某办公楼空调系统设计论文

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某办公楼空调系统设计毕业论文目录摘要1ABSTRACT2前言3目录4附表51.工程概况、设计任务、设计参数61.1工程概况61.2设计任务61.3主要设计参数61.3.1建筑热工参数61.3.2室外气象参数61.3.3室内设计参数71.3.4供回水温度72.空调系统设计72.1冷负荷、热负荷和湿负荷的计算72.1.1外墙和屋面传热冷负荷计算72.1.2外窗的温差传热冷负荷82.1.3外窗太阳辐射形成的逐时冷负荷82.1.4内围护结构的传热冷负荷92.1.5人体散热形成的冷负荷和湿负荷92.1.6餐厅食物形成的冷负荷和湿负荷负荷102.1.7灯光冷负荷102.1.8设备冷负荷112.1.9.冬季热负荷的计算和校核122.1.10.下送风负荷的计算122.2空调方式的确定142.2.1单风管集中式系统152.2.2风机盘管加新风系统162.2.3下送风空调系统162.2.4方案比较172.2.5系统划分192.3送风量和新风量的确定192.3.1送风量的确定192.3.2.送风量的计算202.3.3.四层夏季送风状态的校核2277 2.3.4新风量的确定222.3.5新风量的计算232.4新风负荷、冷水机组供冷负荷及市政供热负荷的计算242.4.1全空气系统新风负荷的计算242.4.2冷水机组供冷负荷的计算302.4.3三层风机盘管加新风系统的新风负荷计算302.5气流组织计算362.5.1气流组织的意义362.5.2送风形式的选择372.5.3回风形式的选择372.5.4排风形式的选择382.5.5气流组织计算382.6空调输送系统、设备的布置452.6.1空调输送系统(风管)的布置452.6.2空调设备的选择和布置452.7空调风系统的水力计算及风机的选择472.7.1水力计算472.7.2风机的选择562.8空调水系统的水力计算及设备的选择572.8.1空调水系统的选型比较572.8.2空调水系统的布置582.8.3十五层水系统水力计算582.8.4三层水管最不利环路水力计算632.8.5空调水系统供、回、凝水管652.8.6水管系统中的阀门652.8.7制冷机房的布置662.8.8设备选择662.9空调系统的消声计算732.9.1空调系统噪声源732.9.2空调系统的消声742.9.3消声设计计算743.空调系统的保温、防腐、防火和隔振763.1空调系统的保温763.1.1保温材料和结构763.1.2保温层厚度763.2空调系统的防腐763.3空调系统的防火773.4空调系统的隔振77致谢78参考文献7977 附表1.工程概况、设计任务、设计参数1.1工程概况本设计为工程公司空调系统设计。本大厦为十五层建筑，由于任务的划分，仅设计其中具有代表性的二层、四层以及顶层建筑。建筑占地面积为m2，建筑高度为m。1.2设计任务公司二、四层及顶层空调系统设计，本系统为舒适性空调系统，冷源采用冷水机组提供的冷冻水，热源采用经板式换热器与市政热网换热后的热水。1.3主要设计参数1.3.1建筑热工参数表1.1建筑热工参数表建筑结构名称传热系数[W/m2·℃]外墙（Ⅱ类结构,370砖墙、外表面水泥砂浆粉刷）K=0.58内墙K=1.5玻璃幕墙（双层反射中空玻璃）K=2.5楼板K=1.5木内门K=2.9屋面（Ⅲ类结构保温层沥青膨胀珍珠岩）K=0.451.3.2室外气象参数表1.2室外气象参数表地名站台位置室外计算干球温度（℃）夏季空调室外计算温度（℃）室外风速（m/s）冬季夏季北纬东经空调空调湿球干球冬季平均夏季平均西安34.18108.56-5.635.125.835.10.91.677 另外冬季空调室外相对湿度：66%；冬季大气压力：98100Pa；夏季大气压力:97100Pa。1.3.3室内设计参数表1.3室内设计参数数表建筑类型夏季冬季温度（℃）相对湿度（%）气流平均速度（m/s）温度（℃）相对湿度（%）气流平均速度（m/s）商场26±165±5≤0.222±140±5≤0.1办公室26±155±5≤0.222±140±5≤0.1宿舍26±165±5≤0.222±150±5≤0.21.3.4供回水温度夏季：冷水供水温度7℃，回水温度12℃；冬季：热水供水温度65℃，回水温度60℃。2.空调系统设计2.1冷负荷、热负荷和湿负荷的计算2.1.1外墙和屋面传热冷负荷计算外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷LQ0(W)，按下式计算：       LQ0=KF(t´lo-tn)       t´lo=（tlo+td）CαCβ(1.1)式中F—传热面积，㎡；K—传热系数；t´lo—夏季空调综合冷负荷计算逐时值℃tlo—冷负荷计算逐时温度值，℃，按技术措施（P72）表3.2.8-3,3.2.8-4选用；td—维护结构的地点修正值，按技术措施（P79）表3.2.8-5,3.2.8-677 选用；Cα—外表面放热系数修正值，按技术措施（P83）表3.2.8-8选用,室外平均风速2.2m/s；Cβ—围护结构外表面日射吸收系数修正值，按技术措施（P83）表3.2.8-9选用。2.1.2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LQ按下式计算：       LQ=KFC1C2（tlc+td2-tn）(2.1)式中 tlc—外窗逐时冷负荷计算温度，℃，按技术措施（P84）表3.2.9-4选用；K—传热系数，按技术措施（P83）表3.2.9-1选用；C1—窗框修正系数，按技术措施（P83）表3.2.9-2选用；C2—内遮阳修正系数，按技术措施（P84）表3.2.9-3选用；td2—地点修正系值，按技术措施（P84）表3.2.9-5选用2.1.3外窗太阳辐射形成的逐时冷负荷透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷LQ，应根据不同情况分别按下列各式计算：当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时 LQ=CsCnCα[F1JzdCl+（Fch-Fl）JshClN](3.1)式中Cs—窗玻璃的遮挡系数，按技术措施（P85）表3.2.10-1选用；Cn—窗内遮阳系数，按技术措施（P85）表3.2.10-2选用；Cα—窗有效面积系数，按技术措施（P85）表3.2.10-3选用；Fch—外窗面积，即窗洞面积；Jzd—透过玻璃窗太阳总辐射照度，详见《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87附录五（P246→P8→P225），取直接辐射和散射辐射之和；77 Jsh—透过玻璃窗散射辐射照度；Cl—冷负荷系数，按建筑纬度取值，并考虑有无内遮阳因素，按技术措施（P90～91）表3.2.10-8～9选用；ClN—北向冷负荷系数，同上；F1—窗上受太阳直接照射的面积；当外窗无外遮阳设施时LQ=CsCnCαF1JzdCl(3.2)2.1.4内围护结构的传热冷负荷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+Δtf-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，℃；   Δtf—附加温升，取临时平均温度与室外温度的差值℃；得热量不大的邻室取0～2℃，得热量〈23w/m取3℃，得热量23～116取5℃，得热量〉116取7℃。本设计附加温升△tf取值为，厕所和楼梯间1℃；楼道2℃；管理室3℃；空调机房和制冷机房5℃。2.1.5人体散热形成的冷负荷和湿负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷LQ，按下式计算：   LQ=n（q1Cl+q2）CrW=nwCr(5.1)式中Cr—群体系数；n—计算时刻空调房间内的总人数；q1—1名成年男子显热散热量，W，按技术措施（P102～103）表3.2.17-1选用，商场轻度劳动tn=26℃，q1=51W；77 办公室人员静坐tn=26℃，q1=63W；宿舍和套房极轻劳动tn=26℃，q1=61W。q2—1名成年男子每小时显热散热量，W，按技术措施（P102～103）表3.2.17-1选用，商场轻度劳动tn=26℃，q1=130W；办公室人员静坐tn=26℃，q1=45W；宿舍及套房极轻劳动tn=26℃，q1=73W。Cl—人体显热散热冷负荷系数；由于全天室内温度不能保持恒定，可取Cl=1；Cr—群集系数，，按技术措施（P103）表3.2.17-3选用；W—1名成年男子每小时散湿量，按技术措施（P102～103）表3.2.17-1选用。房间人数的确定：查《公共建筑节能设计标准》（P102～103）表B.0.6-1人均占有面积：高档商场：4m2/人；宿舍：15m2/人；套房：30m2/人；办公室：2.5m2/人；会议室：2.5m2/人。2.1.6餐厅食物形成的冷负荷和湿负荷负荷按技术措施（P106）选用。食物全热取17.4W/人；食物显热取8.7W/人；食物潜热取8.7W/人；食物散湿量取11.5g/h人。2.1.7灯光冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷LQ，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：白炽灯：     LQ=Nn1CCL.1(7.1)明装荧光灯（镇流器装在空调房间内的荧光灯）     LQ=（N1+N2）n1CCL.1(7.2)暗装荧光灯（灯管暗装在吊顶玻璃罩内）77      LQ=N1n1n2CCL.1(7.3)式中N—白炽灯的功率，kW；N1—荧光灯的功率，kW；N2—镇流器的功率，kW，一般取荧光灯的20%；n1—同时使用系数，查《公共建筑节能设计标准》（P30）表B.0.5-2；n2—考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔，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；   CCL.1—照明设备散热形成的冷负荷系数；本设计中采用《公共建筑节能设计标准》对灯光冷负荷进行估算，公式如下：LQ=a×F×n1×n2×Cl（7.4）式中a—照明密度值；F—房间占地面积；n1—灯具同时使用系数；n2—灯罩反射系数；Cl—照明形成的冷负荷系数；2.1.8设备冷负荷电热、电动设备散热形成的冷负荷LQ采用《公共建筑节能设计标准》的计算方法逐时进行计算，公式如下：电热设备散热量     LQ=n1n2n3NMFCL(8.1)式中NM—设备的安装功率，（W/m2)；    n1—同时使用系数，查《公共建筑节能设计标准》（P32）表B.0.7-2；    n2—安装系数；一般取0.7-0.9，本设计取0.8；77     n3—电动机的符合系数；一般取0.4-0.5，本设计取0.45；  F—房间的占地面积；CL—电动设备和用具散热的冷负荷系数，本设计取1.0。.2.1.9.冬季热负荷的计算和校核围护结构基本耗热量：Q=aβFK（tn-tkg）（9.1）a—温差修正系数见下表外墙、屋顶、地面以及室外相通的楼板等1.0屋顶与室外空去相通的非采暖地下室上面的楼板0.9非采暖地下室上面楼板、外墙上有窗时0.75外墙上无窗且位于室外地坪以上时0.6外墙上无窗且位于室外地坪以下时0.4与有外门窗的非采暖房间的隔墙0.7与无外门窗的非采暖房间的隔墙0.4与有外墙的、供暖的楼梯间相邻的隔墙、多层建筑的底层部分0.8多层建筑的顶层部分0.4β—附加热负荷，朝向修正率：北、东北、西北取0；西南、东南取-15%～-10%；东、西取5%；南取-25%～-15%。2.1.10.下送风负荷的计算下由于四层办公室采用下部送风的方式，可以有效地节约能源，其冷热负荷均较全室性空调要低，可以采用分项修正法对所计算出的四层办公室全室性负荷乘以其修正系数，如下式：Qx=Q·β(10.1)其修正系数β见下表2.1，查自《下送风空调原理与设计》表2.1修正系数β负荷种类β墙体0.75照明0.65设备　77 地板上0.95桌面上0.8人员0.95注：其中未指出的负荷性质均取1.