備卻忽略了回風(fēng)消聲設(shè)備；沒有條件設(shè)置消聲設(shè)備時(shí)，在所謂靜壓箱(實(shí)際上只能算是接管箱)內(nèi)貼保溫吸音材料算是考慮了，既增加了阻力損失，消聲效果也不夠，如果出現(xiàn)保溫吸聲材料貼得不緊密，壁板又嫌薄且無加強(qiáng)措施，還會(huì)增加附加振動(dòng)噪聲。集中回風(fēng)口的噪聲超標(biāo)常困撓著用戶，消聲設(shè)備布置在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，二次再生噪聲影響和風(fēng)管輻射噪聲也應(yīng)引起重視，這點(diǎn)還應(yīng)學(xué)習(xí)境外施工單位施工圖深化設(shè)計(jì)者的認(rèn)真態(tài)度。
②風(fēng)噪聲也是不能忽視的。風(fēng)噪聲常發(fā)生在空調(diào)送風(fēng)的始端風(fēng)口處。由于風(fēng)管始端往往按設(shè)備出口尺寸配置，或由于空間緊張，設(shè)計(jì)風(fēng)管尺寸偏小，風(fēng)速較大，風(fēng)口處嘯叫的風(fēng)噪聲很大，由于風(fēng)口導(dǎo)流未考慮好，風(fēng)口處送不出風(fēng)來，有時(shí)甚至是吸風(fēng)也時(shí)有發(fā)生。風(fēng)口風(fēng)量調(diào)節(jié)欠周，個(gè)別風(fēng)口風(fēng)速太大也會(huì)引起風(fēng)噪聲。
2、 隔震
風(fēng)機(jī)、水泵、空調(diào)器等空調(diào)設(shè)備，風(fēng)管、水管的隔震處理應(yīng)引起足夠重視，境外施工單位施工圖深化設(shè)計(jì)均提供各種詳圖，在圖紙中表示也很詳盡，這是值得我們學(xué)習(xí)的。某水泵廠樣本中有一種基礎(chǔ)做法泵體、減震墊和基礎(chǔ)用地腳螺栓直接固定，雖設(shè)了減震墊卻起不到減震作用，按此圖施工的某工程水泵間下是會(huì)議室，造成振動(dòng)噪聲很大，會(huì)議室無法正常使用。設(shè)備基礎(chǔ)做法，設(shè)備和加重混凝土塊相固定，加重混凝土塊下墊減震墊(不相固定)，才能達(dá)到真正的減震目的。加重混凝土塊重量宜大于設(shè)備重量1.5倍以上為佳。減震設(shè)計(jì)計(jì)算也是不可忽視的。
送風(fēng)口型式
因?yàn)椴煌愋偷乃惋L(fēng)口有不同的送風(fēng)氣流流形，所以送風(fēng)口的型式要考慮不同的使用場(chǎng)合，不能盲目采用。如某工程在客房的床頭頂部使用了一般的百頁風(fēng)口，平頂高度又不高，造成吹冷風(fēng)感，后來更換了貼附射流型的散流器，才獲得較好的效果。又如某電影院樓座下的送風(fēng)口，直流型氣流直吹觀眾，觀眾冷得逃離，后來在風(fēng)口下加了裝飾檔板才獲得改善。
5、水過濾器
板式熱交換器的傳熱效率高，可在很小的溫差(0.5～1.0℃以上)下進(jìn)行熱交換， 所以在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用較多。但有個(gè)值得注意的問題是板交前必須設(shè)置水過濾器，且水過濾器的濾網(wǎng)要滿足必要的細(xì)度，宜大于60目／ 。不少工程因水過濾達(dá)不到要求，板交受堵，加上水流量偏大，使水阻增大，如某工程板交前水過濾器濾網(wǎng)較粗，致使板交前水壓0.35MPa、板交后只有0?07MPa了，阻力損失高達(dá)0.28MPa，板交后僅0.07MPa，如何能完成系統(tǒng)的正常循環(huán)呢?
