档案库房空调系统建设方案
档案库房空调系统建设方案
2018-04-08
目录
一、项目背景3
二、需要分析4
2.1 需求指标4
2.2 现状调研4
2.3 气候情况7
2.4 其他要求8
三、设计原则8
3.1 实用性8
3.2 可靠性8
3.3 经济性8
3.4 可管理性8
四、方案设计8
4.1 关键指标8
4.1.1 档案室热负荷的确定8
4.1.2除湿量测算9
4.1.3加湿量测算9
4.1.4 其他9
4.2 空调系统解决方案10
4.2.1 机房空调改造方案10
4.2.2 低成本解决方案--小型商用中央空调系统10
4.2.3 高可用免维护系统—精密空调系统12
4.3 方案比较13
4.3.1 设备技术指标比较14
4.3.2 方案运行效果比较15
4.3.3 运维成本比较15
4.4 推荐方案15
一、项目背景
XXXX（公司/单位）（以下简称XXX）在新办公楼五层设置了一间档案室，面积约100平方米，档案室室内布局如图1－1，图1－2所示。档案室内存放着XXXX 大量的文档资料，大部分为纸质的文档材料原件，材料需要长时间保存。目前档案室已配备了气体消防设施，但空调系统使用的是办公楼的大型中央空调系统，因能耗大导致无法为档案室24小时开机运行的问题；且该空调系统无法为档案室提供加湿和除湿的湿度控制功能，档案室仅靠2台小型的移动除湿机来实现潮湿天气的除湿功能。目前整个档案室未达到《中华人民共和国档案法》、《档案馆温湿度管理暂行规定》等文件对档案室温湿度环境的要求，不利于档案资料的保管和存放，需要安装独立的空调系统改善XXXX档案室的环境，为档案保存提供一个良好环境。
图1－1 XXXX档案室室内布局图1
图1－2 XXXX档案室室内布局图2
二、需要分析
2.1 需求指标
XXXX根据《中华人民共和国档案法》、《档案馆温湿度管理暂行规定》、《档案馆建筑设计规范 JGJ 25-2000》等文件要求，提出了改造要求，申请安装独立空调系统，确保库房内温度控制在14～24℃之间，日变化幅度不超过±2℃；相对湿度控制在45~60%之间，日变化幅度不超过±5%。
2.2 现状调研
档案室位于XXXX办公楼5层西侧，面积约100平方米，位置如图2－1所示；档案室内安装有密集架17组，室内剩余空间较少，架顶距吊顶净高空间仅50多厘米，平面布局如图2－2所示。
图2－1 XXXX5层平面图
图2－2 档案室平面布局图
XXXX档案室内存放的物品主要是文档资料，没有发热的设施或设备。楼板已做加固措施，符合承重要求，地面为瓷砖地板，但地板和吊顶均未设置保温防潮措施，未设置除湿用的排水管道。
整个办公楼为全封闭的玻璃幕墙的结构，楼宇内没有足够的流通场所安装空调室外机组。经过考察，拟将空调安装于一楼机房空调机组旁的空地，位置如图2－3、图2－4所示。
图2－3 档案室空调室外机组安装位置
图2－4 档案室空调室外机组安装位置全貌
空调室外机组与档案室室内机管路目前仅在西侧有一管井，1楼至5楼高差约为20米，其中4层至1层的管井内已铺设有机房空调冷水机组的管线，可用空间不有
限，设计空调方案的时候必须解决好空调室内外机组联接问题，具体如图2－5所示。
图2－5 管井
档案室空调室外机组供电接入根据功率核算后可考虑接入机房空调室外机组配电柜或者接入地下室配电间，因机房空调机组为机房运行的核心附属设备，在选择机房空调室外机组配电柜做为配电接入时必须确保用电安全。
2.3 气候情况