按照上述计算方法计算出的冷、热负荷汇总如表2.1及2.2：（详细计算表见附录）表2.2二层商场及办公室负荷汇总房间编号冷负荷（W）湿负荷(g/h)热负荷(W)商场141532.8077102.6258432.14办公室17517.451059.325270.342、37192.791059.323651.3347306.061059.324477.6956354.56674.114008.8163330.38385.212401.5876708.55674.116212.2782753.69481.513143.289、101852.46385.211657.41112144.16385.212498.561217485.916461.529100.771315338.787256.786723.071415672.967256.788600.07表2.3顶层宿舍负荷汇总房间编号冷负荷（W）湿负荷(g/h)热负荷(W)13753.55101.373815.722、3、4、5、6、7、82543.70101.371157.3392646.27101.372800.38102329.69101.372004.47112512.83101.372625.22124530.88770.042384.711310103.223165.725422.51147082.382290.965375.17154351.132656.083403.51164811.482904.766496.36172985.96101.374940.6318、192899.26101.373699.7177 205159.34101.375420.40表2.3房间冷热负荷指标房间编号面积（㎡）冷负荷指标(W/㎡)热负荷指标（W/㎡）商场2312.0061.2225.27办公室191.2682.3757.752、391.2678.8240.01491.2680.0649.07558.50108.6268.53629.25113.8682.11758.50114.68106.19840.5067.9977.619、1029.2563.3356.661129.2573.3085.4212161.31108.4056.4213182.5284.0436.8314182.5285.8747.12宿舍123.49159.79162.442、3、4、5、6、7、823.49108.2949.27923.49112.66119.221023.4999.1885.331123.49106.97111.761236.78123.1964.841392.25109.5258.781490.7878.0259.211540.50107.4484.041658.5082.25111.051751.7857.6795.4218、1951.7855.9971.452051.7899.64104.682.2空调方式的确定77 空调系统一般均由空气处理设备和空气分配设备组成，根据需要，它可组成许多不同形状的系统，在工程上，应考虑建筑物的用途和性质，热湿负荷特点，温湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统。根据负担室内热湿负荷所用的介质不同，空调系统分为：全空气系统，全水系统，空气-水系统，制冷剂系统。全空气系统室内房间的负荷全部由经过处理的空气来负担。由于空气的比热容较小，用于和室内交换热量的空气量大，所以这种系统要求的风道截面积尺寸大，占用的建筑空间较多。全水系统室内负荷全部靠水作为冷热介质来负担。它不能解决房间通风换气的问题，通常不单独采用。空气—水系统负担室内的介质有水又有空气，它既解决了全水系统无法通风换气的困难，又可克服全空气系统要求风管截面大，占用建筑空间多的缺点。制冷剂式系统负担室内负荷以及室外新风负荷的是制冷剂的制冷剂。多用于集中冷却的分散型机组系统和全分散式系统。集中式、半集中式空调系统和全分散式空调系统相比，具有以下优点：空调效果好；可送新风，保证室内空气新鲜度；投资低；运行管理方便，运行费用低；故障少，便于维修；设备寿命长；噪声小；宜于装饰配合，达到现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的。2.2.1单风管集中式系统单风管集中式系统是指全空气、定风量的集中系统（不包括另设室温调节加热器的再热系统）。单风管集中式系统按回风的利用情况分为直流式系统、一次回风系统和二次回风系统。但商场建筑一般不是用直流式系统和二次回风系统。单风管集中式系统的优点是设备简单，初投资较省，管理方便。其缺点是当各房间的负荷变化不一致时，无法进行精确调节，风管尺寸大占有空间大的缺点，耗电量比较大。所以单风管集中式系统使用与空调房间比较大，房间各区域热湿负荷变化情况相类似的建筑。2.2.2风机盘管加新风系统77 风机盘管的空调方式是空气—水系统中的一种主要形式,主要是由风机、肋片管式水—空气换热器和接水盘组成，它的功能主要是在空气进入房间之前对从集中处理设备来的空气再进行一次处理，或者新风由新风机组集中处理，而房间内回风由风机盘管处理，组成风机盘管加新风的半集中式空调系统。风机盘管加新风系统的空气调节系统能够实现居住者的独立调节要求。它的主要优点是具有个别控制的优越性；风机盘管体型小，便于安装和布置，占用空间小。主要缺点有管理和维修不方便；风机静压小，送风范围有限等。所以风机盘管加新风系统一般适用于旅馆客房、公寓、医院病房、大型办公楼建筑。2.2.3下送风空调系统传统的混合通风一般是根据整个房间的热湿负荷，将一定量处理过的空气通过风道，由设在房间上部的送风口送出。具备一定初速度的送风气流，基于射流原理，在整个房间里形成回旋运动。在此过程中，吸收室内全部的余热余湿量，经充分混合后，再由回风口排除。所以房间上下各部分温度趋于一致，基本上可以使房间排风状态的焓值接近于工作区（居住区）空气的焓值。下送风空调系统是根据室内工作区的热湿负荷，将一定量处理过的空气送入空调房间的活动地板下或下部送风口，由风口向上或水平送出。由此，送出的气流首先进入工作区，通过诱导作用与室内空气混合，吸收工作区的热湿负荷，然后在室内热（污）源的对流流动带动下，向上移动，进入非工作区以后，借助设备及人体的热对流作用得以强化，再由设在吊顶上的回风口排除。下送风符合因空气密度差所形成的的热气流上升和冷气流下沉的原理，而室内的热浊气流由于浮力的作用而不断上升，并不断卷吸周围空气，这样由于热浊气流上升过程的卷吸作用，加上送风静压的推移及排风口的“抽吸”作用，送入室内的新鲜空气也缓慢向上移动，当送风速度较低时，可以形成类似活塞流的气流运动。因而其室内形成温度分层和浓度分层，室内下部空间的温度和污染物浓度均低于上部，送入气流在室内的停留时间及热浊气流的转移时间，都比上送风要短，所以，下送风空调系统具有较高的通风效率。77 下送风空调系统包含有三类形式：送风口位于地面上的地板送风，送风口位于房间下侧部的水平推流送风和送风口与椅背、桌面等相结合的局部送风系统。当满足送风速度小到一点程度等条件时，无论是地板送风，还是房间下侧部的水平推流送风，都可以形成活塞流，以“置换”室内污浊的和热的空气，创造出具有良好空气品质和热舒适的室内环境。下送风空调有许多鲜明的特点，它的主要优点有以下几个方面：1.良好的空气品质；2.较大的节能潜力与经济价值；3.灵活的调节方式；4.方便的配合形式。2.2.4方案比较全空气系统与空气-水系统是现在普遍运用的两种方式,现将两种方案的优缺点总结归纳见下表:表2.4全空气系统与空气－水系统方案比较表比较项目全空气系统空气－水系统设备布置与机房1．空调与制冷设备可以集中布置在机房2．机房面积较大层高较高3．有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上1.只需要新风空调机房、机房面积小2.风机盘管可以设在空调机房内3.分散布置、敷设各种管线较麻烦风管系统1．空调送回风管系统复杂、布置困难2．支风管和风口较多时不易均衡调节风量1．放室内时不接送、回风管2．当和新风系统联合使用时，新风管较小77 节能与经济性1.可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间2.对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济3.部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经济1．灵活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节2．盘管冬夏兼用，内避容易结垢，降低传热效率3．无法实现全年多工况节能运行使用寿命使用寿命长使用寿命较长安装设备与风管的安装工作量大周期长安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器之间维护运行空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护布置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、易漏水温湿度控制可以严格地控制室内温度和室内相对湿度对室内温度要求严格时难于满足空气过滤与净化可以采用初中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受染，须常换水过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足消声与隔振可以有效地采取消防和隔振措施必须采用低噪声风机才能保证室内要求风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间之间不会互相污染本次设计之中，所给的建筑分为三个功能区，二层是商场大空间，层高较77 高，并且商场工作时间比较固定，不用单独进行温湿度控制，宜采用集中式空调系统；四层是办公室建筑，办公时间较为一致，层高是4.3m，布置风管亦很方便，每个房间热湿负荷较为接近，可以采用统一送风状态点进行送风，但是考虑到其为办公建筑，应该以节能降耗为首要考虑要素，因而采用前述节能效果较为显著地集中式空调系统、利用房间下侧风口水平低速送风，不仅热舒适性较好，而且有很好的节能作用；顶层为宾馆、宿舍类建筑，作息时间不固定，如果采用集中式空调系统的话，将造成极大的浪费，并且层高仅有3.5m，不宜布置较大的风管，因此选用半集中式空调系统其中最为普遍的风机盘管加新风系统对本层建筑进行温湿度调节。2.2.5系统划分如前述，二层和四层采用全空气空调系统，但由于前面计算所得结果显示二层商场热湿负荷较大，并且四层办公室亦有较大的热湿负荷，因此在二层商场设置两个组合式空调机组对本次进行调控，四层选用一台组合式空调机组为下送风口提供处理过的空气，系统均采用一次回风、露点送风的空调系统；顶层使用风机盘管加新风系统，单独设置新风机组，将新风处理到与室内焓值相等的状态，不承担室内负荷。2.3送风量和新风量的确定2.3.1送风量的确定　　空气调节系统的送风量通常按照夏季最大的室内冷负荷，按下式计算确定：式中：——送风量（kg/s）；——室内冷负荷（kW）；　——室内湿负荷（kg/s）；　　　——室内空气的焓值（kJ/kg）；77 　　　——送风状态下的空气的焓值（kJ/kg）；　　——室内空气的含湿量（g/kg）；　　　——送风状态下的空气的含湿量（g/kg）；和都是已知的，室内状态点在图上的位置已经确定。因此，只要过点作线，也能确定点，从而算出送风量2.3.2.送风量的计算以一层商场为例进行计算：计算热湿比：ε===6608.31在焓湿图上找出室内状态点：室内状态点：N--干球温度(℃):26焓(kJ/kg.干空气):63.75含湿量(g/kg.干空气):14.75相对湿度(%):65。采用露点送风方式，根据热湿比ε和室内状态点N确定在焓湿图上确定送风状态点O。送风状态点：O--干球温度(℃):18.4焓(kJ/kg.干空气):50.96含湿量(g/kg.干空气):12.77相对湿度(%):90送风量：G===37237m3/h送风温差：Δt=26-18.4=7.6℃<10℃符合空调精度要求。由于商场采用两台空调组合式空调机组送风，送风量被分为了两部分，一部分为25050m3/h，一部分为12187m3/h。此外，商场是大空间，还应考虑过渡季节的排风量，此商场内设置两个排风装置，排风量分别为21732m3/h，8223m3/h。77 图2.3.1送风状态点的确定过程其他房间的送风状态点和送风量如下表2.5所示。表2.5各房间送风状态点的确定房间编号干球温度(℃)焓(kJ/kg.干)含湿量(g/kg.干)相对湿度(%)商场18.450.9612.77290办公室118.751.9812.84902、318.751.9812.8490418.751.9812.8490518.751.9812.8490618.751.9812.8490718.751.9812.8490818.751.9812.84909、1018.751.9812.84901118.751.9812.84901218.751.9812.84901318.751.9812.84901418.751.9812.8490宿舍119.2453.1813.3902、3、4、5、6、7、819.2153.0813.2790919.2253.0913.27901019.253.0513.26901119.21563.0713.27901218.7851.7212.91901318.2149.9612.459077 1417.5647.9911.94901517.4547.6711.86901617.5647.9911.94901719.2353.1213.289018、1919.2253.1213.28902019.2653.2313.31902.3.3.