仙桃体育馆空调设计

中南建筑设计院许玲m马友才严阵

摘要介绍了仙桃体育馆的冷热源选择及比赛大厅内空调系统的设计,在满足体育馆使用要求的同时力求节能降耗。

关键词水源热泵气流组织空调设计取水井回灌井

HVAC system design of Xiantao Gymnasium

B y Xu L in g n,M a Y oucai and Y an Zhen

Abstract Pr esents selection o f the cold and hea t so ur ces o f the gym na sium and desig n o f the air condit io ning system of its com pe tition hall,f or the pur pose o f sav ing ener gy and satisfy ing re quir ements o f the gy mnasium.

Keywords w ater-so ur ce he at pump,a ir distribution,air co nditio ning design,wa ter-taking we ll, ir riga tio n well

n Centra-l s outh Architectural Des ign Insti tute,Wuhan,China

1工程概况

仙桃体育馆位于体操之乡仙桃市中心,是当地的形象工程,现已成为该市的标志性建筑之一。该体育馆共3层,除比赛大厅外,还包括体育产业中心、多功能厅和办公室等,设置座位4200个,其中固定座椅3400座,活动座椅800座,比赛大厅最大高度为24m,总建筑面积约10000m2。2冷热源设计

由于该建筑几乎被绿化广场包围,如按常规制冷机和锅炉设计,冷却塔和烟囱均与环境不协调;该体育馆屋顶设计为钢网架,且有一定造型,采用空气源热泵系统也不合适;通过打试验井分析,地下水量和水质均满足设计要求,最后确定采用水源热泵机组,夏季提供7e冷水,冬季提供45e热水,冬、夏季工况靠水管路的电动阀门相互转换。机房设于1层的设备用房内。

2.1空调室内设计参数(见表1)

表1空调室内设计参数

夏季冬季新风量/

温度/e相对湿度/%温度/e(m3/(人#h))

观众席、比赛大厅27601815

辅助用房26602025

注:该工程设计时间为2003年,按5采暖通风与空气调节设计规范6要求,比赛大厅新风量设计标准为15m3/(人#h)。

2.2空调负荷(见表2)

表2空调负荷kW

夏季冷负荷冬季热负荷观众席、比赛大厅1260880

辅助用房850590

大楼总负荷21101470

2.3水源热泵机组容量选择

考虑到体育比赛时上座率不同及比赛时间短等特点,结合调研的情况来看,体育馆空调系统年运行时间短,使用效率低,因此本工程主机容量不是按体育馆的最大负荷来选择,而是根据实际情况来确定。本工程水系统分两个环路,一个环路为比赛大厅服务,另一个环路为1层辅助用房服务。当出现满座时,可调节1层辅助用房的水环路,保证比赛大厅的空调负荷;当没有比赛时,开1台主机就可满足1层辅助用房的空调负荷。这样既可满足使用要求,又可节省初投资和运行费用。选用2台螺杆式水源热泵机组,单台制冷量为0kW,制热量为1103kW,冷却水进水温度为25e,出水温度为30e。

2.4水源热泵机房系统设计

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暖通空调HV&AC2009年第39卷第3期工程实例

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m许玲,女,1973年10月生,大学,高级工程师

430071武汉市中南二路10号中南建筑设计院

(027)87336818

E-mail:b aiyun xl@163.com

收稿日期:2008-12-24

修回日期:2009-02-08

根据主机之间的接管情况,水源热泵机房系统可分为并联系统和串联系统。本工程设计中采用并联系统,取水温度为18e ,取回水温差为10e (冬季回水温度8e ,夏季回水温度28e ),机组与地下水通过板式换热器分开,平面图见图1,原理图见图2

。

对地下取水量达不到要求的工程可考虑采用串联系统,取回水温差可达到15e ,但串联系统机组效率有所下降。另外从地下水是否进机组可分为直接式和间接式两种系统,直接式系统由于地下水直接进机组,对保护机组不利,要经常清洗蒸发器和冷凝器,时间长了对机组的使用寿命和效率均有影响。间接式系统中地下水不直接进入机组,而是进入板式换热器,这对保护机组有利。但无论采用哪种系统,对水源水质的处理都十分重要,不同地区的水质(包括含砂量、混浊度、酸度、碱度、Ca 离子、Mg 离子、Fe 离子、碳酸离子等)差别很大,要根据实测地下水水质分析报告来作相应的水处理。2.

