地板送风中央空调运行原理:
该系统由空气处理机组(以下简称空调机)、终端送风机(以下简称送风机)以及活动地板组成。活动地板下分隔成送风区域和回风区域。空调机为下送风方式,将空调区域的回风(也可加入新风)经过滤、冷却(或加热)、或加湿、加压处理后,送入地下送风区域,再经各空调区域地板下的若干台送风机向上送出。
送风机置于活动地板下的送风区域,在分隔出的房间中,均包含有送风机,在送风机控制面板上,可以设定房间内的温度,送风机随时检测房间的温度变化,将检测到的温度与房间温度设定值比较,若达不到设定值,送风机将处于“送风运行”状态(见图1中送风机A),这时,送风机风阀关闭房间回风口,接通来自空调机的送风,送风机将风向上送到2米的高度,使房间温度下降,直到达到设定值。达到设定值后,送风机将处于“回风运行”状态运行,风阀关闭空调机送风,开启房间回风口,送风机吹出的风从回风口返回,“短路”运行,直到房间温度偏离设定值,送风机再次进入“送风运行”状态运行,依此循环方式运行下去。
地板送风系统基本概念:
设有架空地板系统;
空调送风系统布置在地面以下;
其它服务设施包括电力供应、语音通讯、宽带网络等均布;置在架空地板下方便接入及灵活调整。
架空地板及吊顶示意图:
外区地板送风系统示意图:
典型的吊顶安装变风量VAV:
应用地板送风的两个前提:
设置有架空地板系统;
采用全空气空调系统(非传统的风机盘管系统)。
适用于需要采用全空气系统的建筑:
现代高科技办公大楼;数据中心;控制中心;研发中心;实验室;图书馆、剧院及其它高大空间。
地板送风系统的优势:
地板送风更高的送风温度改善系统效率;
不考虑吊顶附近热分层的得热;
夜间可利用100%外气冷却大楼结构进行蓄冷降低制冷量;
空调风直接送入人员舒适区避免浪费;
地板风口低压运行(静压低于25Pa);
空调箱送风压力较低,降低风机运行功率。
降低空调系统生命周期成本:
风机马达功率降低,节约能耗;
利用水泥楼板蓄冷作用降低峰值供冷量;
节约室内重新分隔装修的空调系统调整和改造费用;
更高的人员舒适度。
平衡架空地板系统投资:
简化风道系统;地板上作业,空调安装费用降低;
系统能源效率提高;制冷系统装机容量减小;
建筑设计与建造研究表明,与传统上送风变风量系统相比,地板送风系统的初投资降低大约150元/m2。
地板送风系统的基本分类:
带压或微正压地板腔送风系统:
地板腔对室内保持20Pa~ 25Pa的正压差;
利用地板腔作为送风通道和静压腔;
可最大限度发挥地板送风的优势;
在初投资、运行费用和舒适度方面有显著优势;
对地板静压腔和地板系统的密封要求更高。
无压差或零压差地板腔送风系统:
架空地板腔内与室内压力几乎相同;
需设置大量风道将空气送至地板风口;
需要全部采用风机动力型末端或一体化送风装置;
不能充分发挥地板送风系统的优势;
在初投资、运行费用、舒适度方面存在不足;
对地板腔和架空地板系统的密封要求较低。
UFAD关注点:
提高送风温度;控制湿度;保持气流热分层;人员舒适度控制;内外区系统设置;地板送风口布置;地板送风系统经济性;提高系统效率和节能运行效果;更好满足LEED认证要求;建筑结构与电气配合。
地板送风系统设计:
送风温度:地板风口出风温度17℃~18℃为宜;
分区:内区、外区、及独立高负荷空间;
湿度控制:多采用二次回风,简便经济;
地板送风腔:深度(300mm~500mm)、分隔(分区设置);
AHU与气流通道:布局、风速、静压;