四层夏季送风状态的校核由于四层采用统一的送风状态点送风，各个房间的热湿负荷不同，但是民用建筑对空调精度要求不高，只要温度可以满足设计要求，相对湿度的影响不大，因此可以采用统一送风状态点送风。各房间送风量统计见下表2.6：表2.6各房间送风状态点的确定房间编号送风量（m3/h）房间编号送风量（m3/h）商场37237.00宿舍11949.36办公室13032.112、3、4、5、6、7、81301.642、32787.1891354.1242815.99101155.6052543.84111285.8461322.63122190.1172663.92134508.9981060.98142433.329、10706.4615765.9611824.18162147.32125514.06171527.93134416.0018、191483.57144557.76202679.422.3.4新风量的确定1.空调系统的新风量不应小于总送风量的10%；2.局部排风和保证室内正压所需的新风量之和；77 3.保证各房间每人每小时所需的新风量（即卫生要求）。而商场，多功能厅，人员密集，人口密度大，按人员较多的地方，取8(m3/h人)；客房取30(m3/h人)。　2.3.5新风量的计算采用的计算方法如下：根据卫生要求：新风量GW=人数×满足卫生要求所需新风量最小新风比为：10%新风量GW=送风量×最小新风比局部排风和保持室内正压所需之和的新风量：新风量GW=房间体积×保证室内正压所需的换气次数计算表即结果如下：因为房间面积和人数以及房间总风量前面已经计算过了，所以在此只写出计算结果，查技术措施（P115）表3.3.13，换气次数n=0.7（取正压5Pa，有外窗密闭性较好）,二层层高为4.5m，四层层高为4.3m，顶层层高为3.5m.表2.7新风量计算表房间编号按卫生标准按正压和局部排风标准按总风量10%计算新风量m3/h新风比商场46247282.803513.607282.800.20办公室1330274.69295.20330.000.212、3330274.69280.80330.000.214330274.69288.00330.000.215210176.09262.80262.800.21612088.04133.20133.200.217210176.09277.20277.200.218150121.91104.40150.000.219、1012088.0464.80120.000.211112088.0479.20120.000.2112650485.54493.20650.000.2177 13730549.39349.20730.000.2114730549.39363.60730.000.21宿舍16057.55194.94194.940.102、3、4、5、6、7、86057.55130.16130.160.1096057.55135.41135.410.10106057.55115.56115.560.10116057.55128.58128.580.101227090.11219.01270.000.1213294226.01450.90450.900.1014360222.41244.10360.000.151517099.2376.60170.000.2216230143.33214.73230.000.111760126.86152.79152.790.1018、1960126.86148.36148.360.102060126.86267.94267.940.102.4新风负荷、冷水机组供冷负荷及市政供热负荷的计算2.4.1全空气系统新风负荷的计算1.空气处理过程的焓湿图本设计的送风方案采用露点送风，其处理焓湿图如图2.4.1所示。图2.4.1一次回风夏季空气处理过程焓湿图77 以二楼商场为例进行计算：其室外状态点为：室外状态点：W--干球温度(℃):35.1焓(kJ/kg.干空气):82.92含湿量(g/kg.干空气):25.8.相对湿度(%):48.97其室内状态点为：室内状态点：N--干球温度(℃):26焓(kJ/kg.干空气):60.29.含湿量(g/kg.干空气):13.354相对湿度(%):65。根据之前确定的新风量确定C点：新风比=20.1%，根据NC和NW的比例关系可以在焓湿图上确定C点位置。新回风混合点：C--干球温度(℃):27.9焓(kJ/kg.干空气):67.95含湿量(g/kg.干空气):15.573相对湿度(%):61.39根据前面确定的热湿比ε、室内状态点N、送风状态点O、室外状态点W以及新回风混合点C，可在焓湿图表示出夏季一次回风过程，如上图2.4.1。2.新风冷负荷的计算从空气的处理流程来看：新风进入系统时的焓值为，排出时的为，这部分冷量就是新风负荷。=2.23×1000×(82.92-60.29)=44.27kW新风冷负荷汇总如下表2.8：表2.8新风冷负荷汇总表房间编号新风负荷（kW）商场44.27办公室13.212、32.9542.9852.6961.4072.8281.1277 9、100.75110.87125.83134.67144.823.新风热负荷的校正及冬季空气处理过程冬季采用市政供热，系统定风量。图2.4.2一次回风冬季空气处理过程焓湿图冬季室外状态点为：W--干球温度(℃):-5.6焓(kJ/kg.干空气):-1.824含湿量(g/kg.干空气):1.539相对湿度(%):66由于热对流的作用，若想使室内两米以内工作区达到设计要求，需提高室内设计温度。故因层高不同将二层房间设计温度提高4℃，三层房间设计温度提高4℃。以二层商场为例进行计算：N--干球温度(℃)：26焓(kJ/kg.干空气):62.82含湿量(g/kg.干空气):14.34相对湿度(%):6577 室内送风状态点O点：h0+hn=+62.824=67.241d0=dn-=14.34-=12.719查图可知送风状态点：t0=34.3℃，高于人体体表温度34℃，故不会有吹冷风的感觉。再根据N、W室内外状态点和新风混合比确定混合状态点C。C--干球温度(℃)：21焓(kJ/kg.干空气):51.16含湿量(g/kg.干空气):11.781相对湿度(%):72.36新回风混合后等焓加湿到E状态点。E点与C点的焓值相同与O点的含湿量相同故确定E状态点。由E状态点加热到送风状态点O点。E--干球温度(℃)：18.7焓(kJ/kg.干空气):51.16含湿量(g/kg.干空气):12.719相对湿度(%):90。其余房间的冬季状态点汇总如下表2.9-2.182.9房间1冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.620.829.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82442.81950.73734.42934.429相对湿度(%)6653.9130.2359.3480.12.10房间2、3冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.622.929.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82445.00150.73734.42934.429相对湿度(%)6647.3330.2359.3480.177 2.11房间4冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.621.929.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82444.00450.73734.42934.429相对湿度(%)6650.1930.2359.3480.12.12房间5冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.619.329.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82441.26450.73734.42934.429相对湿度(%)6659.1930.2359.3480.12.13房间6冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.618.829.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82440.79950.73734.42934.429相对湿度(%)6660.9130.2359.3480.12.14房间7冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.618.229.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82436.05550.73734.42934.42977 相对湿度(%)6681.6930.2359.3480.12.15房间8冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.618.429.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82440.33450.73734.42934.429相对湿度(%)6662.6130.2359.3480.12.16房间9、10冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.62229.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82444.06650.73734.42934.429相对湿度(%)665030.2359.3480.12.17房间11冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.618.429.616.313.7含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82440.39750.73734.42934.429相对湿度(%)6662.4330.2359.3480.12.18房间12冬季送回风状态点参数汇总状态点室外W室内N送风O混合C加湿后E干球温度(℃)-5.626.329.616.313.777 含湿量(g/kg.干)1.5398.5968.1537.1148.153焓(kJ/kg.干)-1.82448.50550.73734.42934.429相对湿度(%)6638.5830.2359.3480.12.4.2冷水机组供冷负荷的计算因为该系统没有再热，所以冷机的供冷负荷就为室内冷负荷+新风负荷。以二层商场为例，即：11.377（82.92-60.29）=76.24kW冷热水机组供冷负荷汇总如下：表2.19机组供冷负荷汇总表房间二层商城四层办公室供冷负荷KW185.79127.772.4.3三层风机盘管加新风系统的新风负荷计算1.空气处理过程的焓湿图本设计采用将新风处理到与室内空气焓值相同的状态点进行送风的形式，其空气处理过程如下图：图2.4.3风机盘管系统处理新风焓湿图以顶层宿舍1为例进行计算：77 其室外状态点为：室外状态点：W--干球温度(℃):35.1焓(kJ/kg.干空气):82.7含湿量(g/kg.干空气):18.4相对湿度(%):48.7其室内状态点为：室内状态点：N--干球温度(℃):26焓(kJ/kg.干空气):60.4含湿量(g/kg.干空气):13.4相对湿度(%):60。确定新风机组处理后的状态点L1：L1点与室内状态点N等焓，取相对湿度为90%，故确定L1点：N--干球温度(℃):21.4焓(kJ/kg.干空气):60.4含湿量(g/kg.干空气):15.3相对湿度(%):90。确定风机盘管出风状态点L2：室内送风状态点O（即上图中C点）见表2.3.1，再根据新风混合比确定风机盘管的出风状态点L2：N--干球温度(℃):19.1焓(kJ/kg.干空气):52.7含湿量(g/kg.干空气):13.2相对湿度(%):90。由于风机盘管加新风系统中个房间的室内状态点基本相同，所以可以采用统一机组统一将新风处理到同一状态。