无锡惠山联合技术广场办公楼中央空调系统设计【毕业论文】

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本科毕业设计目录本科毕业论文（20届）无锡惠山联合技术广场办公楼中央空调系统设计专业：建筑环境与设备工程50 本科毕业设计目录目录中英文摘要Ⅰ前言11设计总说明21.1工程概况21.2设计参数的选择与设计标准21.3房间负荷计算参数22负荷计算42.1冷负荷计算方法42.2已知的建筑材料42.3围护结构冷负荷42.4室内热源散热冷负荷72.5冷负荷汇总93空调系统设计和设备选择153.1空调系统的选择153.2新风系统153.3空气处理过程163.4风量及冷量的确定173.5设备的选择184气流组织计算214.1气流组织的基本要求及分类214.2送风方式和送风口形式的选择214.3气流组织计算214.4气流组织计算汇总245风管设计305.1风管设计的基本内容305.2风管的沿程压力损失305.3风管的局部压力损失305.4风管的水力计算305.5风管水力计算汇总336空调水系统设计406.1水系统设计的基本内容406.2水系统的水力计算406.3水力平衡及平衡阀436.4水管水力计算汇总436.5冷凝水管的设计456.6水系统设备的选型及布置466.7水系统的水处理467防排烟通风系统487.1防火排烟的基本概念487.2防火分区与防烟分区的划分487.3排烟通风设计4850 本科毕业设计目录8结束语50[参考文献]5150 本科毕业设计摘要摘要本次设计为无锡惠山联合技术广场办公楼中央空调系统设计，办公室、会客室采用风机盘管加独立新风系统，敞开办公室采用全空气一次回风系统。通过冷负荷系数法计算出各个空调区域的冷负荷，根据相应的空气处理过程计算出冷量和风量，并选择合适的空调设备。办公室、会客室采用侧送风，敞开办公室采用散流器送风，对空调房间进行气流组织计算，合理布置送风口和回风口。对需要新风的空调区域进行新风系统设计，敞开办公室从室外引入新风，与回风混合后处理到室内状态送入空调房间。办公室、会客室独立引入新风，采用全热交换器。布置好空调管道和新风管道，通过假定流速法进行水力计算。主机采用一台风冷螺杆式冷水机组，安装在七层保温上人屋面。水系统采用闭式双管系统，在屋顶安装膨胀水箱。管道布置采用异程式，水力失调处安装平衡阀。并考虑水系统的防腐防垢工作。对办公楼进行防排烟设计，每层分为两个防火分区和三个防烟分区，安装一台轴流风机，负担相应楼层的排烟。[关键词]风机盘管；冷负荷；气流组织计算；水力计算；平衡阀50 本科毕业设计摘要WuXiHuishanunitedtechnologiessquareofficecentralair-conditioningsystemdesign[Abstract]ThisdesignisWuXiHuishanunitedtechnologiessquareofficecentralair-conditioningsystemdesign.Office,receptionroomusefan-coilandseparateairsystem.Openofficeuseall-aironcereturnairsystem.Throughthecoolingloadfactormethodtocalculatetheareaofeachair-conditioningcoolingload,accordingtothecorrespondingairprocesstocalculatetheamountofwindandcold,andselecttherightairconditioningequipment.Office,receptionroomusesideair,Openofficewithairdiffuser,todotheairflowcalculationontheair-conditionedroom,Rationalarrangementofoutletandreturnair.Ontheneedforanewwindareasoffreshairconditioningsystemdesign,openofficeintroductthefreshairfromoutside,dealingwiththereturnairmixedintotheindoorair-conditionedroomstatus.Office,receptionroomsindependentintroductionofnewairwiththefullheatexchanger.Goodlayoutoftheairconditioningductsandthenewwindducts,methodthehydrauliccalculationbyassumingtheflowrate.Hostuseofacooledscrewchiller,masterroofinsulationinstalledintheseven.Thewatersystemisclosedtwo-pipesystem,installexpansiontankontheroof.Pipingusingdifferentprograms,hydraulicimbalancetoinstallbalancevalve.Andtoconsiderscalingwatersystemsanti-corrosionwork.Smokeonthedesignofofficebuildings,eachlayerisdividedintotwopartitions,andthreefiresmokepartitions,installationofaaxialflowfan,affordthecorrespondingfloorsmoke.[keywords]fan-coil;coolingload;airflowcalculation;hydrauliccalculation;valve50 本科毕业设计正文前言随着经济水平的不断提高，人们对生活品质的要求也越来越高，室内空气品质已经成为当今全世界最为关注的话题。空调系统在建筑物内的作用将不再停留在只对建筑物内的温度进行调节，而是作为控制室内环境的一个重要组成部分。当人们在享受着空调技术给生产和生活带来方便和舒适的同时，也在思考如何减少空调系统所需消耗的能量。办公楼作为新时代的办公场所，室内空气的温湿度、洁净度和新鲜空气量等，对职工的办公效率和身体健康影响以及公司的形象都有很大影响。因此，办公大楼的空气环境越来越被各部门所重视，中央空调在新建的办公楼中也越来越普及。本文对无锡惠山联合技术广场办公楼的中央空调系统进行了设计，由于办公楼的主要作用是提供人们工作的场所，且是白天连续使用，因此这次设计以人为本，将满足人的舒适度放在首位，综合室内热湿环境、噪声控制、空气质量等多方面因素，使其能满足舒适的需要，同时对节能、环保等多方面因素进行了考虑。50 本科毕业设计正文1设计总说明1.1工程概况无锡惠山联合技术广场座落于江苏省无锡市惠山区，无锡市位于北纬31度7分至32度2分，东经119度33分至120度38分，位于长江三角洲江湖间走廊部分，北扼长江、南控太湖，是苏南地区的交通中枢、长江咽喉，地理位置十分重要；东邻苏州，距上海128公里；南控太湖，与浙江省交界；西接常州，距南京183公里；北扼长江，与泰州市所辖的靖江市隔江相望。本设计办公楼建筑面积8865.8m2，占地面积1301.9m2，建筑高度28.8m，标准层高度3.3m，总层数7层。本期工程范围包括：暖通空调，排烟通风。办公楼内中、小型办公室、会客室、会议室、休息室设置中央空调系统，办公楼内走廊、楼梯、卫生间、储藏室、配电间均不设空调。1.2设计参数的选择与设计标准1.2.1室外设计气象参数干球温度TW=34.8℃，湿球温度TS=28.1℃，相对湿度=60%，大气压力101325Pa。1.2.2室内设计气象参数干球温度tn=261℃，相对湿度=505%送风速度不大于5m/s，送风温差为6℃，送风温度为tO=20℃。1.3房间负荷计算参数（1）屋顶：屋顶为水泥砂浆岩，设防水层与保温层。（2）外墙：北面、西面、南面墙体结构为钢筋混凝土，外粉刷，保温材料为水泥膨胀珍珠岩；东面墙体结构为不透明玻璃幕墙。（3）内墙：内墙结构为120mm砖墙，内外粉刷。（4）楼板：楼板为80mm现浇钢筋混凝土，上铺水磨石预制块，下面粉刷。（5）玻璃类型：单层玻璃钢窗，K=4.54W/（m2·K），挂浅色内窗帘，无外遮阳。（6）照明、设备散热、人数确定：50 本科毕业设计正文本设计办公楼，从上午9时至下午17时，办公室内有2人办公，属于极轻劳动；办公室内每人配备1台功率大约为400W左右的电子计算机，从上午9时至下午17时连续使用8h；办公室内有1支40W（包括镇流器）的荧光灯，开灯时间从上午9时至下午17时。会客室内有2人，属于静坐；会客室内配备2台功率大约为400W左右的电子计算机，从上午9时至下午17时连续使用8h；会客室内有1支40W（包括镇流器）的荧光灯，开灯时间从上午9时至下午17时。1层2层3层敞开办公室内有30人办公，4层敞开办公室有20人办公，属于极轻劳动；敞开办公室内每人配备1台功率大约为400W左右的电子计算机，从上午9时至下午17时连续使用8h；1层2层敞开办公室内有25支40W（包括镇流器）的荧光灯，3层敞开办公室内有15支40W（包括镇流器）的荧光灯，开灯时间从上午9时至下午17时。休息室内设有1台功率为1000W的电视机，1支40W（包括镇流器）的荧光灯，开灯时间从上午9时至下午17时。室内温度为26℃，房间类型属于重型。50 本科毕业设计正文2负荷计算2.1冷负荷计算方法冷负荷计算方法主要有两种：谐波反应法和冷负荷系数法。由于谐波反应法计算冷负荷的过程很繁复，一般需用电子计算机，因此本设计采用谐波反应法的工程简化方法计算[1]。