XXXX办公楼地理位置处于亚热带地区，气候炎热，夏季多数时间最高气温高于40℃；雨水和潮湿天气比较多，高湿度的梅雨季节周期较长。整个办公楼为玻璃幕墙结构，档案室位于大楼西侧，易受西晒影响，虽然档案室在幕墙内侧增加了隔墙，但隔墙未做保温措施，并设置了未密封的消防卸压窗口，档案室受外界气候温湿度变化影响相对较大。
2.4 其他要求
XXXX档案室内因未预埋有排水管道，在进行空调系统设计时必须充分考虑好排水问题，包括抽湿排水和空调运行产生的冷凝水，以及加湿进水意外漏水的排水通路。同时对空调机组的噪声指标必须按国家相关标准进行严格控制，避免引起周围居民的投诉。
三、设计原则
XXXX档案室做为广西XX管理机构的档案存储场所，其设计要求满足档案存储的相关要求，在建设过程中应结合实际情况，遵循以下原则：
3.1 实用性
XXXX档案室空调系统的建设设计应该采用成熟的实用技术和设备，满足用户管理要求需求。
3.2 可靠性
档案室的空调系统需要24小时不间断运行，确保提供稳定的存储环境，空调系统设计须安全可靠。
3.3 经济性
档案室空调系统应以较高的性能价格比进行构建，使资金的产出投入比达到最大值。以较低的成本、较少的人员投入来完成并维持空调系统的正常运转。
3.4 可管理性
因空调系统存在水系统这个档案管理的隐患，设计须提供可管理功能，确保掌握系统运行状态，并及时发现出现的故障。
四、方案设计
4.1 关键指标
4.1.1 档案室热负荷的确定
空调系统设计时所考虑的热负荷主要包括设备负荷、室内照明负荷、建筑维护结构负荷、新风热负荷、人员的散热和散湿负荷、太阳辐射热负荷等，鉴于该档案室内存放的基本为无热源的文档资料，且室内无其他热源设备，照明、设备、人员、新风等热负荷忽略不计，整个档案室热负荷计算按面积来测算。
常用热负荷计算公式：
Q=Q1+Q2
Q1：设备热负荷，设备热负荷一般为设备总功耗的60%～80%做为发热计算，本项目中此部分忽略不计。
Q2：为环境热负荷，一般按120～180W/平方米。
本项目中Q > 100*120 W，即空调制冷功率应大于12KW（未包含除湿的功率）。考虑到大楼有中央空调系统，在大楼中央空调运行的时间段可以借助中央空调系统减缓档案室空调系统的运行压力。
4.1.2除湿量测算
因XXXX档案室所处地理位置每年均有不少时间段处于环境湿度大于70%以上的高湿度气候条件，因此整个空调系统必须有足够的除湿能力。
4.1.3加湿量测算
在相对密闭的环境中长时间处于空调制冷环境中，特别是在环境湿度大的气候时，很容易就导致档案室湿度低于45%的湿度要求，因此空调系统也必须有加湿功能。
4.1.4 其他
因安装环境条件制约，空调系统的室外机组只能安装于大楼一层，室内外机组海拔高差不低于20米，冷媒管线距离将不少于25米。同时，因档案室原装修设计未预留新风管道，且因大楼场所限制，本次改造不进行新风系统改造。
4.2 空调系统解决方案
4.2.1 机房空调改造方案
4层机房空调系统在规划设计时，仅考虑机房环境要求，一期项目实施中已部署了A机房室内机组3台、网络间室内机组2台、配电室冷盘风机2台、监控室冷盘风机1台，二期项目将会在B机房部署室内机组3台，室外机组设计功率仅满足确保机房达到A级标准运行。鉴于4层机房空调系统原规划设计容量有限，无法在确保机房空调系统安全正常运行的前提下提供额外12KW容量支持档案室的温湿度控制，且因机房空调冷冻水管道预埋资源仅涉及4层机房范围，改造风险大不利于机房环境的稳定运行。因此档案室空调系统需要单独建设，无法利于机房空调改造建设资源进行建设。
4.2.2 低成本解决方案--小型商用中央空调系统