板式熱交換器受堵與水系統(tǒng)沖洗是否得當(dāng)也有關(guān)，系統(tǒng)沖洗必須隔斷空調(diào)設(shè)備(包括板交)進(jìn)行，在供回水干管間增加臨時(shí)旁通管，在反復(fù)沖洗供回水干管后，才能結(jié)合空調(diào)設(shè)備再進(jìn)行沖洗。
什么是速度型的壓縮機(jī)呢。簡(jiǎn)單的講，壓縮機(jī)的功能是將低溫低壓的制冷劑氣體變成高溫高壓的制冷劑氣體。對(duì)于速度型機(jī)組，是靠給制冷劑加速來完成這一任務(wù)的。離心壓縮機(jī)由葉輪，括壓管這兩個(gè)關(guān)鍵的部件組成（其他部件與本題無關(guān)，就不多說了），當(dāng)?shù)蜏氐蛪旱闹评鋭┻M(jìn)入到葉輪中會(huì)隨著葉輪告速旋轉(zhuǎn)，速度增加后動(dòng)能增加，然后在括壓管中減速。由于在瞬間無法進(jìn)行熱量交換，速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，這樣都使得制冷劑變成高溫高壓的氣體了。
既然是速度的機(jī)器，根據(jù)速度三角形原理，離心壓縮機(jī)的速度可分為徑向和軸向。徑向速度是由葉輪轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的，只要葉輪轉(zhuǎn)速不變，則該速度不變。而軸向速度是由制冷劑的流量決定了。試想制冷劑的氣體通過的壓縮機(jī)的面積是一定的，流量越大，速度就越大嘛。當(dāng)壓縮機(jī)在100%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)速度最大，但隨著壓縮機(jī)載荷的減少，壓縮機(jī)的流量減少軸向速度也減少。這時(shí)速度三角形的總速度與徑向速度的夾角越來越小，當(dāng)小到一定程度時(shí)制冷劑氣體已經(jīng)無法再被排出了，這時(shí)就發(fā)生了部分負(fù)荷喘振。滿負(fù)荷喘振是指壓縮機(jī)運(yùn)行在設(shè)計(jì)工況以外了，不過很少發(fā)生。可參考潔凈室：www.gdlingjie.com
關(guān)于客房排氣的熱回收系統(tǒng)
1 熱回收系統(tǒng)節(jié)能的重要性
1. 1 熱回收系統(tǒng)的節(jié)能
在中高檔標(biāo)準(zhǔn)客房中,新風(fēng)量取值應(yīng)在30～50 m3/(人?h)之間,新風(fēng)負(fù)荷占空調(diào)總負(fù)荷的1/ 4～1/ 3。一般來說,當(dāng)新風(fēng)量與排風(fēng)量之比小于1∶1. 05時(shí),才能滿足文獻(xiàn)[1 ]要求的“客房?jī)?nèi)衛(wèi)生間應(yīng)保持負(fù)壓”,這樣既能排走因被人的呼吸、體臭、煙塵、濕汽等污染了的空氣,又能送入經(jīng)過處理的室外新鮮空氣,改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。但這要消耗空調(diào)能量的30 %以上。
就多數(shù)賓館來說,客房衛(wèi)生間的排氣比較集中,聚集的廢氣量相對(duì)較大,其排氣量在一定長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)較穩(wěn)定,它潛藏著大量的冷熱能,有相當(dāng)大的利用價(jià)值。文獻(xiàn)[2 ]已明確提出:“當(dāng)客房設(shè)置有獨(dú)立的新風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng)時(shí),宜選用全熱或顯熱熱回收裝置”,以回收空調(diào)客房排氣中的熱量或冷量,用來預(yù)熱預(yù)冷新風(fēng)。若選用轉(zhuǎn)輪式全熱交換器,其全熱回收率可達(dá)70 %～85 % ,大大地節(jié)省了新風(fēng)處理的能量,也相應(yīng)地節(jié)約了10 %～20 %的空調(diào)總負(fù)荷,進(jìn)而可減小空調(diào)主機(jī)及配套設(shè)備的裝機(jī)容量。可見,新風(fēng)與排氣組成的熱回收系統(tǒng),是廢氣利用、節(jié)約能源的有效措施。