2.2已知的建筑材料以办公室4-1为例，由已知的参数，查参考文献[1]附表得：（1）外墙：西面、南面墙体K=0.98W/(m2·k)，β=0.21；西墙面积为13.2m2，南墙面积为8.7m2。（2）内墙和楼板：内墙为120mm砖墙，内外粉刷；楼板为80mm现浇钢筋混凝土，上铺磨石预制块，下面粉刷。邻室和楼下房间均为均为空调房间，室温均相同。（3）窗体：单层玻璃钢窗，K=4.54W/（m2·K），挂浅色内窗帘，无外遮阳，F=3.84m2。由于室内压力稍高于室外大气压，故不需考虑由于外气渗透所引起的冷负荷。查参考文献[1]附表2-9得，内墙（序号3）的放热衰减度，楼板的放热衰减度之间，查参考文献[1]表2-6可知该房间类型属于中型。2.3围护结构冷负荷2.3.1计算公式公式[1]：（2-1）式中τ——计算时间，h；ε——围护结构表面受到周期为24h谐行温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h；τ-ε——温度波的作用时间，h；K——围护结构传热系数，W/(m2·K)；F——围护结构计算面积，m2；——作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差。公式：（2-2）式中xg——窗的有效面积系数；xd——地点修正系数；50 本科毕业设计正文Cn——窗内遮阳设施的遮阳系数；Cs——窗玻璃的遮阳系数；Jj·τ——计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，W/m2。2.3.2西外墙冷负荷查参考文献[1]附录2-9得，K=0.98W/(m2·K)，传热系数β=0.21，衰减度υ=42.51，延迟时间ε=10.5h。从附录2-10查得扰量作用时刻τ-ε时的无锡两外墙负荷温差的逐时值，按式（2-1）算出西外墙的逐时冷负荷，计算结果列于表2-1中。表2.1西外墙冷负荷计算时刻τ△tτ-εKFCLQτ（W）7：00100.9813.21298：00100.9813.21299：00100.9813.212910：00110.9813.214211：00110.9813.214212：00120.9813.215513：00120.9813.215514：00120.9813.215515：00120.9813.215516：00120.9813.215517：00120.9813.215518：00120.9813.215519：00120.9813.21552.3.3南外墙冷负荷表2.2南外墙冷负荷计算时刻τ△tτ-εKFCLQτ（W）7：0060.988.7518：0070.988.7609：0070.988.76010：0070.988.76011：0080.988.76812：0080.988.76813：0080.988.76814：0080.988.76815：0080.988.76850 本科毕业设计正文续表计算时刻τ△tτ-εKFCLQτ（W）16：0080.988.76817：0080.988.76818：0080.988.76819：0070.988.7602.3.4南外窗冷负荷（1）瞬时传热得热形成冷负荷查参考文献[1]附录2-12得各计算时刻的负荷温差，计算结果列于表2.3。表2.3南窗瞬时传热冷负荷计算时刻τ△tτKFCLQτ（W）7：001.84.543.84318：002.44.543.84429：003.24.543.845610：004.04.543.847011：004.74.543.848212：005.44.543.849413：005.94.543.8410314：006.34.543.8411015：006.64.543.8411516：006.74.543.8411717：006.54.543.8411318：006.24.543.8410819：005.64.543.8498（2）日射得热形成冷负荷查参考文献[1]附录2-13得各计算时刻的负荷强度Jj·τ，窗面积3.84m2，窗有效面积系数为0.85，地点修正系数为1.03，窗内遮阳系数Cn=0.5，按式（2-2）计算，计算结果列于表2.4。表2.4日射得热冷负荷计算时刻τJj·τFCLQτ(W)7：00233.84398：00383.84649：00523.848710：00763.8412850 本科毕业设计正文续表计算时刻τJj·τFCLQτ(W)11：00993.8416612：001143.8419213：001143.8419214：001003.8416815：00813.8413616：00693.8411617：00533.848918：00373.846219：00263.8444将前面各项逐时冷负荷值汇总于表2.5。