解决方案：新购置小型商用冷媒中央空调系统，一台18HP（13.2KW）的室外机组带4台4HP（2.9KW）天花板嵌入式室内机，室内机组安装于天花板内，可有效的利用密集柜顶的空间实现温度的调节控制，详见图4－1、图4－2所示。但因商用空调系统不带湿度调节控制功能，需要另配加湿除湿设备，并通过温湿度监控设备来控制加湿、除湿的功能，确保档案室的湿度满足设定要求。
图4-1 空调室内机安装位置示意图
图4-2 室内外机组安装示意图
方案优点：在相对低的建设成本上实现档案室温湿度调节控制要求；空调室内机组为嵌入吊顶安装，不占用档案室空间。
方案缺点：商用空调不适合长时间不间断运行，设计使用寿命仅为3年（每年运行时间不超过150天），故障率较高；湿度控制需要单独加湿设备，断电后再来电无法自启动，维护麻烦。
建设成本估算：采用此方案的成本约为11万元，其中小型商用空调系统采购费用约9万元，加湿除湿设备采购费用1万元，集成改造实施费用1万元。
4.2.3 高可用免维护系统—精密空调系统
解决方案：新购2套12KW以上的恒温恒湿精密空调（新冷媒，支持室内外机组长距离联接），针对密集柜排列紧密的特点，室内机组在档案室内对角位置安装，增高安装基础架，以上送风的方式确保室内温度均匀控制，防止风短路现象。同时铺设加湿进水管和排水管安装，确保温湿度能自动控制在设定范围。但因有加湿补水的管路引入档案室，一旦出现漏水现象，将对档案室内的物品产生影响，因此需要配套做好排漏水管道，以及漏水检测等一系列辅助设施。详见图4－3、图4－4所示。
图4-3 空调室内机安装位置示意图
图4-4 室内外机组安装示意图
方案优点：温湿度能实现精确控制，可长时间不间断运行。
方案缺点：建设初次投入成本高，设备维保费用较高；运行噪音大，需进行降噪施工；有水源引入档案室，存在安全隐患。
建设成本估算：38万，其中精密空调机组29万元，施工费用9万元（含降噪施工）。
4.3 方案比较
4.3.1 设备技术指标比较
方案中空调系统的选型涉及2种类型：商用空调机和精密空调机，这2种类型设备设计技术指标特点如表4－1所示。
表4－1 设备设计技术指标情况表
4.3.2 方案运行效果比较
采用双机冗余精密空调系统运行的方案，可靠性要优于采用商用小型中央空调系统的方案，且对温湿度的控制精确性也明显优于后者。但使用旧空调移机的方案因原空调对长距离且大高度差的室内外机组连接安装效果不佳，易产生室外机组损耗过大导致可靠性下降的问题。
4.3.3 运维成本比较
精密空调系统因设备单价高，导致保修购买成本高，同时因需要专门维护人员开展运维工作，导致运维成本高；商用空调虽然保修费用低，但需要支出更多管理和维护人力成本。
4.3.4 方案风险比较
精密空调系统因有加湿补水管路，因大楼供水水压不稳，原设计方案未预留恒压水箱安装位置，也无法安装新风系统，导致系统运行风险加大，且要保障精密空调系统稳定运行，需要专门维护人员开展保养工作。商用空调系统存在因长时间运行导致空调损坏的风险，但可借助大楼中央空调系统，错时开启，可以减少空调机组运行时间。因此，针对XXXX的现状，使用商用空调系统的方案风险相对低些。
4.4 推荐方案
经过以上各项比较，虽然采用精密空调的方案具有更大的优势，但考虑到XXXX 办公楼条件，以及该局在未来几年内有搬迁至科技园新址办公的计划，同时大楼的中央空调系统也可缓解档案室运行环境的压力，为减少系统故障导致的损失，以及避免投资浪费，建议选用小型商用中央空调系统做为档案室空调系统建设的解决方案，整个系统建设总费用约为11万元。