某办公楼中庭空调系统末端形式的对比分析

第10卷　第1期制冷与空调

2010年2月

REFRIGERA TION AND A IR CONDITIONIN G

74279

收稿日期:2009208228

通信作者:孙国勋,Email :sun _guoxun @

某办公楼中庭空调系统末端形式的

对比分析

孙国勋1)　张婷1)　刘拴强2)

1)

(北京华创瑞风空调科技有限公司)　2)

(清华大学)

摘　要　在某办公楼中庭采用常规全空气空调系统和温湿度独立控制空调系统(T HIC )2种方案时,对室内的空调冷负荷及对应的送、回风参数进行计算和对比,进而对室内气流组织的差异进行模拟分析,并从热舒适性、空气品质等角度对模拟结果进行讨论。结果显示,采用T HIC 空调方式比常规全空气空调系统的室内气流速度场、温度场更加均匀,人员活动区域的热舒适、空气品质更好,而且可以显著降低高大空间的空调区域,相对于常规全空气空调系统,可降低空调冷负荷25%左右。关键词　高大空间;温湿度独立控制;气流组织;模拟;空调;空气品质

T erminal forms analysis of the HVAC system on atrium of

one off ice building

Sun Guoxun 1)　Zhang Ting 1)　Liu Shuanqiang 2

)

1)

(Beijing Sinorefine Air 2Conditioning Technology Co.,Lt d.)　2)

(Tsinghua U niversity )

ABSTRACT Present s t he comparison of t he cooling load and t he parameters of t he supply and ret urn air on an office building between conventional all 2air air 2conditioning system and temperat ure and humidity independent cont rol (T HIC )air 2conditioning system.Then ,carries out the simulation of air distribution.G ives the simulation results analysis from thermal comfort and indoor air quality angle.The results show that the THIC air 2conditioning system has better indoor air velocity field and temperature field than the conventional air 2conditioning sys 2tem ,especially in the people moment area.In addition ,the air 2conditioning area can be significant 2ly decreased ,in order to save more than 25%of the air 2conditioning energy consumption com 2pared to the conventional all 2air air 2conditioning system.

KE Y WOR DS high and large space ;temperat ure and humidity independent cont rol ;air dist ribution ;simulation ;air 2conditioning ;air quality

对于高大空间的空调系统设计,目前主要是采用全空气中央空调系统,通过喷口或者高速送风口进行送风,对空调区域进行温湿度调节。这种设计方式可以说是比较成熟、简单的方案。但是,有没有在能耗、舒适性、空气品质上相比更优化的空调方式呢?笔者以深圳市某办公楼项目为例,对其中庭的高大空间采用不同空调系统方式时的能耗及送风参数进行计算,并就不同空调系统形式下的气流组织进行CFD 模拟仿真与优化分析,以期对大空间空调

系统形式的优化设计提供参考。1　中庭概况

某办公楼位于深圳市蛇口工业区,建筑面积共25230m 2,其中地上5层,地下1层,空调面积共15600m 2,使用功能以办公、会议为主。关于该办公楼的详细资料,可参阅文献[1]。中庭整体呈阶梯状,图1中虚线所标示的结构即为中庭。该中庭位于建筑北侧,从2层贯穿到4层,净高12.2m ,高度是以玻璃幕墙为外围护结构的高大空间。

　第1期孙国勋等:某办公楼中庭空调系统末端形式的对比分析・75　・　

中庭在二层的空调面积约720m 2,二层以上采用自然通风的方式,以降低空调系统能耗。中庭的平面尺寸如图2所示。由图可知,中庭长度为73m ,宽约10m 。中庭共有3个对外开的门,4个内门和2部电梯

。

图1　

中庭位置及外观效果图

图2　中庭剖面图(单位:mm )

2　空调形式及负荷对比

2.1　常规空调系统负荷及送风参数

对于中庭这种高大空间区域,常规空调方式

一般采用全空气系统,如图3所示。即在一层设置1台独立的水冷空调柜机,该水冷柜机处理后的送风由位于中庭内侧结构墙体中部的送风管送至中

庭。整个区域采用上侧送下侧回的送风方式,其

中送风口为球形喷口,回风口为百叶风口,靠近地面设置。对该空调系统下的室内负荷进行计算,室内空气干球温度26℃,相对湿度60%,则空调季逐时冷负荷计算结果如图4所示。中庭供冷季最大冷负荷为126kW ,空调季累计负荷为152.9MW ・h ,单位面积负荷指标为173W/m 2。根据负荷计算结果,确定系统送风、回风的参数及风口布置形式为:

1)送风系统:送风温度17℃,相对湿度90%,送风量28000m 3/h 。球形送风口直径0.4m ,出口风速4m/s ,风口距离地面3.2m ,间隔5m 一个,共设16个。

2)回风系统:回风口为矩形百叶风口,长0.65m ,宽0.25m ,回风口风速3m/s ,风口距地面0.3m ,间隔5m 一个,共设16个

。

图3　

中庭常规全空气空调系统示意图

图4　中庭常规空调方式下的逐时冷负荷