1. 2 熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
長(zhǎng)沙市某座大廈,曾設(shè)計(jì)過客房排氣的熱回收系統(tǒng)。
大廈在24～37層中,有448套客房,均按二類賓館雙人標(biāo)準(zhǔn)間設(shè)置。每套房間取新風(fēng)量為80 m3/ h ,總風(fēng)量為3. 6 ×104 m3/ h ;每個(gè)衛(wèi)生間的排氣量取90 m3/ h ,得出所有客房的總排氣量為4 ×104 m3/ h。從而,確定客房區(qū)的新風(fēng)量與排風(fēng)量之比為1∶1. 11。這部分建筑還有辦公、會(huì)議等輔助間及內(nèi)封閉式走廊,均需送新風(fēng),計(jì)算出總新風(fēng)量約為5 ×104 m3/ h。
根據(jù)系統(tǒng)的新風(fēng)量與排風(fēng)量之比為1. 25∶1 ,參考產(chǎn)品樣本,選擇轉(zhuǎn)輪組密度12孔/ cm2、厚度200 mm、最大轉(zhuǎn)速10 r/ min的轉(zhuǎn)輪式全熱交換器。以額定風(fēng)量5 ×104 m3/ h ,轉(zhuǎn)輪直徑為ª3 800 mm等參數(shù),查設(shè)備特性曲線得出:熱濕交換率η= 0. 72。
以長(zhǎng)沙地區(qū)的夏季為例,室外干球溫度tw = 35. 8℃,濕球溫度t s = 27. 7℃,相對(duì)濕度φw = 55 % ,相應(yīng)焓值hw =90 kJ / kg ;客房參數(shù)確定為:室內(nèi)溫度tn = 26℃,相對(duì)濕度φn = 60 % ,相應(yīng)焓值hn = 59 kJ / kg。
根據(jù)文獻(xiàn)[3 ]中的計(jì)算式(9 - 103) ,可求得從排氣中回收的全熱量:
QT = G( hw - hn)η
式中QT為全熱量,kJ / h ; G為處理的新風(fēng)量,kg/ h ;η為熱濕交換效率。
經(jīng)計(jì)算得出,全熱回收量約為134 ×104 kJ / h。
本大廈采用進(jìn)口離心式冷水機(jī)組。據(jù)文獻(xiàn)[4 ]提供:此類設(shè)計(jì)的綜合功耗指標(biāo)(即每h為制造和輸送1 kW冷量所配備的空調(diào)設(shè)備安裝容量,kW)一般為0. 30～0. 34 kW/kW。就是說,在1 h內(nèi),經(jīng)過熱回收系統(tǒng)回收的空調(diào)冷負(fù)荷,可以減少所有制冷工藝設(shè)備的總裝機(jī)容量112 kW。若按系統(tǒng)全天24 h運(yùn)行考慮,僅空調(diào)制冷設(shè)備,每天就可節(jié)電2 688 kWh。很明顯,對(duì)以電為主的耗能大戶,熱回收系統(tǒng)回收能量、減少電耗,應(yīng)力爭(zhēng)得到實(shí)施。
2 熱回收裝置的分析
2. 1 熱回收裝置概況
除了轉(zhuǎn)輪式換熱器,還有多種熱回收裝置。
