青兰高速项目空调系统的设计应用.docx
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青兰高速项目空调系统的设计应用
数码涡旋多联机组在高速公路服务区、管理处工程中的应用
山东格力中央空调工程有限公司王伟
山东格力中央空调工程有限公司邵伟
摘要:
结合高速公路服务区、管理处的功能特点,通过青兰高速实例工程介绍了数码多联机组设备选型、系统工程设计方法及相关注意事项;
关键词:
高速公路服务区、管理处模块化数码涡旋机组工程设计
0引言
近年来,作为高速公路大省的山东新建了多条高速公路,对全省乃至全国的经济发展都起到了很大的促进作用。
高速公路上的服务区、管理处是保障高速公路安全、畅通、方便、快捷的重要配套设施。
服务区的建筑设计体现了以人为本的理念,为旅客、驾驶员的疲劳,满足人们餐饮、休息的需要。
服务区综合楼、管理处内主要设有餐饮、购物、住宿、休息厅、会议室、办公室、大型厕所等功能区,装修标准按照三星级宾馆标准配置,所以服务区综合楼内空调系统的是否合理可靠直接影响着高速公路服务区功能的发挥;特别是此次参照的实际项目青兰高速公路服务区、管理处项目自西向东分别坐落于偏远山区、市郊、市区、沿海城市。
项目较为复杂,具备极佳的代表性及可参考性。
1工程概况
2005年动工的济青高速南线是国家重点工程青岛—兰州高速公路的重要组成部分,也是山东省规划的“五纵四横一环”高速公路网中最重要的“一横”。
该工程全线长307.8公里,概算总投资161.58亿元,全程双向六车道,于2008年初完工通车,工程地点分别为青岛市黄岛区、胶南市、胶州市、潍坊诸城市、临沂沂水县、淄博沂源县、莱芜市钢城区、莱芜市高新技术开发区。
涉及此次空调工程的为沿线十三个服务区及管理处,分别为:
青岛管理处、胶州服务区、潍坊管理处、诸城服务区、临沂管理处、沂水服务区、淄博管理处、沂源服务区、莱芜收费站,（所有服务区均为南北服务区。
空调区域几乎辐射了所有的场所,如厕所、厨房、宿舍等均有设置。
项目总建筑面积约计35000㎡,空调使用面积约28000㎡。
该项目共采用了格力模块化数码变容空调机组85台,总制
冷量4855KW,总制热量5440KW。
四面出风天井机与风管送风式室内机700余台。
机组自2007年底11月份安装使用。
2、空调系统设计
2.1项目特点
该项目分布在青兰高速公路沿线,各服务区与管理处的空调系统单独设计。
高速公路服务区及管理处一般设在各城市的郊区,故建筑物相对独立,人员较少且流动性大,周围无热源,无采暖设施,相对湿度较大。
服务区均为二--三层,且为尖顶结构,顶层层高较高。
管理处办公楼多为4~5层,主机位置均设置在楼顶
管理处空调同时使用率较高,服务区一楼为餐厅、超市及办公室,二、三楼分别为宿舍及客房,故服务区空调同时使用率较低,约为60~70%。
冬季室外环境温度较市区内偏低3~5℃
各服务区及管理处围护结构均符合国家节能建筑标准。
2.2空调类型选择
高速公路服务区、管理处往往处于城市的边缘,且比较分散,根据其功能特点,设备的使用寿命、可靠性、制热性能、除湿能力、回油性能、控制、摆放位置等方面的考虑尤为关键和重要,经过多方面的论证及业内专家的评审最终确定为模块化数码涡旋机组,品牌为格力GRm系列。
该机组具有以下特点:
低负荷正常运行:
数码变容空调系统的容量调节
采用新型数码涡旋压缩机技术,通过改变压缩机
卸/负载比率能顺利实现从10%~100%范围内的容
量无级调节,在负载10%的情况下数码多联系统
仍然可以长时间连续稳定的运行,可以保障服务
区一层单独使用时机组的正常运行。
运行的高可靠性与稳定性:
由于服务区性质的特殊性,要求空调夏季与冬季24小时不间断运行,因此对空调系统的稳定性和可靠性要求较为苛刻,而数码变容空调机组采用PWM（Pulse-WidthModulation数码容量调节电磁阀（压缩机的电磁阀通过4000万次的不间断启停试验,性能更稳定通过压力控制压缩机轨道涡旋盘和固定涡旋盘的离合,从而实现卸/负载的目的,因此该空调系统可以完全满足该场所的使用要求。
便利的安装与维护:
由于服务区及管理处均在城市的郊区,距离城市较远,故对安装及后期的维护也有很高的要求。
如果空调系统安装复杂,附属设备较多,不管是在人力还是在物力方面都需要较大的投入,无形中又增加了初投资。
数码变容空调系统是一次冷媒系统,由冷媒配管直接传递冷量,相对于传统的二次冷媒系统,数码变容空调机组无需庞大笨重的配套系统和复杂的管路设计,安装维护更方便,节约了大量的人力物力以及安装空间。
强劲的制冷/制热功能:
数码变容空调机组冷暖两用,在服务区没有其它冷热源的情况下是最好的选择,且机组为一次冷媒系统,制冷制热速度较快,室内温度能迅速的达到设定温度。
卓越的除湿性能:
当遇到雨雪天气或地处海边的服务区、管理处等由于室外温度较低、湿度较大,空调可承载的负荷较低,适度除湿性的好坏是保证舒适性的一个关键。
数码变容空调机组提供了非常好的除湿性,因为它与变频系统相比具有较低的吸气压力。
在任一百分比容量调节,负载状态时压缩机全负荷运行,全负荷运行将导致较低的平均吸气压力,得到较低的显热比。
2.3空调负荷计算
2.3.1室外空气参考参数（参考山东济南如表1所示表1
城市北纬海拔
/m
大气压力/kPa
采暖室外
计算温度
/℃
冬季空调
室外计算
温度/℃
冬季空调室
外计算相对
湿度/%
夏季空调室
外计算干球
温度/℃冬夏
山东
济南
36º4151.6102.0299.85-7-105434.8
城市夏季空调室外
计算湿球温度
/℃
夏季空调日
平均干球温
度/℃
夏季平均日
较差/℃
室外平均风速
/（m/s最大冻土深度/cm
冬夏
山东
济南
26.731.36.73.22.8442.3.2室内设计参数如表2所示表2
房间名称
夏季空调冬季空调
噪音dBA
新风量温度℃相对湿度%温度℃相对湿度%m³/h·人
餐厅276518≥35≤4520宿舍286520≥35≤4025会议室246520≥35≤4525办公室246020≥35≤4025包间266520≥35≤4525其它286518≥35≤4520
2.3.3项目设计依据
项目为2005年后新建项目,严格参照《公共建筑节能设计标准》（2005、山东省《居住建筑节能设计标准》（2006、《建筑节能工程施工质量验收规范》（2007设计建造;
2.3.4负荷计算
采用天正暖通计算软件对空调房间或区域进行逐项逐时冷、热负荷计算,确定了各单体建筑总冷热负荷
2.4单体建筑空调系统划分依据
依据房间或区域的功能要求不同进行划分;如:
考虑到全天候使用的大型卫生间、超市,办公区域,宿舍、客房,餐厅等
依据各房间或区域的使用时间不同划分区域如:
使用时间相同的区域分为一组,避免各区域使用时室内负荷过小,造成的大马拉小车现象或根据使用时间的互补,相应减小主机冷热量选择,控制投资成本;
室外机组大小的考虑,主要为标准产品的冷热量的限制。
室内机、室外机管路连接的距离、管径等经济性考虑,主要为确保效果及控制初投资费用。
室外机布置位置的考虑,主要为室外机的方便布置、通风效果、避免阳光直射、避免油污区域、不受雨雪影响等因素,此次主要布置在建筑的楼顶、地面。
室内预留管井的考虑
室外机组噪音影响的考虑,主要为避免主机应适当远离宿舍、客房
2.5末端机组的布置依据
对于室内成矩形进深不大的办公室、宿舍、客房等空间,多采用卧式暗装机组,室内气流组织为双层百叶风口贴附侧送,回风味室内机底部单层百叶风口回风,房间靠近走廊侧作局部二次吊顶,吊顶高度不超过3.2m