顶层各房间状态点汇总如下表2.20-2.32表2.20顶层房间1新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.1019.30含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.7053.50相对湿度(%)48.7060.0090.0090.0090.1077 表2.21顶层房间2、3、4、5、6、7、8新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.6053.40相对湿度(%)48.7060.0090.0090.7090.70表2.22顶层房间9新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0020.6216.5519.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4013.8710.6113.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4043.5853.40相对湿度(%)48.7060.0090.0089.4090.70表2.23顶层房间10新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.1013.30焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.3053.10相对湿度(%)48.7060.0090.0090.0090.1077 表2.24顶层房间11新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.6053.40相对湿度(%)48.7060.0090.0090.7090.70表2.25顶层房间12新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4018.4018.80含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.1013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4051.9052.90相对湿度(%)48.7060.0090.0093.3093.00表2.26顶层房间13新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4017.8018.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4051.4052.30相对湿度(%)48.7060.0090.0097.2096.50表2.27顶层房间14新风及盘管送风状态汇总表77 状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4017.6018.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3012.0012.50焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4048.1049.90相对湿度(%)48.7060.0090.0089.5089.90表2.28顶层房间15新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4012.8014.70含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.308.409.90焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4034.1039.90相对湿度(%)48.7060.0090.0086.5089.90表2.29顶层房间16新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4017.8018.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4051.4052.30相对湿度(%)48.7060.0090.0097..396.50表2.30顶层房间17新风及盘管送风状态汇总表77 状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.6053.40相对湿度(%)48.7060.0090.0090.7090.70表2.31顶层房间18、19新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.0019.20含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.6053.40相对湿度(%)48.7060.0090.0090.7090.70表2.32顶层房间20新风及盘管送风状态汇总表状态点室外W室内N新风送风L1盘管送风L2混合点C干球温度(℃)35.1026.0021.4019.1019.30含湿量(g/kg.干)18.4013.4015.3013.2013.40焓(kJ/kg.干)82.7060.4060.4052.7053.50相对湿度(%)48.7060.0090.0090.0090.10夏季新风总冷负荷：77 （kW）（4-16）其中：——夏季新风总冷负荷，kW；——总新风量，kg/s；hW——室外空气的焓值，kJ/kg；hN——室内空气的焓值，kJ/kg=2457.65×（82.7-60.4）×1.2／3600=16.94（kW）2.风机盘管全冷量由于机组采用的是将新风处理到与室内焓值相同的状态点，新风不承担室内冷负荷，故风机盘管全冷量等于室内的冷负荷。3.冬季负荷校正由于风机盘管系统不能对冬季室内湿度进行调节，故风机盘管系统不需进行冬季负荷校正，只需保证所选型号能够满足冬季热负荷即可。2.5气流组织计算2.5.1气流组织的意义1.空调系统处理后的空气，经送风口送入空调房间，与室内空气进行热质交换后由回风口排出，必然引起室内空气的流动，形成某种形式的气流流型和速度场，速度场往往是其它场（如温度场、湿度场和浓度场）存在的前提和基础，所以不同恒温精度、洁净度和不同使用要求的空调房间，往往也要求不同形式的气流流型和速度场。2.工作区的风速也是影响热舒适的一个重要因素。在温度较高的场所通常可以用提高风速来改善热舒适环境，但大风速是令人厌烦的。我国规范规定：舒适性空调冬季室内风速不应大于0.2m/s，夏季不应大于0.3m/s。3.77 影响气流组织的因素很多，如送风口的位置及型式，回风口的位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。其中以送风口的空气射流及其参数对气流组织的影响更为重要。4.空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响到空调房间的空调效果，而且也影响空调系统的能耗量。5.气流设计的任务是合理的组织室内空气的流动，使室内工作区空气的温度、湿度能更好的满足工艺要求及人们的舒适感要求。2.5.2送风形式的选择空气调节房间的主要送风形式有：1.百叶风口或条缝型风口侧送；2.散流器、孔板或条缝型风口顶送；3.地板散流器下送；4.喷口送风。5.置换送风口下侧水平推送气流。在本设计当中，二层商场为大空间，层高为4.5m，并且建筑比较规则，适宜布置方形散流器上送；四层办公室使用置换通风口在房间下部水平推送气流；顶层宿舍由于使用风机盘管送风，且房间进深不大，使用单层百叶风口上侧送风。2.5.3回风形式的选择该建筑二层属于大空间，而且夏季人流量大，热气流上升，不适合使用下回或中间回风。在使用上回时，受吊顶空间限制回风管不适宜与送风管交叉，而且回风量较大，因此选择网板回风口，直接布置在回风管上，并且在风管上安装对开多页调节阀对回风量进行调节；四层办公室由于受到走廊和层高的限制，回风管布置在送风管之下，如果将回风口设在房间中部的话，会极大地占用空间，因而采用在房间上部侧面回风，风口使用单层百叶风口；顶层宿舍风机盘管选择后回风式，回风口单层百叶风口，并采用吊顶回风方式，回风直接进入风机盘管内。风机盘管出风管和新风管道部分做局部吊顶处理。77 2.5.4排风形式的选择由于二层商场属于大空间公共建筑，过渡季节需要考虑排风问题，而四层办公室和顶层宿舍因为空间较小，且都有窗户，可以利用自然通风进行过渡季节的排风。因此只需对二层商场进行排风设计，排风管道也不能和送回风管道交叉，单独设计两处排风装置，选择排风风机置于吊顶内，排风风口选择单层百叶风口直接布置在风管上，并且设置对开多页调节阀进行风量控制。2.5.5气流组织计算1．商场气流组织计算：1）确定送风量，之前的计算已经给出。2）确定风口个数。根据所给建筑图纸，布置送回风口，对于方形散流器，间距5-6米为宜。3）确定送、回风口的风速m/s以及风口尺寸。采用假定流速法进行计算。送风风速3-5m/s，回风风速2-4m/s。4）检查ux：根据式ux=u0式中u0—出口风速；—风口特性系数。按《空气调节》表5-2查得；K1—射流受限修正系数。按《空气调节》图5-13查得；K2—射流重合修正系数。按《空气调节》图5-14查得；K3—非等温修正系数。按《空气调节》图5-15查得；—垂直射程；=吊顶高度工作区高度。l—水平射程，m；F0—风口面积，m2。5）检查△tx：根据式77 △tx=△t0式中—风口特性系数；△tx—送风温差，℃；6）校核射流的贴附长度。计算式如下：xl=z=若xl等于送风口所需射程，则认为符合要求。以二层商场为例：根据房间形状将整个房间划分为55个小方区，尺寸为A*B*H=6m×6m×3.5m的区域。水平射程3.0m，竖直射程3.5m，垂直射程为1.5m，夏季送风温差为7.6℃，冬季送风温差为8.3℃。1）房间总送风量G=37237m3/h；总回风量Gh=29954m3/h2）散流器个数，55个。各风口出风量GO==677m3/h网板回风口个数，6个。各风口回风量GO==4992m3/h3）送风口：假定流速V=4/s，则F==0.047m2选择200×200的风口F0=0.04m2则，实际风速Vs==4.43m/s回风口：方法同上选择1000×400的风口实际风速Vs=3.47m/s4）检查ux：根据式77 ux=u0式中=1.2，K1=0.38，K2K3=1，=1.5m，l=3.0m带入各值得ux=0.135m/s＜0.3m/s5）检查△tx：根据式△tx=△t0夏季校正：△t0=7.4℃n1=1带入各值得△tx=0.19℃＜1℃冬季校正：△t0=8.3℃n1=1带入各值得△tx=0.208℃＜1℃故ux，△tx均满足要求6）校核射流的贴附长度。计算式如下：xl=z=夏季校核：k=0.35-0.62=0.2带入各值得xl=2.838m＜3.0m故符合冬季校核：带入各值得xl=2.705m＜3.0m故符合排风系统的气流组织也采用相同的方法。二层商场分为两个系统送风，则送回及排风口的尺寸见下表2.332.33二层商场风口汇总表系统名称送风口个数尺寸（mm）回风口个数尺寸（mm）K-138200×20041000×400K-217200×20021000×400P-141000×400　　P-221000×400　　2．四层气流组织计算：77 下侧通风通常采用柱形落地式散流器（置换送风器）。当送风温差较小，出风速度只为0.2m/s时，则符合置换通风的条件。水平送出的冷气流由风口送出，在向地板沉降的同时，作径向运动并沿地面扩散而成为贴地空气层，这种稍低于室温的气流离开风口下沉于地面本身是分层的，其最底层速度最大，温度也最低。由于气流出风口速度较低，只要送风温度处于18℃以上，就不会出现吹冷风感，但是，下沉气流在达到最大速度之前，依然会对脚踝产生冷风感。因此，对于置换风口不存在校核气流长度的问题，因为，温度较低的送风会首先平铺在整个房间内。本次设计选择QLK-180型下送置换风口，具体型号见下表2.342.34四层办公室风口汇总表房间编号送风口个数尺寸（mm）回风口个数尺寸（mm）16NW-315，H=8001400×1602、35NW-315，H=8001400×16045NW-315，H=8001400×16055NW-315，H=8001400×16063NW-250，H=8001400×16075NW-315，H=8001400×16082NW-315，H=8001200×1209、102NW-315，H=6001120×120118NW-315，H=10002400×160127NW-315，H=10002500×200137NW-315，H=10002400×2503.顶层宿舍气流组织计算1）确定送风量，之前的计算已经给出。根据风量选择相应的风机盘管型号。2）确定风口个数。根据所给建筑图纸，布置送风口，新风口。回风口一般设在风机盘管下方。3）确定送、回风口的风速m/s77 以及风口尺寸。采用假定流速法进行计算。送风风速3-5m/s，回风风速2-4m/s。4）利用各修正系数图求K1K2K3。