針對(duì)客房排氣熱回收性質(zhì)而言,中間熱媒式換熱器,具有新風(fēng)與排風(fēng)不會(huì)產(chǎn)生交叉污染、布置方便靈活的優(yōu)點(diǎn)。但需配置循環(huán)水泵,消耗動(dòng)力以輸送中間熱媒、傳遞冷熱量,并有水系統(tǒng)處理等問題。另外,其溫差損失大,熱效率僅有40 %～50 % ,且不能回收潛熱;板式換熱器,雖然沒有傳動(dòng)設(shè)備,但也只能回收顯熱;熱管式換熱器,需要借助另一種介質(zhì)的相變進(jìn)行傳遞,亦不能回收潛熱;空氣—空氣熱回收熱泵,節(jié)能效率高,可回收大量潛熱。然而,需配壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器等一系列設(shè)施,其本身的能耗、設(shè)備投資及維修管理工作量均大于其它。
2. 2 轉(zhuǎn)輪式換熱器
轉(zhuǎn)輪式換熱器具有全熱交換性質(zhì)。在換熱器旋轉(zhuǎn)體內(nèi),設(shè)有兩側(cè)分隔板,使新風(fēng)與排風(fēng)反向逆流。轉(zhuǎn)輪以8～10 r/ min的速度緩慢旋轉(zhuǎn),把排風(fēng)中的冷熱量收集在覆蓋吸濕性涂層的抗腐蝕的鋁合金箔蓄熱體里,然后傳遞給新風(fēng)。空氣以2. 5～3. 5 m/ s的流速通過蓄熱體,靠新風(fēng)與排風(fēng)的溫差和蒸汽分壓差來進(jìn)行熱濕交換。所以,它既能回收顯熱,又能回收潛熱。
轉(zhuǎn)輪式換熱器具有自凈和凈化功能。蓄熱體是由平直形和波紋形相間的兩種箔片構(gòu)成,其相互平行軸向通道,使內(nèi)部氣流形成不偏斜的層流,避免了隨氣流帶進(jìn)粉塵微粒堵塞通道的現(xiàn)象。光滑的轉(zhuǎn)輪表面及交替改變氣流方向的層流,確保了蓄熱體本身良好的自凈作用。輪體外殼上連接了一個(gè)凈化扇形器,當(dāng)轉(zhuǎn)輪從排氣側(cè)移向新風(fēng)側(cè)時(shí),強(qiáng)迫少量新風(fēng)經(jīng)過扇形器,將暫時(shí)殘留在蓄熱體中的污物又沖入排氣側(cè),防止了臭味、細(xì)菌向新風(fēng)轉(zhuǎn)移,對(duì)轉(zhuǎn)輪體起了凈化作用。為了保護(hù)又薄又軟的鋁箔芯片不受磨損,必須在設(shè)備入口端設(shè)置空氣過濾器。
轉(zhuǎn)輪式換熱器具有自控能力。轉(zhuǎn)輪體附帶的自動(dòng)控制裝置可以適應(yīng)外界環(huán)境的變化,隨時(shí)改變轉(zhuǎn)速比,保證進(jìn)入新風(fēng)處理機(jī)前空氣溫濕度的設(shè)定值,使換熱器能夠全年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
綜上所述,轉(zhuǎn)輪式全熱交換器是客房排氣熱回收裝置的最佳選擇。但是,它同樣有著不可忽視的弱點(diǎn),也是在設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置時(shí),應(yīng)注意解決的問題:
① 由于送風(fēng)與排風(fēng)之間存在壓差,無法完全避免氣體的交叉污染,有少量氣體互相滲漏。對(duì)排風(fēng)中0. 1～1μm的塵粒以及放射性示蹤氣體的示蹤試驗(yàn)表明,在自凈扇形器部分工作時(shí),排風(fēng)泄漏到新風(fēng)中的比率為0. 013 %。
② 因受旋轉(zhuǎn)芯體密集結(jié)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)變化通道的影響,氣流壓降較大,一般為125 Pa左右。
③ 為了保證蓄熱體高效率的性能,充分發(fā)揮熱濕交換的回收作用,限制了轉(zhuǎn)輪迎風(fēng)面的流速不能過大。所以,導(dǎo)致單位負(fù)荷的轉(zhuǎn)輪斷面相對(duì)較大,使整體裝置占用建筑空間過多。
④轉(zhuǎn)輪式換熱器將送風(fēng)和排風(fēng)的接管位置固定限死,使系統(tǒng)難以靈活布置。
