巨人别墅项目地暖加制冷空调可行性研究.docx
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1、 巨人别墅项目地暖加制冷空调可行性研究 胡建辉摘要:创新性研究地暖与制冷空调同时运行,提高室内环境的舒适性,使冬夏换季运行时,可根据负荷情况,对两台空调进行变频运行,以实现整个房间的热平衡。松江巨人产业园工程位于上海市松江区沪松公路和广富林路交叉口,属于私人豪华型别墅,共分为A、D、E楼和画廊四个单体工程。其中A楼和画廊部分设计中央空调系统,部分人员活动的重要房间为增加舒适性设计了地暖系统,分别利用螺杆式冷水机组和燃气热水锅炉为整个建筑提供所需的冷热负荷。关键词:地暖制冷空调 同时运行创新研究: TB657 : A本工程土建和机电部分由中国建筑第八工程局负责施工,施工前对整个图纸按照总承包合同
2、要求进行深化设计,包括机电部分的综合管线和各个专业的系统进行复核,且经过了各方的最终书面确认。按照现场实际施工进度情况,机电部分施工内容在2012年6月完成,7月份开始进行单项和系统调试。此时业主对我方提出了新的要求:考虑到别墅房间的功能性要求,其206主卧室要求地暖和制冷空调同时运行,且无论冬夏季其室内温度控制在260.3,业主同意此部分增加的费用以签证的形式上报和审批。接下来的工作就是讨论此种方案的可行性,这相当于在原设计制冷空调正常运行的情况下,增加了地暖运行时的房间冷负荷。实际工程中这种情况并不多见,我方多处查找资料,上网查找案例,数次邀请设计院专业人员进行专项讨论,终于分析出了问题的
3、关键及初步的解决方案。首先是分析出了地暖运行时所产生的各项问题。1、地暖的运行直接大大增加了房间的整个冷负荷,而此时整个空调水和空调风系统的管线已经施工完毕,空调箱也已经安装完成,后期调试过程中循环水量和风量不会有太大的变化。2、室内地面原来可以算作是房间的内隔墙,此时地暖在夏季的运行将此变成了“外临界墙体”,需计算地暖运行时由于散热量而增加的空调系统冷负荷。3、由于空调的传热介质为室内空气,而地暖主要为地板材料,两者的热物理性质相差甚远,也就是说两者的热传导不一致,两者共同运行时的自控问题也是研究的重点。4、增加的冷负荷的处理问题也是一个比较棘手的问题。5、地暖的运行势必也会影响整个室内的气
4、流组织,这就要求对相应的空调主机的实际运行工况进行调节。以下为初步的解决方案:按照此方案,需增加本房间空调冷冻水的流量。平衡阀的调节平衡水量原理公式为:式中:Q 流经平衡阀的流量,平衡阀阻力系数P1 平衡阀前压力,P2 平衡阀后压力F 平衡阀接管截面积,流体密度系统施工完成,式中P1、P2已经确定,流体密度为水的密度不会改变,平衡阀阻力系数有阀门本身所决定,因此流量只与平衡阀接管截面积F有关,同时本房间空调位于最高点,处于最不利环路上。需将截面积增大,将阀门开度调至最大。2、本工程位于上海,夏季室内空调设计温度为24,地暖要求的地面采暖温度为28。我们按照以下假设情况进行计算冷负荷:当邻室有一
5、定发热量时,通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷,按下式计算:Q传=KF(twp+tls-tn)式中:Q传稳态冷负荷,下同, WK- 导热系数,twp夏季空气调节室外计算日平均温度,;此处即为地板辐射采暖的设计温度28。tn夏季空气调节室内计算温度,设计院所取数值为24。tls邻室温升,可根据邻室散热强度采用,。相邻房间的室内温差不大,此项忽略不计;3、地板采暖和制冷空调的热延迟效应不同步,从空调热质交换原理上看,制冷空调不仅通过向室内源源不断送冷空气与室内的空气进行质的交换(主人对室内环境舒适度要求较高,要求换气次数不小于6次/h),而且冷空气与室内空气存在一定温差,
6、可进行热传导,热响应较快,室内温度提升快;地暖室内环管平面至室内木地板垂直距离20cm,主要为细石混凝土,地暖管道与室内空气仅存在热量的交换,且传导介质为细石混凝土层,一般情况下混凝土的传热系数介于1.74w/m.k与2.33w/m.k之间,相同时间内导热量远远小于空调的热质交换传热。这种情况直接会导致地暖与制冷空调同时运行过程中,室内温度不稳定,甚至出现大幅度的波动,严重影响室内环境的热舒适性。室内温度维持在260.3很难实现。经过对二者综合运行的工况分析,我们得出如下结论:(1)、制冷和采暖同时进行,要想使得室内温度在群控系统下趋于稳定,同时去调节制冷和采暖两个相反的热力工程是很难实现的,
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