回风:尽量全部采用吊顶回风(特别建议可利用外区窗帘盒侧面开槽作为回风口,更加符合建筑装修要求,且减少吊顶回风口数量节约成本);
气流组织设计:实现热分层;
负荷计算及送风量确定:总风量与上送风VAV系统大体相当;
地板腔空气分配口规格与数量设置:风量、空间、最远风口距离限制;
适用的技术规范:设备、材料、控制工艺、系统及施工规范等。
负荷计算:送风温度,混合区确定。
外区系统优化:取消风机动力型,供冷与供热独立设置避免再热能量损失。
地板送风腔的设计和分隔:地板送风腔设置与分隔,AIR HIGHWAY。
空调系统设备;回风设置;湿度控制;外区独立送风系统;气流组织设计。
中央送风设备(AHU)或送风竖井:
设置原则:集中送风,减少设置数量,减少占地,降低初期投资;提高灵活性;可多层合并送风,通过竖井向各层地板腔输送空气;更好发挥地板送风(UFAD)优势。
地板静压腔与气流通道(AIR HIGHWAY):
地板静压腔:
按空调风区和用户分隔需要设置;
利用结构楼板和架空地板;
采用建筑立墙进行垂直分隔或采用镀锌钢板与支架设置垂直分隔;
气流通道(AIR HIGHWAY):
按照送风量和地板腔深度确定尺寸,风速不宜大于7.5M/S;
利用结构楼板、架空地板和建筑隔墙或镀锌钢板形成气流输送通道;
按照风口布置和地板腔分区总体布置。
漏风量控制要点:
地板腔漏风率要求稍低,允许10%以上,但不应高于15%:
地板送风腔区域内架空地板泄漏风量不影响能耗及舒适度,仍然用于消除室内负荷;
地板腔整体适当密封。
气流通路AIR HIGHWAY漏风率应要求5%~8%,尽量低:过高漏风率影响系统运行,增大运行能耗;
目前经验经过适当密封的地板系统漏风率可控制在5%以内。
关键材料:地板风口;架空地板系统;地板静压腔密封材料;AIR HIGHWAY构造及密封材料。
地板送风系统:
关键之一:保持室内空气热分层的稳定。
地面送风;上部回风;
维持送风高度在1.8米-2.0米;
地板送风是底部混合送风与上部类似置换通风的混合通风方式(半混合及半置换通风)。
传统上送风完全混合气流组织:
保持室内空气热分层的决定因素:
地板送风口性能,兼顾送风高度和快速诱导效果。
送风量:依据风口类型确定适当的送风量。
送风温差:供冷送风运行温差维持在5℃-6℃。
地板送风系统成功关键:
有效维持室内空气分层:
供冷条件下送风高度保持在地板以上约1.8米(6英尺);
供冷条件下避免吊顶附近热空气与下部空气混合。
能否实现热空气分层直接决定:
空气品质和室内环境舒适度;
供冷负荷、系统效率和总体运行能耗;
能否实现地板送风之设计初衷。
地板送风供冷气流组织分层运行示意图:
关键之二:更高的送风温度。
空调风直接送入人员舒适区;送风温度16℃-18℃为宜。
关键之三:湿度控制。
高送风温度带来的潜在问题是较高相对湿度;
设法将相对湿度控制在60%以下,以满室内空气品质的要求;
可采用冷冻水再热、循环式盘管等方式去湿;
利用单独的系统干燥室外新风或采用二次回风系统。
关键之四:回风。
一般应布置在吊顶位置或热分层内侧墙上;
吊顶灯具散热及室内污染物在进入舒适区混合前被排掉;
热空气自然浮力获得少量的“免费供冷”;
为满足去湿需要采用二次回风与低温一次风混合保证总体去湿量。
关键之五:系统分区。
内区:常年供冷、负荷相对稳定;
外区:供冷及供热、高负荷、变化频繁且幅度较大。
UFAD分区及系统设置基本原则:
分区原则:
内区:近似于定风量或轻微变风量;
外区:负荷大、变化频繁,变风量带加热;
