某圖書館供暖系統(tǒng)的節(jié)能運行設(shè)計

　　摘要：供暖系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計成為相關(guān)單位關(guān)注的重點內(nèi)容，一旦在設(shè)計中某項環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，很容易增加供暖系統(tǒng)的能耗。圖書館的供暖系統(tǒng)與住宅結(jié)構(gòu)形式和用途不同，因此在供暖系統(tǒng)的設(shè)計中也會存在一定的差異性。本文以蘭州市某圖書館供暖系統(tǒng)的設(shè)計為例，探討其具體節(jié)能運行的設(shè)計內(nèi)容。

　　關(guān)鍵詞：圖書館;供暖系統(tǒng);節(jié)能運行;節(jié)能設(shè)計

　　0 前言

　　對于圖書館而言，所采用的供暖系統(tǒng)屬于集中供暖形式，集中供暖其所產(chǎn)生的熱效率較高，因此節(jié)能設(shè)計是其系統(tǒng)設(shè)計的重要內(nèi)容。在經(jīng)驗上分析，在供暖系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程中，其需要消耗大量的能量，設(shè)計期間需要設(shè)計人員更加注重節(jié)能措施的使用，但是在節(jié)能具體設(shè)計中卻容易受到各種因素的干擾，導(dǎo)致供暖效果難以提升。

　　1 工程背景

　　本工程為蘭州地區(qū)某圖書館供暖系統(tǒng)設(shè)計，其總 建 筑 面 積 為 35118.8m2，其 中 地 上 建 筑 面 積 為27739.9m2，地下建筑面積為7378.9m2，建筑總高度為34.8m。該圖書館屬于一類的高層公共建筑形式，地上建設(shè)六層，分別設(shè)計開架閱覽室、閱覽室、文獻(xiàn)資料室、研究室、圖書館、辦公及其它附屬用房、劇場及其附屬、排練用房及報告廳等;地下共設(shè)計一層，包含換熱站、制冷機房、密集書庫及常規(guī)地下汽車庫等設(shè)計內(nèi)容。

　　2 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與布置

　　2.1 空調(diào)系統(tǒng)的選擇

　　該工程中，在夏季空調(diào)冷源是由地下一層中的制冷機房、換熱站中的螺桿式冷水機所供應(yīng)，共設(shè)置兩臺，其中單臺的供冷量能夠達(dá)到 1487kW，供水與回水溫度為 7/12℃[1]。而冬季該建筑空調(diào)一次熱源為市政集中供熱—管網(wǎng)所提供的熱量，供回水的溫度為130/70℃，一次熱媒經(jīng)過室外的供熱管網(wǎng)連接到該樓下一層的制冷機房和換熱站中的全自動空調(diào)板換機組，在該機組隔熱和換熱之后，其可為該建筑冬季空調(diào)系統(tǒng)用熱提供60-45℃的熱水。

　　在系統(tǒng)站內(nèi)設(shè)置一套空調(diào)板式的換熱機組，每一套含有兩組板式換熱器。換熱機組的總熱量可達(dá)到3200kW。冷水的循環(huán)水泵共設(shè)計三臺，兩臺用于循環(huán)冷水使用，剩余一臺留作備用;冷卻水泵三臺，補水泵兩臺，一臺為主要使用的設(shè)備，一臺為備用設(shè)備，空調(diào)的冷卻塔設(shè)計兩座，建設(shè)于該建筑東部區(qū)域的二層輔助用房屋內(nèi)部，冷卻水本身的進水溫度為30℃，出水溫度為 35℃。站內(nèi)還設(shè)置一臺全自動化軟化水器，空調(diào)利用軟化補水箱一座，多相的全程水處理器可達(dá)到兩臺，空調(diào)系統(tǒng)定壓可由站內(nèi)補水泵進行變頻定壓。整個空調(diào)的冷負(fù)荷為2940kW，熱負(fù)荷 為 2635kW，冷 熱 負(fù) 荷 的 空 調(diào) 面 積 指 標(biāo) 分 別 為106W/㎡和95W/㎡。

　　2.2 風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

　　(1)在本圖書館的一層到五層之間的一些大空間公共用房均采取一次回風(fēng)的全空氣集中空調(diào)系統(tǒng)。機組采取落地安裝的形式，所安裝的空調(diào)機組本身包含新風(fēng)的初效與中效過濾段，送風(fēng)機和回風(fēng)機段、回風(fēng)初效的過濾段以及表冷加熱與加濕段幾部分。(2)每個樓層的輔助用房，如辦公室等區(qū)域，都是以風(fēng)機盤管+新風(fēng)系統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)[2]。其中新風(fēng)機組選擇的是吊頂式空氣處理機組的形式，在每個空調(diào)機房中都需要加裝該處理機組。在空調(diào)房間設(shè)計風(fēng)機盤管和新風(fēng)口。同時還需要在風(fēng)機的出入口風(fēng)管的位置設(shè)置阻抗復(fù)合消聲器，新風(fēng)入口的位置可設(shè)置電動風(fēng)閥連鎖新風(fēng)機。