对于房间面积大或形状为方形的空间,多采用四面送风的天花板卡式嵌入型室内机。
但是,对于吊顶高度较高的房间,如会议室、监控机房、餐厅等吊顶高度在3.2~4m之间的地方,多采用了容量和风量较大的机型,主要考虑为北方地区冬季的使用,避免房间内上部热下部冷的现象出现。
吊顶高度小于3.0m的房间,采用风量小的卡式嵌入型室内机不会影响室内气流组织;对于休息大厅、快餐厅、中空接待厅等一二层共享的大空间,吊顶高度在7m以上,多采用高静压的风管型室内机,送风采用旋流风口或双层百叶风口,由机组底部采用单层百叶回风。
2.6室内外机机组能量的选择匹配
在负荷计算的基础上选择室内机容量及室内、外机的容量匹配。
产品样本参数均为标准工况下测定值,因此在实际应用中需进行修正具体的修正方法参照了项目选用的模块化数码涡旋机组修正方法
2.6.1机组能力修正
室内机和室外机能力修正的方法
各室内机能力=室外机能力×室内机容量/同时运行的室内机容量
室外机能力=室外机额定工况能力×室内、外界温度条件的修正系数×（配管距离的修正系数+室内外机高低差的修正系数
同时运行的室内机总容量决定室外机额定工况能力
室内机容量代码之和小于等于室外机容量代码时,室内机容量代码之和等于室外机额定工况能力室内机容量代码之和大于室外机容量代码时,室外机额定工况能力等于其额定制冷量室内、外界温度条件修正系数a.与温度条件有关的制冷能力修正系数
室内空气湿球温度（℃
20
25
30
35
40
43室外空气干球温度（℃
修
正
系
数
b.GRm系列多联机组与温度条件有关的制热能力修正系数
-15-10-505101516室外空气湿球温度（℃
室内空气干球温度（℃
12
141622182024
2627修正系
数
2.6.2室内机、室外机高低差的修正系数（R22机型
当室内机与室外机存在落差时,配管距离的修正系数应减去下列值。
室内、外机高度差（m
5101520253035404550
修正系数
0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.10
2.7冷媒管管径的选择
冷媒管的确定:
室内机与接头或集管间的管径按照室内机的接管要求配置;
两接头间或接头与集管间的管径，按照该段管路后所接室内机总额定容量配置；室外机与第一个接头或集管间的管道，当系统较小或室内机总容量不大于室外机的接管相同；当修正系数较大、室内机总容量达于室外机容量时，可增大一级室外机的接管管径。
2.82.8空调新风系统的设计管理处、服务区空调新风问题采用全热交换器予以解决，全热交换器的换热效率可达70%，与采用补充新风系统相比可节能25%左右，主要集中于人员密度较大和相对较封闭的区域；如餐厅、活动室等3小结在高速公路项目中使用的模块化数码涡旋多联空调系统经过了一个冬季（未安装电加热）、一个夏季的运行，非常成功。
设计一个舒适、节能、可靠的多联机空调工程，需处理好以下问题：
室内机的机型选择和布置，室内、室外机的容量匹配，冷媒管路的布置及管径等等。
另外随着模块化组合机组的大量普及，避免了单台冷量过小造成的设备使用局限，在山东地区正大量的应用于众多高大建筑及场所如济南明珠商务港、全运会网球馆等。
参考文献【1】彦启森主编，《空气调节用制冷技术》[M]【2】GB/T18837-2002多联式空调（热泵）机组【3】《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003Page6of6
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