5）计算射流轴心速度衰减：=式中x—水平贴附射流长度；6）检查△tx：根据式=7）检查贴附冷射流的贴服长度：根据式xl=z=以客房1为例进行计算：客房1尺寸为7.8×3.7×3.5，局部吊顶高为2.8米。1）需要送风量G=1754m3/h。选择奇星FP-20WA型风机盘管，冷量10800W，风量2000m3/h；2）由于房间空间不大，故采用一个送风口，一个新风口。射流长度x=5.5-0.5+（3.5-2-0.2）=5.74m。Fn=3.7×3.5=12.95m23）假定流速V=4.0m/s，则F==0.1218m2选择800×100的FK-1型双层百叶风口其中m1=3.4，n1=2.4，风口面积F=0.08m2有效面积系数为0.8则实际出风面积F0=0.064m2则，实际风速Vs==4.92m/s回风量与送风量相同，但风速超过范围故选择的风口尺寸为400×30077 4）==1.094查《空气调节》图5-13得K1=0.98l/x=0.67K2=1即不考虑射流重合影响由于不属于垂直射流故不考虑K35）计算射流轴心速度衰减：=式中m1=3.4带入各数值得=0.192则ux=0.512m/s由于工作区属于射流回流区，故ux=2uh则uh=0.206m/s＜0.25m/s6）检查△tx：根据式=式中n1=2.4带入各值得=0.072则△tx=0.86℃＜1℃故uh、△tx均满足要求7）检查贴附冷射流的贴服长度：根据式xl=z=式中k=0.35-0.62=0.187带入各值得xl=5.6m﹥5m故，符合要求77 顶层房间风机盘管型号及送回风口汇总见下表2.352.35风机盘管型号及送回风口汇总表房间编号风机盘管型号台数送风口个数尺寸（mm）回风口个数尺寸（mm）1FP-2011800×1001800×1002、3、4、5、6、7、8FP-12.511600×1001600×1009FP-12.511600×1001600×10010FP-12.511600×1001600×10011FP-12.511600×1001600×10012FP-2011800×1001800×10013FP-2021800×1001800×10014FP-2011800×1001800×10015FP-6.311300×1001300×10016FP-2011800×1001800×10017FP-7.122400×1002400×10018、19FP-7.122400×1002400×10020FP-12.522600×1002600×100顶层各房间新风口汇总见下表2.362.36顶层房间新风口汇总房间编号新风口个数尺寸（mm）11100×1002、3、4、5、6、7、81100×10091100×100101100×100111100×100121100×100131100×100141100×100151100×100161100×10077 172100×10018、192100×100202100×1002.6空调输送系统、设备的布置2.6.1空调输送系统(风管)的布置风管布置的原则：1．风管布置应注意整齐、美观和便于检修、测试；2．风管布置时要尽量减少局部阻力。根据上述原则进行风管的布置，图见二、四及顶层层风管平面布置图。2.6.2空调设备的选择和布置1.组合式空调机组的选择。组合式空调机组主要根据空调系统的设计风量，并兼顾冷量来选择。由于空调系统按层进行了划分，所以根据各层不同的风量选择机组。二层商场风量为37237m3/h，冷负荷为141.52kW，冬季热负荷为58.43kW。由于风量和冷负荷都比较大，而且是全空气系统，所以选择组合式空调机组，并且使用两台组合式空调机组，分别选择无锡申达空调设备有限公司的ZKS-3WZ型以及ZKS-1.5WZ型，前者额定风量为30000m3/h，冷量为50kW,水阻力为45kPa；后者额定风量为20000m3/h，冷量为120kW,水阻力为17kPa.四层为下送风空调系统供风，办公室所需风量为32245m3/h，负荷为93.657Kw,选择无锡申达空调设备有限公司的ZKS-3.5WZ组合式空调机组一台，其额定风量为35000m3/h，冷量为140kW，水阻力为10kPa.各组合式空调机组详细参数见下表2.37-2.39表2.37ZKS-3WZ型组合式空调机组参数表名称尺寸(mm)阻力备注组合式空调机组1950×2000风阻385Pa宽×高77 混合段810风阻10Pa长中间段（两个）600风阻0Pa长板式初效过滤段320风阻60Pa长袋式中效过滤段600风阻120Pa长表冷挡水段660风阻135Pa长水阻17kPa长消声段100050Pa长加湿段600风阻0Pa长顶送风段600风阻0Pa长总长5790长表2.38ZKS-1.5WZ型组合式空调机组参数表名称尺寸(mm)阻力备注组合式空调机组1560×1550风阻385Pa宽×高混合段680风阻10Pa长中间段（两个）600风阻0Pa长板式初效过滤段320风阻60Pa长袋式中效过滤段600风阻120Pa长表冷挡水段660风阻135Pa长水阻35kPa长消声段100050Pa长加湿段600风阻0Pa长顶送风段600风阻0Pa长总长5660长表2.39ZKS-3.5WZ型组合式空调机组参数表名称尺寸(mm)阻力备注组合式空调机组2250×2200风阻385Pa宽×高77 混合段810风阻10Pa长中间段（两个）600风阻0Pa长板式初效过滤段320风阻60Pa长袋式中效过滤段600风阻120Pa长表冷挡水段660风阻135Pa长水阻10kPa长消声段100050Pa长加湿段600风阻0Pa长顶送风段600风阻0Pa长总长5790长2.吊顶式新风机组的选择因为新风量比较小而且压力损失也较小，并且不承担室内的冷负荷，所以选择小型吊顶式新风机组就可以满足要求。故选择无锡申达空调设备有限公司的ZKD-4(Ⅰ型)吊顶式新风机组一台。机组四排管制冷量为38KW，风量为4000m3/h，实际所需风量为3684m3/h，满流量水阻力为23.5KPa。吊顶式空调机组长×宽×高：1200×1040×670(mm)。机组余压为280Pa.2.7空调风系统的水力计算及风机的选择本次空调系统设计中风管选用镀锌钢板管材。2.7.1水力计算1．风管的水力计算一般用的方法是假定流速法，其基本步骤有：(1)绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标出长度和流量，确定最不利环路。(2)合理确定最不利环路各管段的管内流体流速。(3)根据各管段得流量和确定的流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸。(4)计算最不利环路各管段的阻力，包括风管的沿程阻力和局部阻力。沿程阻力的计算公式:77 式中：Rm——单位长度的比摩阻，Pa/mL——管长，m局部阻力的计算公式:式中：Z——局部阻力，Pa；ξ——局部阻力系数；v——与ξ对应的风道断面平均速度,m/s。(5)平衡并联管路。(6)计算管网的总阻力。2．送风系统水力计算图2.7.1二层空调K-1a系统送风管道轴侧图表2.40二层空调K-1a系统送风管道水力计算管段编号风量（m³／h）管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)77 12572625004006.16.2540.5143.1380.5122.1611.314.44220310200040035.8820.4711.4140.4119.618.0399.453312186125040065.6790.4412.6470.2818.285.1187.7654677080040036.5920.6091.8260.1424.633.4475.2735406250040036.3380.5941.7820.2822.776.3758.1576270850025065.7040.4872.9220.1418.442.5825.5047135432020036.3380.7412.2230.2822.776.3758.59886772002005.15.070.8324.2450.522.7711.3815.63合计　　　35.2　　　　　　74.82表2.41K-1a其它支管管径管段编号风量（m³／h）管宽（mm）管高（mm）管长（m）v（m／s）a5416100040033.961图2.7.2二层空调K-1b系统送风管道轴侧图表2.42K-1b系统送风管道水力计算管段编号风量（m³／h）管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)77 11150912504005.77.0990.8444.8120.6528.5618.5623.38274476304004.16.0850.6312.5870.5620.9811.7514.343609363040066.3380.7414.4470.5621.7512.7517.24406250040036.3380.8942.6830.2822.776.3759.0585203140040066.0360.8935.3580.2820.655.78211.146135432020036.3380.7132.9340.2814.574.087.014767720020065.071.1396.8370.2814.574.0810.92合计　　　33.8　　　　　　93.037表2.43四层空调系统送风最不利环路水力计算管段编号风量（m³／h）管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)135738.7635004003.17.090.641.980.5128.5014.5316.52231181.0030004003.97.220.682.630.2829.538.2710.90330356.8130004003.77.030.642.370.1427.983.926.29429650.3530004004.26.860.612.580.1426.703.746.31528943.8930004003.26.700.591.880.1425.443.565.44624527.8925004001.46.810.620.870.1426.313.684.55723466.91250040011.36.520.576.470.424.089.6316.10817952.85200040011.56.230.556.300.422.028.8115.11912472.9412504005.96.930.754.430.1427.213.818.24109685.7612503202.36.730.882.020.1425.643.595.61118363.1312503205.55.810.673.660.2819.125.359.01123032.114003207.56.581.319.790.724.5417.1826.96131516.063202006.96.582.0514.150.424.549.8223.9614505.352001206.95.853.0420.960.6619.36212.77933.734合计　　　77.3　　94.885.03　123.321188.7377 图2.7.3四层送风管道轴侧图表2.44四层办公室送风支管尺寸管段编号风量（m³／h）管宽(mm)管高(mm)ν(m/s)管段编号风量（m³／h）管宽(mm)管高(mm)ν(m/s)14557.766303206.28202815.995003204.88887223906.666303205.38212252.795002006.2577532604.444003205.65221689.594002005.86663241302.223203203.53231126.3962501607.8221945651.112001605.6524563.192001604.8888026706.462501604.91252663.925002505.9198227353.232001603.07261598.353202505.54982684416.006303206.0827532.7842501603.69988993785.166303205.22282787.185002506.193733102523.444003205.48292229.745002504.954978111261.723203203.42301672.313202505.80663212630.862001605.48311114.872502504.954978131060.982501607.3732557.432001604.83880214530.492001604.60331322.634001605.740582155514.066304006.0834881.753201604.7838162757.034003205.9835440.872001603.82699777 172067.773203205.61362543.845002505.652978181378.523202005.98371562.33202505.42465319689.262501604.7938508.772001604.416406表2.45四层办公室室内送风立管计算房间编号风量直径(mm)管长(m)ν(m/s)1505.351602.85.5132、3557.441602.86.084563.201602.86.1465508.771602.85.5456440.881602.86.0797532.781602.85.8078530.4916035.7859、10353.2316036.3711412.0916035.69212689.261602.66.09213630.861602.65.5714651.111602.65.756顶层使用风机盘管加新风的送风方式，回风设在风机盘管下面，不用单独计算回风管道，另外，送新风至室内的送风支管承担的新风量均比较小，因此采用统一规格的矩形镀锌钢板管道，尺寸为200×200，施工时在风管末端安装双层百叶送风口，与风机盘管送风口平齐，同样设置在局部吊顶之中，下表为最不利回路的风管计算表。