5 水源井设计

取水井、回灌井的数量根据工程所需水量来确定。本工程所需地下水量为200m 3

/h,通过打试验井测得一口井的取水量可达100m 3/h,因此设计2口取水井,2口回灌井,取水井与回灌井互为备用,井内均设置潜水泵,这样就不会引起地下水位的下降,还可以实现夏灌冬用、冬灌夏用,便于管道的清洗。由于当地地质条件好,体育馆满负荷运行的时间并不多,本工程取水井、回灌井的设置能满足回灌要求,实际使用情况也证实了这点。室外管井布置见图3。井间距为25m,井深80m,井内下置铸铁管作护井管(实管及过滤管),井管单管管长4.5m,内径300mm,下置过程中采用丝扣连接,井管总长80m,其中实管48m ,过滤管30m,沉淀管2m 。滤水管管径2.0cm,采用梅花形排列,孔隙率20%,外壁垫缠丝包尼龙网。

图3 室外管井布置图

水井口装置是水井工程的重要部分。在设计时主要考虑以下事项:1)设回流管,由于一口井既可作为取水井又可作为回灌井,供回水管要分开设置;2)设排污管,在井水回扬时,保证残留在管井壁周围的污垢顺畅排放;3)为防止氧气对回灌井造成污染,应阻止大量氧气混入回灌水中,每个管路上均装有蝶阀。3 比赛大厅空调设计

体育馆建筑的空调设计模式与其他公共建筑有很大不同,尤其是在其比赛大厅的设计上具有一定的特殊性。

3.1 大厅内空调气流组织

该体育馆是一个综合馆,能满足各种比赛的要

#28#工程实例 暖通空调HV&AC 2009年第39卷第3期

求。乒乓球、羽毛球比赛时对风速有严格要求,乒乓球比赛时要求距地3m 以下气流速度小于0.2m/s,羽毛球比赛时要求距地9m 以下气流速度小于0.2m/s,气流组织要合理。本工程在比赛大厅的四角布置了4个空调机房,每个空调机房内安装1台风量35000m 3

/h 、制冷量370kW 的立柜式空调机组。比赛大厅观众席采用全空气低风速送风系统,风管布置见图4。活动座椅和比赛场内采用电动球形喷口侧送风,活动座椅部分设计为近程喷口,比赛区部分设计为远程喷口。电动球形喷口有两种控制角度,夏季为0b ,冬季为-15b 。夏季送风温度为17e ,冬季送风温度为25e ,送风量均为140000m 3

/h 。通过控制风口的风速和角度来满足气流组织的要求。

比赛区的远程喷口设计有电

图4 网架风管布置图

动风阀,当进行小球比赛时,为保证比赛场地的风速小于0.2m/s,可电动关闭远程喷口的风阀。固

定座椅采用旋流风口下送方式,风口尺寸和风口之间的间距要根据送风量、送风角度和送风距离通过详细计算来确定;主看台每个穿网架的水平送风支管上均设计有电动风阀,当平时观众不多或冬季室内温度高时可电动关闭风阀,调节比较灵活方便。比赛大厅的回风设计为机房集中回风方式。3.2 大厅内排风系统

在比赛大厅网架上部设有8台轴流排风机,每边看台设置2台,每台排风量为5800m 3/h(排风量按空调新风量的85%~90%计算)。排风机运行台数可根据室内观众人数来灵活控制。过渡季可以关闭比赛大厅回风口处的防火阀,调节新风阀至最大开度,开启立柜式空调机组对比赛大厅进行通风换气。

4 空调运行情况

本工程2004年12月竣工。投入使用以来,体育馆举办过多次比赛及大型文体活动,空调运行效果满足使用要求,室内热舒适性良好。参考文献:

[1] 邹月琴.体育馆建筑空调设计[M ].北京:中国建筑

工业出版社,1991

[2] 马晓钧,赵彬,李先庭,等.体育馆计算上座率的确定

及其对空调系统的影响[J].暖通空调,2001,31(6)[3] 甄华斌,范新,徐继军,等.东营市某办公楼水源热泵

空调系统冷冻站设计[J].暖通空调,2001,31(3)

(上接第32页)

4.10 冬季低温地板辐射供暖系统运行时,在室内典型地点设置温度传感器,通过弱电信号线传送信号,控制地暖分配器上恒温阀开关,以保持室温稳定。4.11 在各空调系统的室内典型地点设置湿度传感器,控制空调器内的蒸汽加湿器,使室内湿度控制在一定的范围内。

4.12 空调系统对下列参数进行监测:1)冷水机组、换热机组、板式换热器的供回水温度、压力;2)空调系统的供回水总管温度及压力;3)空调回水总管流量;4)供回水总管间压差;5)各环路回水温度及流量;6)室外空气温湿度;7)空调器回风温度;8)新风机组送风温度;9)各过滤器的压差;10)水泵进出口压力;11)循环水泵、冷水机组及

其电动阀门等设备的启停状态;12)系统最大静压;13)蓄冰槽液位。

4.13 报警:1)冷水机组、水泵、空调风机、通风机事故报警;2)空调系统供回水总管间压差过高报警;3)系统静压过高、过低报警。5 结语

本工程2008年9月竣工,10月1日开始试运行,效果良好,基本达到设计要求。参考文献:

[1] 钱以明.高层建筑空调与节能[M ].上海:同济大学出

版社,1990

[2] 电子工业部第十设计研究院.空气调节设计手册

[M ].2版.北京:中国建筑工业出版社,1995

[3] 郝庆,张子平,穆丽慧.一次泵变流量系统的设计[J].

制冷与空调,2007,12(6):47-51

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