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1、合肥某大學實驗室空調系統改造設計方案1.概述該實驗室坐落于合肥市某大學校園內，占地面積150畝,規劃總建筑面積20287m2。該實驗室1989年建成投入使用。主實驗室為圓形大廳，主要實驗裝置為一環形設備，周邊及環內為實驗輔助配套設備。實驗室設計時配套有空調系統及實驗室區域制冷站。近二十年來，根據科研需要，實驗室的工藝設備進行過多次改造、擴建，配套的土建及基礎設施也隨著改造、擴建。已使用多年的實驗環大廳的空調系統及區域制冷站卻未進行改造，已不能滿足目前的使用要求。區域制冷站夏季空調冷源明顯不足。而且原有的空調系統為人工手動調節，不能滿足實驗室所要求的環境溫度的精度。國際上同類實驗室幾乎都有恒溫系2、統。為適應該實驗室使用環境的要求,擬對該空調系統進行改造，并對制冷站進行擴容改造。實驗大廳是一個半徑約為25.3m，高約16.5m的圓形空間。大廳內設有一臺可環繞的吊車，以便需要時吊裝工藝設備。大廳吊頂下最大凈空12.5m,環大廳周邊為2.3m寬，高度5.5m的環形走道。環大廳內環境設計參數為：平均溫度25,要求實驗大廳內溫度在相對時間內波動不大于1，相對濕度小于70%。工作區為2m以下，實驗室為全年使用。環大廳原有空調系統設有兩臺90000 m3/h的空調機組，氣流組織形式為大廳頂部噴口送風，周邊走廊頂部百葉風口回風，如圖1、圖2，環形送風支管設有電動調節閥。送風管道敷設于吊頂內。2.設計方3、案該實驗環大廳內實驗設備密布，除環形實驗主裝置外，其內外還有許多附屬設備，設備熱負荷為不均勻性分布(內區較多)。而廳內原有的頂部均勻送風，周邊均勻回風的氣流組織方式對消除大廳內不均勻負荷不利。且吊頂為非承重結構。如果要對氣流組織進行重新設計就必須對送風管道進行改造。雖然大廳內設有一臺環繞的吊車可利用，但其它較高大的施工設施無法進入，實驗室也不允許全面鋪開施工，只允許少量施工人員進入。如此不僅施工周期較長，對于一個經常處于使用狀態的重要實驗室，無法在甲方要求的短時間內完成，而且施工難度較大。在充分了解實驗室的實際情況后，認為對氣流組織進行重新設計是不可行的。因此本次改造考慮不對送風管道進行改造，4、在大廳實驗環內區負荷較大處，增設五臺局部末端處理裝置(明裝立式風機盤管)，將最外環的送風管道上的送風口封掉12個，減少負荷較低的外環的送風。施工時利用環大廳內設的吊車在需要封堵的風口下套裝盲管。實驗環大廳原設計除空調系統外，還設有熱水采暖系統，散熱器布置在大廳周邊的環形走道，有暖氣罩。對原有暖氣罩進行局部改造：拆除部分暖氣片(實驗環大廳原有的采暖系統仍然保留)，改為空調回風口，連接風管引入回風道，從而降低回風口高度，原有空調回風口部分封閉。如圖3。根據甲方所提負荷條件計算，考慮到送風系統管道不作改造，空調機組采用與原設計風量接近的兩臺85000m3/h的機組，空調機組設有回風機段、分風段、過濾5、段、表冷段、加熱段、加濕段和送風機段。根據現有使用情況，最不利季節采用最小新風比為10%可滿足實驗室對新風的要求。計算夏季耗冷量為736.8kW，冬季耗熱量為283.3kW。實驗環大廳空調為全年運行，大多數時間處于部分負荷狀態。綜合上述因素考慮，為實驗環大廳單獨配置過渡季節專用冷熱源：選配一臺額定供冷量為550kW的螺桿式冷水機組，為空調機組提供夏季與過渡季交替、區域制冷機房停機時所需用的冷凍水;選配一臺額定供熱量為200kW的熱水爐，為空調機組提供冬季與過渡季交替、校區鍋爐房停機時所需用的熱水。區域制冷機房提供的冷源作為實驗環大廳空調補充及備用冷源，如圖4所示;校區鍋爐房提供的區域熱源作為實6、驗環大廳空調補充及備用熱源，如圖5所示。考慮到整個實驗室區域的其它場所空調所需負荷設兩臺935kW的螺桿式冷水機組。三臺冷水機組、熱水爐及冷熱源系統其它設備集中設置在原區域制冷站(位于實驗環大廳西邊的輔房內)。并利用原區域制冷站外端的已搬遷不用的機修車間進行擴建。冷熱水系統均采用閉式循環系統，用膨脹罐定壓。當校區鍋爐房進入運行季節，有補充熱水進入本系統時，將熱水系統的定壓裝置用閥門切斷，由區域熱水系統定壓裝置定壓。3.節能措施及自動控制建筑節能是一項重要的基本國策。其中很重要的一點是暖通用能的節約，本改造設計無一例外的考慮了系統運行的節能措施。為保證空調冷熱源系統正常運行，在滿足技術要求的前提7、下盡可能節省能耗，采用可靠的自動控制技術是關鍵。本設計冷熱源和空調系統均考慮采用自動控制。控制系統由一套中央控制站、系統軟件、DDC控制器、傳感器及電動閥門等組成。總線將各種功能的控制器與中央工作站相連，完成空調及冷熱源系統的監測和控制以及空調及制冷機的節能優化控制。整體控制可提供對冷水機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、熱水爐、熱水泵運行工況的監測、控制及診斷;可按每天預先編排的時間程序及負荷來啟停設備。機組啟動后，通過彩色圖形顯示不同的狀態和報警，顯示各個參數的值及打印機輸出，并可通過操作人員任意修改設定值，以達到最佳的運行工況。本工程空調系統采用全年多工況恒溫恒濕的自動控制方式。根據室外空8、氣的焓頻圖把空調工況分區，由室外空氣的焓值與各分區臨界點的焓值比較，判斷室外空氣狀態所屬的空調工況區，從而控制各閥門的動作，實現不同的運行調節方法。被空調房間的恒溫恒濕狀態點可由業主運行操作人員按實際需要通過軟件修改(設定)。本設計在實驗環大廳設置溫濕度參數采集點共20對，其中環形走廊內柱設溫濕度采集點8對;中間實驗區域設溫濕度采集點8對;實驗環內環設溫濕度采集點4對。內環的溫度控制采用優先控制設在環大廳內環的風機盤管末端。本設計將兩套空調系統的送風總管在空調機房內并聯，并利用環大廳內的吊車對原有送風環支管上的電動調節閥進行維修或更換，這樣在過渡季和低負荷時，利用自控系統關閉部分環路，可以只開啟使用一臺空調機組就能滿足使用要求。實踐證明此方案是可行的。