表2.46顶层新风送风系统最不利环路水力计算管段编号风量（m³／h）管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)136845003201.66.3941.0931.7490.7422.9716.9918.7477 2348950032056.0570.9874.9360.1420.612.8857.821330935003205.95.370.7874.6450.2816.24.5359.18425894003205.95.6160.965.6640.2817.724.96110.63523294003205.95.0520.7874.6450.1414.342.0076.652619283203203.35.230.9563.1550.415.376.1469.301714773202007.35.1281.1548.4210.414.775.90914.338947.42502005.95.2611.5168.9440.1415.552.17711.129873.32002001.46.0622.2533.1540.1420.652.896.04410569.12001601.94.9391.7783.3780.1413.71.9185.29611418.51601204.46.0473.58915.790.2820.545.75221.5412267.91201204.75.153.14414.780.2814.94.17218.95131341201207.62.5660.8726.6260.43.6971.4798.105合计　　　77.6　　110.2　　83.76174图2.7.4顶层新风系统送风管道轴侧图3．回风系统和排风系统的水力计算二层K-1a回风系统其轴侧图如下，水力计算方法和送风系统相同，计算结果如下表。77 图2.7.5二层商场回风系统轴侧图表2.47二层商场K-1a回风系统水力计算管段编号风量（m³／h）管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)11997020004006.56.9340.6514.2310.5126.4713.517.73414978160040066.5010.6053.6320.2523.275.8169.44879985125040066.9340.7854.7070.2526.476.61811.3310499363/40066.9341.0656.3910.2526.476.61813.01合计　　　24.5　　　　　　51.51二层商场K-1b空调系统回风管道比较短，取800×400,500×400，两个系统的新风管道均为1000×400，排风管道P-1a取2000×400，P-1b取800×400，具体布置见图纸。四层采用上侧回风，回风管道置于送风管道之下，回风口布置在墙壁上，有效地节省了房间的空间，其轴侧图与计算结果如下：77 图2.7.6四层办公室回风系统轴侧图表2.48四层办公室回风最不利回路水力计算管段编号风量（m³／h）管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)12823430004008.86.5350.5434.7790.7623.51517.87222.65122463325004004.56.8420.6092.7410.4825.77512.37215.11332398225004003.66.6610.5792.0850.1424.433.425.50542342425004004.26.5060.5542.3260.1423.3073.2635.589522866250040016.3510.5290.5290.1422.2093.1093.63861937720004003.46.7280.6152.090.1424.9223.4895.579718539200040012.36.4370.5656.9550.422.8119.12416.079814183160040011.76.1550.5466.3890.5420.8611.26417.6539985410004007.66.8420.7655.8150.1425.7763.6099.4241076528004002.46.6410.7861.8870.1424.2853.45.2871166076304005.57.2821.0395.7160.2829.1938.17413.8912239563016013.86.61.91626.4450.2623.9826.23532.68合计　　　78.8　　　　　　153.0977 四层新风管道取1000×400，顶层新风管道取500×320.其余未述及的管道尺寸见图纸。以上是空调系统送回风的计算过程及结果汇总，其管长是估算所得，在施工过程当中应根据现场做必要调整。2.7.2风机的选择风机的选用原则有：(1)风机的流量和压头能满足运行工况的使用要求，并应有10%—20%的富裕量；(2) 应使风机的工作状态点经常处于高效区；(3)对有消声要求的空调系统，应首先选择效率高、转数低的风机，并采用相应的消声减振措施。二层K-1a空调系统流量=25726m3/h，系统的全压损失等于送风最不利环路压损+送风口压损+回风口压损+回风最不利环路压损+空调机组的压损。=74.82+73.36+112.91+51.51+760=1072.6Pa；所以风机计算流量=1.1×25726=28298.6m3/h,计算压头为=1.1×1072.6=1179.86Pa，风机余压选择200Pa，所以根据《简明通风设计书册》P303选择No.8C-4离心风机，其风量为30016m3/h，全压为3090Pa，内效率为91.9%，电机型号为Y225S-4（JO282-4），电机功率为37KW。根据相同的方法选择K-1b系统及四层K-2系统风机，型号分别为No.6.3C-6型，以及No.10C-4型。排风风机：P-1a系统选择No.8C-3型，P-1b系统选择No.6.3-7型。因为顶层是吊顶式新风机组，所以不用风机选型风机，只需要对其压力进行校核。顶层新风系统流量=3684m3/h，系统的余压损失等于送风最不利环路压损+送风口压损+空调机组的压损+新风管路的压损+新风口压损。77 =174+12.76+4+48.32=239Pa；所以风机计算流量=1.1×3684=4052m3/h,计算压头为=1.1×239=262.9Pa，所选ZKD-4(1)型超薄吊顶式新风机组风量为4000m3/h，机组余压为280Pa。符合要求，故选择合适。2.8空调水系统的水力计算及设备的选择2.8.1空调水系统的选型比较空调水系统包括冷水和冷却水系统两部分，它们有不同类型可供选择。表2.49空调水系统比较：类型特征优点缺点闭式管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱与设备的腐蚀机会少;不需克服静水压力，水泵压力、功率均低。系统简单与蓄热水池连接比较复杂开式管路系统与大气相通与蓄热水池连接比较简单易腐蚀，输送能耗大异程式供回水干管中的水流方向相同；经过每一管路的长度相等水量分配，调度方便，便于水力平衡需设回程管，管道长度增加，初投资稍高异程式供回水干管中的水流方向相反；经过每一管路的长度不相等不需设回程管，管道长度较短，管路简单，初投资稍低水量分配，调度较难，水力平衡较麻烦两管制供热、供冷合用同一管路系统管路系统简单，初投资省无法同时满足供热、供冷的要求三管制分别设置供冷、供热管路与换热器，但冷热回水的管路共用能同时满足供冷、供热的要求，管路系统较四管制简单有冷热混合损失，投资高于两管制，管路系统布置较简单四管制供冷、供热的供、回水管均分开设置，具有冷、热两套独立的系统能灵活实现同时供冷或供热，管路系统复杂，初投资高，占用建筑空间较多没有冷、热混合损失单式泵冷、热源侧与负荷侧合用一组循环水泵系统简单，初投资省不能调节水泵流量，难以节省输送能耗，不能适应供水分区压降较悬殊的情况77 复式泵冷、热源侧与负荷侧分别配备循环水泵可以实现水泵变流量，能节省输送能耗，能适应供水分区不同压降，系统总压力低。系统较复杂，初投资较高根据以上各系统的特征及优缺点，结合本设计大楼的实际情况，本设计空调水系统选择闭式、同程、双管制、单式泵系统，这样布置的优点是过渡季节只供给新风，不使用风机盘管的时候便于系统的调节，节约能源。2.8.2空调水系统的布置本系统设计可以采用两管制供应冷冻水，且具有结构简单，初期投资小等特点。同时考虑到节能与管道内清洁等问题，可以采用闭式系统，不与大气相接触，采用囊式定压补水装置取代以往的膨胀水箱定压。定压补水装置包括有两部分：1.膨胀罐用于恒定系统内的水压；2.补水箱和补水泵用于保证系统内各个末端装置始终充满冷冻水。由于设计属于高层建筑，因此各层可以采用同程式水系统，此系统缺点是浪费管材，初投资比较大，但是这个系统内压力分布比较均匀，因此不必在每层的回水管末端额外加入静态平衡阀，降低成本和减少系统阻力损失。本设计采用的是螺杆式冷水机组，机组布置在地下室的方案。立管采用异程式，各层水管采用同程式，不同的组合式空调机组、新风机组和风机盘管系统均有不同的供、回水立管，但由同一机组供水，新风负荷及一次回风系统负荷都计入冷水机组负荷当中,在选型时应该考虑负荷变化时系统的控制和调节。2.8.3十五层水系统水力计算1基本公式本计算方法理论依据张萍编著的《中央空调实训教程》。（1）沿程阻力：△Pe=ξe·v2·ρ/2gmH2O（2-8-1）沿程阻力系数:ξe=0.025·L/d（2-8-2）（2）局部阻力：77 水流动时遇弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为：△Pm=ξ·ρ·v2/2gmH2O（2-8-3）（3）水管总阻力：△P=△Pe+△PjmH2O（2-8-4）（4）确定管径：mm（2-8-5）式中：Vj——冷冻水流量,m3/s；vj——流速,m/s。在水力计算时，初选管内流速和确定最后的流速时必须满足以下要求：表2.50管内水的最大允许水流速表公称直径：DNV（m/s）公称直径：DNV（m/s）>150.3651.15200.65801.60250.801001.80321.001252.00401.50≥1502.00-3.00501.50空调系统的水系统的管材有镀锌钢管、无缝钢管以及PPR管材等。本系统除了机房各层干、支管以及立管均采用PPR管材，机房采用镀锌钢管。PPR管材和钢管管材连接时，PPR管需要打一个型号。PP-R管又叫三型聚丙烯管，采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材，注塑成为管件。是欧洲90年代初开发应用的新型塑料管道产品。PP-R是80年代末，采用气相共聚工艺使5%左右PE在PP的分子链中随机地均匀聚合(无规共聚)而成为新一代管道材料。它具有较好的抗冲击性能和长期蠕变性能。PP-R管除了具有一般塑料管重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等特点外，还具有以下主要特点：1、无毒、卫生。PP-R的原料分子只有碳、氢元素，没有有害有毒的元素存在，卫生方便，不仅用于冷热水管道，还可用于纯净饮用水系统。2、保温节能。PP-R管导热系数为0.21w/mk，仅为钢管的1/200。77 3、较好的耐热性。PP-R管的维卡软化点131.5℃。最高工作温度可达95℃，可满足建筑给排水规范中热水系统的使用要求。4、使用寿命长。PP-R管在工作温度70℃，工作压力(P.N)1.OMPa条件下，使用寿命可达50年以上；常温下(20℃)使用寿命可达100年以上。