特殊区域:负荷大、变化频繁,如会议室、餐厅、大堂等,一次风变风量、但总送风量为定风量。
地板腔及进风口设置:
地板腔应按照空调分区或建筑用户布局需要进行设置;进风口依据地板静压腔及最远地板风口不超过15米原则配置。
内区:
常年供冷;可采用定风量运行或大区变风量系统:
按照功能分区控制送风量;变风量地板送风口成组温度控制或采用变风量送风设备。采用高诱导螺旋上送射流风口。内区送风:
外区:
夏季供冷、冬季及供热;高负荷、高变化幅度;
变风量运行;变风量送风设备配置线形地板送风口;
地板送风口沿外窗或外墙布置;与内区共用地板送风静压腔;供热与供冷独立设置消除再热造成冷热抵消现象。外区送风:
外区带再热:
典型地板送风系统平面布置示意图之二:外区风机动力型带再热
外区无风机动力型末端,独立设置供冷和供热单元避免再热损失
一般建议采用带压地板送风腔:
大型静压箱,维持与室内的恒定压差。
地板腔尺寸:
取决于空调负荷;通常深度为300mm~600mm;
地板腔内静压一般为10Pa~25Pa;
地板腔内的静压由风道端部开口送风保持;
末端无需带风机系统效率更高、布置简单、运行更安静。
多层并联设置中央送风竖井:
传统地板送风风道:
地板送风主风道系统(AIR HIGHWAY):
优化经济型型风道(利用水泥楼板和架空地板作为风道面)。
地板送风主风道系统(AIR HIGHWAY):
AIR HIGHWAY构造细节:
AIR HIGHWAY风量分配阀;
维持地板抢内适当静压;
合理布置在AIR HIGHWAY与地板送风腔之间。
典型区域地板送风系统设置及关键产品:
一般开放式办公区域:
外区:独立设置变风量供冷单元及可调加热容量供热单元;
内区:手动调节地板送风口。
独立办公隔间:
外区:参照一般外区设置变风量供冷单元及可调式加热单元;
内区:温控型地板送风口。
会议室:变负荷定风量运行保证气流组织及舒适度;
公共区域:参照内区外区一般原则设置。
一般开放式办公区域:不设地板送风末端,外区变风量。
内区独立隔间:配置温控型地板送风口。
外区独立会议室隔间:配再热型串联风机VAV地板送风末端。
地板送风产品功能及性能要求:
气流热分层稳定在地面以上1.8米高度,保持热滞留层;
严格控制最大风量条件下运行噪声;
风口干扰区(风速和温度)控制在极小范围(水平方向一米半径内);
严格控制安装尺寸(高度、宽度);
满足内区外区不同的负荷调节需要;
满足局部舒适度调节需要;
充分保持办公环境调整的弹性;
调试和维护应十分便利。
内区风口—TAF-R型螺旋上送射流风口:
TAR地板风口气流形态:在较宽的运行风量范围内可保证送风射流高度稳定在大约1.8米左右。
TAF-R地板安装在地板内:
内区风口一般布置原则:
每人或每两人一套;
布置在走道或类似空敞区内;
距离人体停留位置1.0米左右;
不应布置在座位0.5米范围内。
TAF-L外区线形地板送风系统:
条形TAF-L地板送风口一般布置原则:
布置在外区或配合装修要求内区靠近墙壁;
安装在靠墙或窗的地面;也可安装在窗台顶面。
外区风口安装预留:
建筑结构配合:
重要内容:楼梯口;电梯厅;空调机房;外墙结合部位;隔墙;管线穿越预留;楼板表面处理;密封与清洁。
楼梯口:
电梯厅:
空调机房:
外墙反梁:架空地板以上安装玻璃幕墙或窗户。
隔墙:
管线穿越:
地板下电缆:
地面清洁处理:
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