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办公楼的空调系统改造
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内容提示：本文采用的改造方案为先对办公楼的热湿负荷进行重新校核，审议是否是否是冷(热)源的供冷(热)量不足，如果情况属实，则对冷(热)源进行改造。同时对系统的新风机组也要进行校核，如果情况属实，则需更换新风机组或加一组新风换气机。
摘要：本文采用的改造方案为：先对办公楼的热湿负荷进行重新校核，审议是否是否是冷(热)源的供冷(热)量不足，如果情况属实，则对冷(热)源进行改造。同时对系统的新风机组也要进行校核，如果情况属实，则需更换新风机组或加一组新风换气机。（参考《建筑中文网》）
关键词：湿负荷 冷热源 表冷器
一、原始资料
慧聪办公楼，通风面积3745m2，层数7层。原始空调系统为新风机组+盘管系统，利用空调机组给室内送新风。根据资料查得，北京冬夏季的空调设计参数是：
表1-1 北京冬夏季的空调设计参数
| 室内设计参数 | 室外设计参数 | |
| 夏季 | tNx=25 ℃,φ=50% | twx=26.4 ℃,twsx=33.2 ℃ |
| 冬季 | tNd=22 ℃,φ=30% | -12 ℃, φ=45% |
二、主要问题
随着天气变冷北京已进入冬季，白天室外气温为-10℃– 5℃，利用空调机组送新风会造成空调表冷器结冰而冻坏，所以现在该办公室没有新风，再由于该办公楼的各个办公室人员众多（最多140人/每办公室），每人一台电脑（散热量约300W/台），办公室又没有窗户，造成室内温度升高到28-29℃，室内就像一个大蒸笼，室内通风不畅，又没有有效的降温办法，室内严重缺乏新鲜空气，对在办公室的工作人员的身体健康造成了极大的危害。
三、改造设计方案
先对办公楼的热湿负荷进行重新校核，审议是否是否是冷(热)源的供冷(热)量不足，如果情况属实，则对冷(热)源进行改造。同时对系统的新风机组也要进行校核，如果情况属实，则需更换新风机组或加一组新风换气机。
四、校核分析
由资料1中空调系统冷负荷简化计算：
建筑物的总冷负荷
表4-1 外墙及屋顶的冷负荷及修正值
| 项目 | 东 | 南 | 西南 | 北 | 屋顶 |
| tlf (℃) | 36.1 | 32.9 | 34.4 | 31.2 | 38.4 |
| td (℃) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 面积 | 77.25 | 46.5 | 72 | 57.75 | 644.3 |
| 传热系数 | 1.55 | 1.55 | 1.55 | 1.55 | 0.62 |
| 热负荷 | 1161.5 | 468.5 | 892.8 | 429.7 | 4793.3 |
由上表可得：
＝1161.5+468.5+892.8+429.7+4793.3
＝7745.7 W
＝（7745.7116×140）×1.5+300×140
＝77978.6 W
湿负荷：W＝n×W’=140×134=18.67 kg/h
热湿比：εx=Q/W=77978.6×3.6/18.67=15036 kj/kg
在焓湿图上找出室内状态点Nx（iNx=51 kj/kg）,过Nx点做热湿比线εx==15036 kj/kg交φ=95%于点Ox(iOx=45.2 kj/kg)，则总风量为：
G＝Q/( iNx-iOx)＝77978.6/(51-35.2)/1000
＝4.9 kg/s=17640 kg/h=14700 m3/h
室内容积：V0＝644.3×2.5＝1610.75 m3
换气次数：n＝G/ V0＝14700/ 1610.75≈9次/h ＞5次/h
新风量根据规范以每人每小时30m3新风量计，则
G新＝140×30＝4200 m3
新风比G新/G＝4200/14700≈0.29＞0.1
考虑到原设计内容不详，固以最常用的两种风机盘管机组设计对新风机组进行校核：
| 方法一 | 方法二 | |
| 焓湿图的表示 | | |
| 焓湿图的绘制过程 | 在I-d图上找出室内状态点Nx，室外状态点Wx，过Nx点作εx线，交φ=95%于点Ox，根据iN等焓线，由新风处理后的机器露点相对温度定出L点，由新风比在LO的延长线上找出风机盘管要求的出口状态点M | 在I-d图上找出室内外状态点Nx和 Wx，过Nx点作εx线，交φ=95%于点Ox，由新风比在NO的延长线上找出P点，再由dp等湿线交φ=95%于点L ，连结LO并延长，交dN于风机盘管要求的出口状态点M |
| 风量与冷量计算 | 总风量G=14700 m3/h FP风量GF=G-G新=10500 m3/h FP承担的冷量QF=GF(iN-iM)= 新风机组承担的冷量Qw=Gw(iw-iL)= | 总风量G=14700 m3/h FP风量GF=G-G新=10500 m3/h FP承担的冷量QF=GF(iN-iM)= 新风机组承担的冷量Qw=Gw(iw-iL)= |
| 特点 | 1、新风处理到室内空气焓值不承担室内负荷 2、风机盘管机组处于湿工况运行，卫生条件差 | 1、新风处理到低于室内空气含湿量值，承担室内部分部分冷负荷或全部湿负荷 2、风机盘管机组处于干工况运行，卫生条件较好 |
表1-3 两种FP+新风系统的空气处理过程与计算方法
五、结论
由以上的校核分析可得出如下结论：
1、冷(热)源的提供冷(热)量不足，造成FP处理的空气状态点M达不到设计值，导致了夏天不冷；
2、冬天由于门窗紧闭，污浊的空气不能排出室外，新风也送不进来，可能是导致冬天室内气温过高，气体品质差的主要原因；
3、一般表冷器不会因室外气温过低而造成冻坏的，据我推测可能是维护不周，造成表冷器毛细管堵塞，水流速度过缓，而导致管内水结冰，胀裂表冷器毛细管。
六、解决方案
1、由公式Q=G×Δt，增加FP的供回水的流量或者供回水温差，可以提高夏天供冷量，使室内达到空调设计状态；
2、对于冬天没有新风，室内品质差的问题，可另增设一回风管道，用鼓回风机进行强制通风，回风管道穿过办公室，从北侧窗户排出室外；
3、对表冷器进行整修，疏通管道，保证毛细管路的畅通。
七、参考资料
1、空气调节工程 郑爱平 编著 科学出版社
2、民用建筑空调设计 马最良 姚杨 主编 化学工业出版社
3、暖通空调 中国建筑工业出版社
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200607/8620.htm
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