5、安装方便，连接方便。PP-R具有良好的焊接性能，管材、管件可采用热熔和电熔连接，安装方便，接头热熔，其连接部位的强度大于管材本身的强度。6、物料可回收利用。PP-R废料经清洁、破碎后回收利用于管材、管件生产。回收料用量不超过总量10%，不影响产品质量。2顶层的冷冻水供回水水管路水力计算图2.8.1顶层冷冻水供回水管路轴侧图（1）计算方法：1）按照房间实际冷负荷来确定冷冻水管的管径进行水利计算。77 冷负荷（kW）和流量（L/s）的关系如下：（L/s）其中：G——冷冻水流量，（L/s）；Cp——水的比热容Cp=4.2（kJ/kgK）；——进出水温差，进水取7℃，回水取12℃，=5。2）查取简明空调设计手册[2]P346图10-14水管路计算图：对于冷冻水管压力降取100~300Pa/m，经济比摩阻，对应换算得到的水流量G可以查出对应的水管管径，若查得得水管管径接近压力降上线则取大一号管径，以降低管内的流速，减小因此而产生的局部阻力损失。（2）.计算举例：以宿舍1为例：其冷量Q=3.753（kW）带入上式：得流量为：645kg/h查图10-14[2]可知：其支管(PPR管)管径De=20mm。比摩阻R为71Pa/m；由图2.8.1可的房间1支管的管长为3.m（回水）；水管流速为0.613m/s，进而用局部阻力系数计算局部阻力和沿程阻力，使用鸿业水利计算软件算得沿程阻力损失和局部阻力损失：得到支管的总阻力损失。其他房间的支干管管径以及各参数也亦如此方法算得。供水水力计算见下表2.50表2.50顶层冷冻水供水最不利回路计算负荷流量(kg/h)管径管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△77 管段编号Pj(Pa)19081615620De8030.853154.1308.22.25363.41817.671125.926062710428De705.10.798169.01861.971.86318.09591.641453.63555759558.9De704.60.731142.67656.280.36267.2996.226752.54505248690De7030.665118.54355.621.36220.91300.43656.065459937910.6De7030.60598.792227.221.86183.06340.49567.716434497473.2De706.20.57288.491548.651.5163.38245.07793.717409057035.7De501.750.886288.85505.491.5392.39588.581094.18383626598.1De506.30.831254.821605.33345.11035.32640.69333055728.5De5230.721193.48386.973260.12780.371167.310284324890.1De505.80.616142.31825.43189.56568.681394.111232423997.5De5030.50396.399154.241.5126.67190344.2412206983560.1De406.40.749293.951881.31.5280.54420.82302.1133753645De2030.613199.3199.30.72188135.36334.66合计　　　48.05　　851623.41　6110.614627供水其他管径见图纸，凡是与风机盘管相连接的供回水管以及凝水管管径均为De20，回水管道最不利回路水力计算见下表2.51：表2.51顶层冷冻水回水最不利环路水力计算管段编号负荷流量(kg/h)管径管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)15052868.77De256.70.422169.041132.60.7288.86463.9821196.62101031737.7De323.550.481148.42526.911.5115.67173.51700.413146342517.1De4030.53148.57297.151.86140.29260.93558.084171782954.4De406.20.622202.791257.31.5193.28289.921547.25197223392De4030.714265.41451.191.5254.77382.15833.356222653829.6De506.10.48287.773535.423116.3348.89884.317273224699.2De5030.592130.51274.083175.11525.33799.418321955537.5De505.450.698179.67979.183243.16729.491708.79373856430.2De5030.81240.59396.971.5327.88491.82888.7910399296867.6De506.40.865273.671751.51.5374561.012312.511436827513.3De7030.57588.5644.281.5165.19247.79292.0777 126062710428De7046.40.798167.797785.62.16318.21687.328472.9139081615620De8030.853153.05306.113.72363.541352.41658.5合计　　　90.75　　1573826.46　6114.519853其他管径详见图纸。2.8.4三层水管最不利环路水力计算计算步骤如下：（1）.水管的水力计算使用假定流速法，具体步骤同风管。（2）.水系统水力计算1)绘制管网轴测图，对各管段进行编号；2)选定最不利环路。3)根据管段的流量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力；4)从阻力手册，暖通设计手册等资料查出各管段的局部阻力系数；5)计算各管段得沿程摩擦阻力和局部阻力；6)计算系统的总阻力。1.闭式水系统计算方法：（Pa）其中：——水系统沿程阻力损失，Pa；——局部阻力损失，Pa；——设备阻力损失，Pa。由于风机盘管设备和吊顶式新风机组实际压力损失比较大分别为34KPa和23.5KPa，且同程式系统沿程阻力和局部阻力相差不大，因为水系统要做阻力平衡计算，特别是同程式系统在不装压力平衡调节阀时，需要计算不平衡率。十五层最不利环路总的压力损失为：供管损失+回管损失+设备损失。77 =14627+17823+34000=66450Pa。十五层最利环路总的压力损失为：供管损失+回管损失+设备损失。=12549+19853+23500=55902Pa。.阻力差为：dP=66450-55902=10548Pa。由于二层和四层的空调机组单独设有供回水管，所以不用做阻力平衡计算，其余各立管管径：表2.52其余立管管径编号管径编号管径一、二a立管DN100二a水平管DN100一、二b立管DN80二b水平管DN80三、四立管DN100四水平管DN100十四、十五立管DN80　　由于水管内流速在1m/s,局部阻力压损估算为20KPa,蒸发器水阻力为60KPa。整个三层系统中最不利环路的压力损失为：十五层最不利环路总损失+十五层供回水立管损失+蒸发器阻力损失=19.853+14.627+15×0.5752+20+60≈123KPa。平衡率n=阻力差/三层系统总阻力损失=10.548/9123=8.57%≤15%，故符合要求，不需要在十五层回水端加压力平衡阀。使用快速估算法估算冷冻水循环水泵扬程：水泵扬程=沿程+局部阻力损失+设备阻力损失+（3~5）（mH2O）2.设备阻力损失：冷水机组选用重庆嘉陵制冷空调设备有限公司水冷螺杆冷水机组LSBLG-617型,查样本可知：蒸发器压力降为60kPa=6mH2O。即为其设备阻力；机头阀门预留1~2mH2O的扬程。空调末端阀门预留1~2mH2O的扬程。3.3~5mH2O的安全系数。由上平衡计算可知十五层系统最不利环路总压损为123KPa，考虑到整个系统需要到十五楼，而五楼到十五楼客房基本一样，则沿程和局部阻力损失等同，所以再在系统十五层最不利环路损失基础上加上一到十五层立管损失就可以了。十五层立管损失为：179.52×52.9≈9.577 kPa。总计：冷冻水循环水泵扬程=（123+9.5+60）+（20+20）+500=282.5kPa=51.25mH2O≈51.3mH2O。2.8.5空调水系统供、回、凝水管1.闭式水系统中供回水管在安装时应注意从末端向供水端要有一定的坡度（0.003坡向供水端），来保证能顺利回水：（1）回水能顺利回流到机组；（2）冬季的热水管中夹带的气体能在管路的最高处通过放气阀排除。2.风机盘管机组在运行时产生的冷凝水，必须及时排走，排放凝结水的管路的系统设计中，应注意以下几点：（1）风机盘管凝结水盘的进水坡度不应小于0.01。其它水平支干管，沿水流方向，应保持不小于0.003的坡度（坡向给排水专业排水管处或者厕所的地漏），且不允许有积水部位；（2）在新风机组末端和吊顶式空调机组末端应设置冷凝水回水弯，防止当机组内产生负压时，发生冷凝水倒流溢出的问题。（3）冷凝水管道宜采用聚乙烯塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管。采用聚乙烯塑料管时，一般可以不加防止二次结露的保温层，但采用镀锌钢管时应设置保温层，本设计采用聚乙烯塑料管。（4）冷凝水管的公称直径D（mm）,一般情况下可以按照机组的冷负荷Q（kW），按照下列数据近似选定冷凝水管的公称直径：（DN≤40mm用镀锌钢管，DN>40mm用无缝钢管，塑料管可用De表示，钢管型号比塑料管大一个，刚好可以和塑料管匹配。）本设计中冷凝水管均采用De20的聚乙烯塑料管。2.8.6水管系统中的阀门1.放气阀：对于夏天供冷冬天供热的空调水系统应在管路末端最高处设置放气阀，详见（大厦水系统轴测图）。77 设置原因：在冬季供暖时，水流速较慢，热水中有时会加带大量气泡需要依靠供水管的安装坡度（0.003坡向供水端）使气泡升入管路的高点然后通过放气阀排出。2.蝶阀与球阀：供回水管在进入各个楼层、房间时，分出的支管应设置手动阀门以便于检修时能单独控制各个房间或楼层的供回水。管径：DN≤40mm(De≤50mm)用球阀；管径：DN＞40mm(De＞50mm)用蝶阀。2.8.7制冷机房的布置1机房布置原则(1).拔管距离：本次设计选用水冷螺杆冷水机组，因此在布置机房时应注意要在水机纵向方向留出足够的拔管距离，一般与机组机身长度相同即可。目的：水冷式机组使用时间长后会发生机内水管阻塞的问题，为便于维修时能有足够的空间进行拔管操作，故必须考虑留有足够的空间。对于房间面积较为紧张的机房可以将机组纵向朝向门口，用门来取代拔管距离。（如图2.8.2）图2.8.2机房布置——利用门来弥补拔管距离的不足。(2).机房布置应留出足够的维修通道。2.8.8设备选择77 1．冷水机组的选择。该建筑地下室有专门的制冷机房所以采用水冷方式，冷水机组、冷冻水循环泵、冷却水循环泵、定压补水设备、分集水器等都布置在机房里，冷却塔布置在建筑物顶部。冷水机组的选择主要根据需要的冷量和流量进行选择。该建筑夏季供冷负荷为1182304W,总水流量为203.315t/h。机组的类型选择水冷螺杆冷水机组。该机组与传统活塞式机组相比具有以下特点：运行智能化程度高；运行可靠性高；结构紧凑，外形尺寸小；维护保养简单；启动电流小，启动方便；传热效果好；噪声低；使用电力。机组选用重庆嘉陵制冷空调设备有限公司水冷螺杆冷水机组LSBLG-617型两台，无备用，两台同时运行，在负荷降低时可以停止一台，仅运行一台，制冷量为617KW，蒸发器水流量为106t/h，压损为60KPa,冷凝器水流量为133t/h，压损为60KPa，机组长×宽×高：3800×2165×2100(mm)。（1）.名义冷量：617kW；（2）.蒸发器：标准水流量：106t/h标准水压降：60kPa。（3）.冷凝器：标准水流量：133t/h；标准水压降：60kPa。（4）.机组尺寸:长×宽×高，3800mm×2165mm×2100mm。2水泵的选择对于多台水泵并联时，宜采用同程式如图2.8.3，以减小水泵之间的压力差。77 图2.8.3同程式水泵连接示意图（1）.冷冻水泵的选择：按照设备蒸发器标准水流量，及最不利水循环所需泵的扬程可知：水泵流量：212t/h；冷冻水泵扬程：51.3mH2O；考虑1.1倍的富裕系数则选泵流量：233.2t/h，由于计算水泵扬程时考虑了5mH2O的富裕量，所以不用在此考虑。扬程：51.3mH2O综上选择IS105-65-250型卧式离心泵，其参数如下：流量：120t/h；扬程：70mH2O；功率：33.3kW；转速：1900r/min；电机功率：37kW；.水泵尺寸:长×宽×高：900mm×390mm×322mm。