　　2.3 水系統(tǒng)設(shè)計

　　(1)本空調(diào)利用一級泵變流量系統(tǒng)作為水系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)，并利用循環(huán)水泵進行變頻控制。如果負(fù)荷側(cè)冷水量小于單臺機組設(shè)定的最小允許流量，那么需打開旁通閥，由此二者之和可以作為冷水機組的最小流量�；�本由機組回水管上的流量計來計算流量。(2)該樓體空調(diào)水系統(tǒng)均采取的是兩管制的空調(diào)水系統(tǒng)。各個支路的水系統(tǒng)結(jié)合靜態(tài)平衡閥的設(shè)置，可以將各個并聯(lián)的管路壓差進行平衡。本次主立管則采取的是雙管下供下回異程式系統(tǒng)，每一層的水平直管都采取的是異程式，且還需在上部設(shè)置動態(tài)壓差平衡閥來進行各個層次水量的平衡作業(yè)。

　　(3)本次空調(diào)的冷水系統(tǒng)采取軟化水進行補水作業(yè)，并且采取多相全程水處理器的形式，其具備緩蝕、防垢、除銹等功能。也可采取變頻補水泵為空調(diào)水系統(tǒng)進行補水作業(yè)[3]。(4)在冷卻水系統(tǒng)中，其可設(shè)置兩臺方形的環(huán)保節(jié)能型橫流室冷卻塔，將其在建筑東部的二層輔助房屋面進行設(shè)置與安裝。選擇型號為 KSD-N-400(200-C2)。冷卻水的供回水溫度為 35/30℃，單臺機組的冷卻水流量為 312m3/h。也是采取變頻控制冷卻塔的風(fēng)機。

　　3 供暖系統(tǒng)設(shè)計

　　3.1 供暖范圍與熱源

　　本次供暖范圍包含：一層的門廳綜合服務(wù)區(qū)域以低溫地板輻射供暖系統(tǒng)為主要供暖設(shè)計，以此來消除冬季所產(chǎn)生的熱壓作用，避免室內(nèi)溫度呈現(xiàn)豎向的梯度上升問題。同時該供暖系統(tǒng)的熱源采取的是空調(diào)熱水，熱媒溫度為 60/45℃的低溫?zé)崴�，由管道的夾層空調(diào)供回水干管進行單獨接出，夏季將其關(guān)閉。

　　3.2 系統(tǒng)各項指標(biāo)與材料

　　(1)熱負(fù)荷：本次一層的供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷為145kW，采暖的熱指標(biāo)為65W/m2。(2)管材。本次供暖系統(tǒng)所采取的是耐熱型的聚乙烯管(PE-RT)，使用等級為 4 級，壽命為 50 年。工作期間的壓力為 0.6MPa，管材系列為 S5，規(guī)格為DN1.6*2.0。采取熱鍍鋅鋼管安裝在分配器之前，并使用絲扣進行連接。

　　(3)閥門。每個環(huán)路的分支位置回水干管都要設(shè)置 T40H-16 型號的手動調(diào)節(jié)閥，其余均采取截止閥和閘閥。當(dāng) DN≤40時，選擇 J11T-16型截止閥，當(dāng)DN≥50時采取 J41T-16型截止閥，閘閥則選擇 Z15T16型，并選擇遠(yuǎn)程調(diào)控式T42-V41D型的熱點驅(qū)動閥室的分配器，以此來調(diào)控室內(nèi)溫度。(4)保溫與防腐。當(dāng)所焊接的鋼管和管件被除銹之后，應(yīng)當(dāng)刷兩遍的紅丹防銹漆，在地下室或者是管井等地方敷設(shè)的不采暖空間中的管道需要做好保溫處理，一般采取巖棉管殼進行保溫，而DN≤40的管道所采取的保溫厚度為 40mm，DN>40 的管道所采取的保溫厚度為 50mm。在外部還需要纏兩道玻璃絲布。

　　3.3 施工作業(yè)

　　(1)在對填充層進行施工之前需要保障水壓試驗處于合格的狀態(tài)，一般的試驗壓力為0.8MPa，在一個小時內(nèi)的壓力降低不能超出 0.05MPa。在施工和養(yǎng)護的初期，加熱盤管內(nèi)部應(yīng)當(dāng)充水，其內(nèi)部壓力需要保持在 0.6MPa 以上，等到混凝土凝固之后方可排水、泄壓。

　　(2)所選擇的 PE-RT 加熱盤管需要采取 U 型卡或者是在聚苯板上進行固定，將卡間距進行固定：一般直管段為500-600mm，彎管段一般為200-300mm。

　　(3)在填充的豆石混凝土內(nèi)加入5%膨脹劑以防止混凝土受熱后龜裂，同時在房間面積超過 30m2或長邊超過 6m 時，設(shè)置 8mm 的膨脹縫，縫內(nèi)填充彈性材料，PE-RT 管穿越膨脹縫時加設(shè)長度 300mm 的柔性套管。4 結(jié)語綜上所述，本文基于對蘭州市某圖書館的供暖系統(tǒng)詳細(xì)分析，探討其在空調(diào)系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)中的實際參數(shù)和各項措施的實施內(nèi)容，最后提出兩點較為簡單的節(jié)能措施，希望本文能夠為相關(guān)圖書館供暖系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能設(shè)計提供一些思路，在減少能量消耗的情況保障供暖的效果。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]黃慶河，曹連華，馬春霞 .數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)節(jié)能設(shè)計研究[J].暖通空調(diào)，2020，50(03):53-56.

　　[2]楊柳，張孝怡，周曉慧，趙勇，洪篤勤 .昆明地區(qū)辦公建筑照明節(jié)能設(shè)計與實測分析[J].建筑節(jié)能，2020，48(01):40-43.

　　[3]周志剛，蘇繼程，楊陽 .蘭州某超高層酒店空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計[J].暖通空調(diào)，2020，50(10):50-53+35.

　　作者：趙紅妮

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