一、项目概况:
山东外国语职业学院成立于2005年,坐落于以“日出初光先照”而得名、以“蓝天、碧海、金沙滩”而闻名、以姜子牙、刘勰、王献唐等而盛名的魅力宜居海滨城市日照市。学校占地1023.9亩,建筑面积32.4万平方米;教学仪器设备总值6100.31万元,图书馆馆藏图书110万册,电子图书120万册;建有18个校内实训基地、94个实验实训室。本项目为三期新建公寓楼以及教学楼超低温空气源项目应用。
1 、新建公寓楼三栋, 6#学生公寓建筑面积6240 .66平方米, 7#学生公寓建筑面积6240.66平方米,8#12464.52平方米,共计24945.84平方米,学生公寓冬季地暖供暖、夏季风盘供冷;
2 、新建教学楼四栋, 3#教学楼建筑面积9985.75平方米,4#教学楼建筑面积8651.1平方米,5#教学楼建筑面积8651.1平方米,6#教学楼建筑面积8651.1平方米,共计35939.05平方米,夏季、冬季由风机盘管制冷制热;
3、创业中心一栋,建筑面积计9300.9平方米,夏季、冬季由风机盘管制冷制热;
二、山东日照气象参数(供参考):
日照属于东部季风区,夏季高温多雨,冬季寒冷少雨。因其濒临沿海,受海洋影响显著,相对同纬度其他内陆地区四季温差较小,因此夏冬季气温适中。全市年平均气温13.8℃,年极端最高气温在35.8~36.1℃之间,年极端最低气温为-14.7~-9.9℃之间, 出现在1月下旬。
夏季室外相对温度:31.2℃ 相对湿度:72%
冬季室外相对温度∶-5℃ 相对湿度:61%
冬季极端环境温度:-15℃
热负荷计算
一、外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ(W),按下式计算:
Qτ=KFΔtτ-ξ(1.1)
式中 F—计算面积,m2;
τ—计算时刻,点钟;
τ-ξ—温度波的作用时刻,即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻, 点钟;
Δtτ-ξ—作用时刻下,通过外墙或屋面的冷负荷计算温差,简称负荷温差,℃。
当外墙或屋顶的衰减系数β<0.2时,可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ:
Qpj=KFΔtpj (1.2)
式中 Δtpj—负荷温差的日平均值,℃。
二、外窗的温差传热冷负荷
通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算:
Qτ=KFΔtτ (2.1)
式中 Δtτ—计算时刻下的负荷温差,℃;
K—传热系数。
三、外窗太阳辐射冷负荷
透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ,应根据不同情况分别按下列各式计算:
1、当外窗无任何遮阳设施时
Qτ=FCsCaJwτ (3.1)
式中 Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/m2;
2、当外窗只有内遮阳设施时
Qτ=FCsCaCnJwτ (3.2)
式中 Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/m2;
3、当外窗只有外遮阳板时
Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCa (3.3)
注:对于北纬27度以南地区的南窗, 可不考虑外遮阳板的作用,直接按式(3.1)计算。
4、当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时
Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCnCa (3.4
式中Jnτ计算时刻下,标准玻璃窗的直射辐射照度,W/m2;
Jnnτ计算时刻下,标准玻璃窗的散热辐射照度,W/m2;
F1 窗上收太阳直射照射的面积;
F 外窗面积(包括窗框、即窗的墙洞面积)m2;
Ca 窗的有效面积系数;
Cs 窗玻璃的遮挡系数;
Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数;
注:对于北纬27度以南地区的南窗, 可不考虑外遮阳板的作用,直接按式(3.2)计算。
四、内围护结构的传热冷负荷
1、当邻室为通风良好的非空调房间时,通过内窗的温差传热负荷,可按式(2.1)计算。
2、当邻室为通风良好的非空调房间时,通过内墙和楼板的温差传热负荷,可按式(1.1)计算,或按式(1.2)估算。此时负荷温差Δtτ-ξ及其平均值Δtpj,应按"零"朝向的数据采用。
3、当邻室有一定发热量时,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=KF(twp+Δtls-tn) (4.1)
式中 Q—稳态冷负荷,下同,W;
twp—夏季空气调节室外计算日平均温度,℃;
tn—夏季空气调节室内计算温度,℃;
Δtls—邻室温升,可根据邻室散热强度采用,℃。
五、人体冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qxτ,按下式计算:
Qxτ=nq1CclrCr (5.1)
式中 Cr 群体系数;
n 计算时刻空调房间内的总人数;
q1 一名成年男子小时显热散热量,W;
Cclr 人体显热散热冷负荷系数。
六、灯光冷负
照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ,应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算:
1、白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯
Q=1000n1NXτ-T (6.1)
2、镇流器装在空调房间内的荧光灯
Q=1200n1NXτ-T (6.2)
3、暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯
Q=1000n0NXτ-T (6.3)
式中 N 照明设备的安装功率,kW;
n0 考虑玻璃反射,顶棚内通风情况的系数,当荧光灯罩有小孔,利用自然通风散热于顶棚内时,取为0.5-0.6,荧光灯罩无通风孔时,视顶棚内通风情况取为0.6-0.8;
n1 同时使用系数,一般为0.5-0.8;
T 开灯时刻,点钟;
τ-T 从开灯时刻算起到计算时刻的时间,h;
Xτ-T τ-T时间照明散热的冷负荷系数。
经过天正以及鸿业软件进行修正,山东外国语职业学院新建教学楼以及宿舍楼总制热为3400KW。
设备选型
根据本项目总热负荷计算,选取36台青岛奥利凯超低温空气源机组,型号为:LR6803SQFM,16台,制热量为73KW,型号为:LR13603SQFM,20台,制热量为143KW,本项目总制热量为4028KW;
考虑到空气源热泵在低温情况下有一定衰减,根据山东日照市各月气温进行修正,机组制热量需在室外-7℃进行修正,修正系数为0.85,故实际制热量为4028*0.85=3423.8KW,满足建筑物总热负荷要求;
运行费用
由于本项目使用时间较为特殊,学生公寓楼主要夜间供暖(17:30-次日7:30)、教学楼主要白天(7:30-17:30,部分7:30-21:00)供暖供冷,故青岛奥利凯超低温空气源热泵不仅满足该场所供暖供冷需求,更需整个空调系统实现远程集中控制,同时对每栋楼进行自动控制。