冷冻循环水泵两用一备采用同程式连接，即多出一根同程管，以平衡两水泵压力。（2.）冷却水循环水泵的选择：1）冷却水量的确定：按照设备冷凝器标准水流量266t/h,考虑富裕系数1.1可以确定冷却水泵的水量最少292t/h。2）冷却水泵的扬程：77 由于冷却水系统为开始水系统，因此水泵的扬程在计入沿程阻力损失、局部阻力损失，设备损失外，还需计入送入水塔的高差（取4m）。冷却水管为无缝钢管DN150，流速1.3m3/h，比摩阻151.75Pa/m。管长供回估算为110m，局部阻力估算为10KPa。水泵扬程=110×151.75/10000+1+（1.5+2）+2+（3~5）+55（高度差）60.3mH2O由于考虑了5mH2O的富裕量所以不再考虑富裕系数。.综上，同样选择IS105-65-250型卧式离心泵。流量：120t/h；扬程：70m；功率：33.3kW；转速：1900r/min；电机功率：37kW；水泵尺寸:长×宽×高：900mm×390mm×322mm。冷却水泵两用一备采用同程式连接，即多出一根同程管，以平衡两水泵压力。（3）．定压补水系统水泵：（囊式定压补水设备中附带）图2.8.4定压补水装置示意图1）补水泵的作用：靠泵保证水系统内末端始终充满水，以此来代替置于高位膨胀水箱。2）补水泵的选择：补水泵的扬程应比循环水泵至少多5m77 的扬程，以保证能顺利将补水加入系统中。（因为高位膨胀水箱标高高于应至少高于系统最高点1m，所以补水水泵扬程取扬程值合适。）所以补水泵扬程=冷冻水泵扬程+5m但是本设计中不需要选择补水泵，在选取囊式定压补水系统时就附带了。（4）.水泵配管布置：进行水泵的配管布置时，应注意以下几点：1）安装软性接管：在连接水泵的吸入管和压出管上安装软性接管，有利于降低和减弱水泵的噪声和振动的传递；2）出口装止回阀：目的是为了防止突然断电时水逆流而时水泵受损；3）水泵的吸入管和压出管上应分别设进口阀和出口阀；目的是便于水泵不运行能不排空系统内的存水而进行检修；4）水泵的出水管上应装有温度计和压力表，以利检测。如果水泵从地位水箱吸水，吸水管上还应该安装真空表；5）水泵基础高出地面的高度应小于0.1m，地面应设排水沟。3水箱的选择（1）定压补水水箱选择（本系统中在囊式定压补水设备中附带）1）.计算基本公式：查《空气调节设计手册》（第二版）P170式:（L）（2.8.1）式中：V——水箱容积（L）;——系统在高温时水的密度（kg/h），热水时，为热水供水的温度，冷水时，为系统运行前水的最高温度可取35℃。——系统在低温时水的密度（kg/L），热水时，可取20’C；冷水时，为冷水供水温度，可取7℃。77 ——系统内单位水容量（L/kW）之和，与进、回水温差，水通路的长短等有关；Q——系统的总冷量或总热量（kW）。按上述数据，公式（2.8.1）可改写为下面几个公式：当仅为冷水水箱时：（2.8.2）当用60~40℃热水供热时：（2.8.3）当用95~70℃热水供热时：（2.8.4）2）.水箱计算：①当仅为冷水水箱时：每供kW冷量或热量所需水容量（L/kW）：a.系统的管道：室内循环供冷（温差5℃）或冷热两用：=31.2（L/kW）；b.系统的制冷机：壳管式蒸发器：=1（L/kW）；c.末端设备：表冷器（冷热盘管）：=1（L/kW）；总水容量=31.2+1+1=33.2（L/kW）；带入（2.8.2）中：根据总负荷计算总体积V=39252L②当用95~70℃热水供热时：查表每供kW冷量或热量所需水容量（L/kW）：77 a.系统的管道：室内循环供冷（温差5℃）或冷热两用：=31.2（L/kW）；b.系统的制热机：（如果有热源设备如锅炉等）锅炉：=2~5（L/kW）；c.末端设备：表冷器（冷热盘管）：=1（L/kW）；总水容量=31.2+5+1=37.2（L/kW）；带入（2.8.3）中：按照其负荷计算水箱体积V。（2）膨胀水箱的选择膨胀水箱主要作用式定压和承担系统中水的膨胀量，其选型计算方法如下：（2.8.5）式中Vp—膨胀水箱的有效容积（即从信号管到溢流管之间高差内的容积），m3.—水的体积膨胀系数，＝0.0006l/℃—最大的水温变化值,℃—系统内的水容量,m3,即系统中管道和设备内的水容量。然后根据公式（2.8.5）计算水箱体积V=1962L选择水箱大小。由于本次设计采用囊式定压补水设备所以补水箱和膨胀水箱以及前边说的补水泵均在选择囊式定压补水设备时作为其选择参数依据。选择上海丰奕暖通机设备有限公司M-KG2000空压式自动低压膨胀装置空量2000L，外形尺寸D×H：2250×1805。4冷却水塔的选择计算冷水机组的冷凝器循环水量：266t/h；制冷量为1234KW。.选择厦门良机低温差标准型逆流式冷却塔，型号为LBCM-LN-300.77 流量：300t/h；风叶直径：3380mm；、电机功率：11.2kWD×H：5580mm×5310mm上述参数为湿球温度28度，进口温度37度出口温度为32度温差为5度的计算参数，此参数和本次设计室外参数比较接近，所以按照此参数选择。冷却塔进水口为两个φ200的管道，出水口为φ200的管道，排水口为φ50，溢流口为φ100，自动供水口为φ50，手动供水口为φ50。5．水过滤器的选择（1）．水过滤器的选用原则空调冷水和冷却水系统中的水泵、换热设备、热计量装置等的入口管路上，均应设置水过滤器，用以防止杂质进入水系统，污染或堵塞这些设备。（2）．具体选型水过滤器的种类很多，由于Y形过滤器的结构紧凑、外形尺寸小、安装清洗方便，所以在空调水系统中应用较多。故选用Y型过滤器，尺寸为125mm。冷却水机组供水时还需要电子水处理仪来消除水中的藻类。2.9空调系统的消声计算2.9.1空调系统噪声源77 空调系统中主要的噪声源是通风机，其噪声的产生和许多因素有关，尤其与叶片形式、片数、风量、风压的参数有关。风机噪声是由叶片上紊流而引起的看频带的气流噪声以及相应的旋转噪声，后者可有转速和叶片数确定噪声的频率。空调系统的噪声源除了风机以外，还有由于风管内气流压力变化引起钢板的震动而产生的噪声。尤其当气流遇到障碍物（如阀门）时，产生的噪声比较大，在高速风管中这种早生不能忽视，在低速系统中，由于管内风度的选定已经考虑了声学因素所以可不比计算。此外由于出风口风速过高也会有噪声残生，所以在气流分布中都是当限制出风口的风速。风机噪声是通过风道传入室内。因此，当空调房间内要求比较安静时，空调装置除了要满足室内温湿度要求之外，还应满足噪声的要求，达到这一要求的重要手段之一就是通风系统的消声和设备的防振。2.9.2空调系统的消声空调系统消声设计应考虑噪声的频谱特性、室内允许的噪声标准、通风机噪声、风管中产生的气流噪声和从风管管壁传入风管内的噪声、风管系统噪声的自然衰减、消声器的声衰减量以及隔声室的隔声量等。控制空调通风系统中噪声的最有效的措施是降低通风机的噪声。所以首先要选择高效节能，低噪声性的通风机，在满足风量风压的前提下，适当选择转数低的风机，降低其空气动力噪声。其次是选用合理的轴承，提高装备精度，严格检验叶轮的动平衡和静平衡，降低风机的机械噪声。再次，通风机进出口的管道不得急剧转弯，通风机进出口处的管道应装柔性接管。2.9.3消声设计计算1.消声计算程序空调系统产生的噪声，经各部件自然衰减后,若不能达到室内允许的噪声标准时，应进行消声。消声设计计算的一般步骤为：首先，从空调房间的要求，查《技术措施》P134-135得二楼商场允许噪声值NC为55，办公室允许噪声值NC为25，宿舍允许噪声值NC值为25。然后，按照管道系统分别计算风机噪声、管道各部件的气流噪声(低速系统一般不涉及)、自然衰减量。风机噪声经过系统管道各部件的自然衰减后，得到风机的剩余噪声，减去上述房间的允许噪声值，即为系统必须的衰减量。据此选择和设计消声器。二层商场K-1a空调系统风机声功率级：Lw=5+10㏒L+20㏒H=5+10×㏒30026+20×㏒3090=118dB；同理计算二层商场K-1b空调系统风机声功率级为103dB；二层商场排风风机a声功率级为95dB，排风风机b的声功率级为85dB；四层送风风机的声功率级为115dB.顶层新风机组风量较小，不需要进行消声处理，在此不考虑。77 2.空调系统消声计算以二层商场K-1a系统风机计算消声器应承担的消声量，见下表2.53.下表中所说根据查图均为查课本《空气调节》赵荣义、钱以明等主编中国建筑工业出版社。表2.53二层商场消声计算过程汇总表次序计算项目63125250500100020004000备注1风机频带声功率级116113106102959185　2两个弯头的自然衰减——-8-12-12-14-22　3一个四通的自然衰减-8-8-8-8-8-8-8　4两个三通的自然衰减-14-14-14-14-14-14-14　5支管的衰减———————　6风口的反射-17-10-5-2.5-2.5——　7管路自然衰减总量-39-32-35-46.5-46.5-36-442+3+4+5+68风口处的声功率级77817155.548.55539　9计算房间的衰减，同时转换为声压级，确定方向因素2.12.42.83.43.64.24.2风口尺寸长边为200mm10房间衰减量-6-6-5-5-4-4-4查图8-12得房间常数为5011室内声压级71756650.544.551358+1012室内允许标准声压级80706359555251根据NR-55曲线13消声器应承担的消声量-953-8.5-10.5-1-1611-12其它风机消声量的计算方法同上。3.消声器的选择77 由上表可以看出，本次设计二层商场所选择的风机需要消声器来承担消声量，所以需要选择消声器。但是从上表可以看出，相对而言，中频时所需的消声量最大。阻性消声器对中高频噪声具有良好的消声性能，抗性消声器对低中频噪声具有较好的消声性能，通风与空调系统噪声的频率分布范围较宽，一般宜选择具有宽频带噪声衰减量的阻抗复合式消声器。3.空调系统的保温、防腐、防火和隔振3.1空调系统的保温空调管路系统的保温的目的：一是为了减少管道系统的能量损失，二是防止冷管路表面结露。3.1.1保温材料和结构常用的保温材料有憎水膨胀珍珠岩、超细玻璃棉、玻璃纤维保温板、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料等。保温结构一般有保温层和保护层组成3.1.2保温层厚度对于一般无特殊要求的设备或管道。其保温层厚度是取防止结露的最小厚度和保温层的经济厚度两者中的较大值。保温材料选玻璃棉。按照以下经济厚度进行选取：当DN＜100（De<110）时，采用25mm厚的玻璃棉保温层。当100≤DN＜250(110≤De)时，采用30mm厚的玻璃棉保温层。当DN≥250时，采用35mm至40mm厚的玻璃棉保温层(PPR管本设计中没有大于110的)。对与无缝钢管保温管道在保温前需要进行防锈处理，并刷防锈漆。3.2空调系统的防腐空调管路的防腐的目的是防止金属表面的外部腐蚀并保护好涂料层。耐腐蚀涂料是一种有极高分子混合物的有机涂料，将其置于物体表面形成连续的薄膜，干燥后成为坚硬的固态漆膜，可起到屏蔽、缓蚀和电化学保护作用。本设计采用过氯乙烯防腐清漆G52-2对钢管进行管道的防腐，PPR管材不用防腐。保温无缝钢管管道在保温前需要进行防锈处理，并刷防锈漆。77 3.3空调系统的防火本设计在机组送风口和回风口处都设有280度的防火阀，以适应火灾情况，不至于灾情蔓延。3.4空调系统的隔振空调系统的噪声除了通过空气传播到室内，还可以通过建筑物的结构和基础进行传播。而这些噪声可以通过非刚性连接来达到削弱由机器传给基础的振动，即在振源和基础之间设减振构件(如弹簧减振器、橡皮、软木等)。空调装置隔振设计要点：(1)风机、水泵、制冷机宜固定在隔振基座上，以增加其稳定性。(2)隔振装置形式可按以下原则选用：弹簧减振器宜用于驱动频率为5-10Hz的设备的减振；橡胶减振垫宜用于驱动频率为10-30Hz的设备的减振；软木板适用于驱动频率为20-40Hz的设备的减振；77 参考文献［1］采暖通风与空气调节设计规范（GB50019—2003）［2］公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）［3］暖通空调制图标准（GBJ/T50114-2001）［4］通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）［5］采暖通风与空气调节制图标准（GBJ114-2）［6］电子工业部第十设计研究院.空气调节设计手册.中国建筑工业出版社.1995［7］陆耀庆.实用供热空调手册.中国建筑工业出版社.2003［8］中国建筑标准设计研究所.全国民用建筑工程设计技术措施-暖通动力［9］张乐发.空调工程设计实例集.中国建筑工业出版社［10］孙一坚.简明通风设计手册.中国建筑工业出版社［11］赵荣义.钱以明.空气调节.中国建筑工业出版社［12］周邦宁.中央空调设备选型手册.中国建筑工业出版社［13］连之伟，马仁民.下送风空调原理与设计.上海交通大学出版社［14］王怡.工作区水平送风气流分布及舒适条件的研究.西安建筑科技大学硕士论文.199477 版社77 77