3 熱回收系統(tǒng)配置的合理性
對(duì)于熱回收系統(tǒng),除了前述的“集中、量大、穩(wěn)定”3個(gè)可利用的內(nèi)在因素外,其外界條件是,把新風(fēng)和排風(fēng)集合到同一處。這就要求必須對(duì)系統(tǒng)劃分、風(fēng)道布置、送回風(fēng)機(jī)、熱回收和新風(fēng)處理等設(shè)備的位置統(tǒng)籌考慮。同時(shí),還要保持本身具有的送新風(fēng)、排廢氣環(huán)保特性,使得系統(tǒng)配置更趨合理與完善。
3. 1 排氣應(yīng)垂直向上集合
客房衛(wèi)生間在熱浴時(shí),有氣流上浮現(xiàn)象。一旦停電,豎井應(yīng)能保證熱氣自排暢通,避免頂部窩集廢氣,蔓延到其它房間,造成二次污染。新風(fēng)處理機(jī)和熱回收器一定要設(shè)在客房頂部的設(shè)備層內(nèi),并要考慮排氣系統(tǒng)頂部的總水平干管應(yīng)有靜壓箱作用。
3. 2 系統(tǒng)規(guī)模要適中
一般情況下,高層建筑的中間設(shè)備層層高小于4.5 m ,除梁外,室內(nèi)凈高只有3.6 m左右。僅風(fēng)系統(tǒng)管道就占去大半空間。文獻(xiàn)[2 ]規(guī)定, “最大系統(tǒng)的風(fēng)量不超過4 ×104m3/ h”,而風(fēng)量3 ×104 m3/ h的轉(zhuǎn)輪式換熱器外廓就有3100 mm ×3 100 mm。很顯然,配置熱回收系統(tǒng)有相當(dāng)大的困難。所以,對(duì)于大負(fù)荷的熱回收系統(tǒng),當(dāng)風(fēng)量大于1. 5 ×104 m3/ h時(shí),應(yīng)組成兩個(gè)以上的小系統(tǒng),并有利于各系統(tǒng)支管風(fēng)量的均勻分布和風(fēng)壓的平衡調(diào)節(jié)。
3. 3 送風(fēng)壓入、排氣吸出
為了發(fā)揮自凈扇形器的作用,必須使送、排風(fēng)兩側(cè)間壓差為200 Pa。所以,當(dāng)系統(tǒng)為送風(fēng)壓入、排風(fēng)吸出布置時(shí),
就能保證送風(fēng)側(cè)壓力大于排風(fēng)側(cè)壓力,而不存在排氣漏入新風(fēng)中去的問題。這對(duì)于空氣品質(zhì)要求較高的空調(diào)系統(tǒng)來說,無疑是一種有效的、安全的方式。見圖1。
4 統(tǒng)一建筑、空調(diào)節(jié)能措施
實(shí)施客房排氣熱回收系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是,建筑專業(yè)與空調(diào)專業(yè)對(duì)節(jié)能措施要統(tǒng)一。空調(diào)專業(yè)應(yīng)及早地提出空調(diào)節(jié)能措施及可行的布置方案,以便建筑專業(yè)有準(zhǔn)備地規(guī)劃建筑設(shè)施、合理地配置設(shè)備用地、系統(tǒng)豎井,各專業(yè)密切配合。真正做到在賓館中,使客房排氣熱回收系統(tǒng)技術(shù)有的放矢。
客房排氣熱回收是一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的節(jié)能措施,也是建筑和空調(diào)專業(yè)一個(gè)需要加強(qiáng)研究的技術(shù)領(lǐng)域。但由于設(shè)備投資和系統(tǒng)布置困難等問題,目前在我國(guó)運(yùn)用甚少。所以,本文愿為客房排氣系統(tǒng)的熱回收技術(shù)擴(kuò)大應(yīng)用拋磚引玉。
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