表2.5围护结构冷负荷汇总(W)计算时刻τ西外墙负荷南外墙负荷窗传热负荷窗日射负荷总计7：001295131392508：001296042642959：0012960568733210：00142607012840011：00142688216645812：00155689419250913：001556810319251814：001556811016850115：001556811513647416：001556811711645617：00155681138942518：00155681086239219：00155609844357由计算可知，最大的围护结构冷负荷出现在13：00时，其值为518W。2.4室内热源散热冷负荷2.4.1计算公式公式：（2-3）式中Q——设备、照明和人体的得热，W；50 本科毕业设计正文T——设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻，h；τ-T——从设备投入时刻或开等时刻或人员进入房间时刻到计算时刻，h：JXτ-T——τ-T时刻的负荷强度系数。2.4.2设备冷负荷办公室内配备2台功率大约为400W左右的电子计算机，从上午8时至下午17时连续使用9小时，取安装系数0.9，同时使用系数1。查参考文献[1]附录2-14得设备负荷强度系数JEτ-T，计算结果列于表2.6。表2.6设备冷负荷计算时刻ττ-TJEτ-TCLQ（W）8：000009：0010.5846410：0020.7761611：0030.8164812：0040.8467213：0050.8769614：0060.8971215：0070.9072016：0080.9273617：0090.947422.4.3照明冷负荷办公室内有1支40W（包括镇流器）的荧光灯，开灯时间从上午8时至下午17时。查参考文献[1]附录2-15得照明负荷强度系数JLτ-T，计算结果列于表2.7。表2.7照明冷负荷计算时刻ττ-TJLτ-TCLQ(W)8：000009：0010.431710：0020.632511：0030.702812：0040.753013：0050.793114：0060.833215：0070.853316：0080.883417：0090.903550 本科毕业设计正文3.4.4人体冷负荷办公室内有2人办公，属于极轻劳动，查参考文献表[1]2-18得成年男子散热散湿量为：显热61W/人，潜热73W/人，散湿。查参考文献[1]附录2-16得人体负荷强度系数JPτ-T，计算结果列于表2.8。表2.8人体冷负荷计算时刻τJPτ-T显热潜热CLQ(W)8：00001461469：000.536514621110：000.718714623311：000.779414624012：000.819914624513：000.8410214624814：000.8610514625115：000.8910914625516：000.9011014625617：000.911111462572.5冷负荷汇总将前面各项冷负荷汇总于表2.9。表2.9办公室4-1冷负荷汇总(W)计算时刻τ围护结构设备照明人体总计7：002500002508：00295001464419：0033246417211102410：0040061625233127411：0045864828240137412：0050967230245145613：0051869631248149314：0050171232251149615：0047472033255148216：0045673634256148217：00425742352571459同理可得其余各房间各时刻冷负荷，汇总于下表。50 本科毕业设计正文2.5.1一层房间冷负荷汇总表2.10一层冷负荷汇总(W)计算时刻τ敞开办公室休息室汇总7：00506759256598：0010866953118199：001797114221939310：001988515872147211：002021416742188812：002070417082241213：002135417292208314：002187917432362215：002199817612375916：002215017622391217：00217621778235402.5.2二、三层房间冷负荷汇总表2.11二、三层冷负荷汇总(W)计算时刻τ敞开办公室休息室汇总7:00386556844338:009207930101379:001611614011751710:001811515651968011:001867516502032512:001904316632070613:001953116782120914:002001516992171415:002119117082289916:002142317012312417:00211411710228512.5.3四层房间冷负荷汇总表2.12四层办公室冷负荷汇总(W)计算时刻τ办公室4-1办公室4-2办公室4-3办公室4-4办公室4-5办公室4-6汇总7:0025024324332212912913168:00441614614691491491334250 本科毕业设计正文续表计算时刻τ办公室4-1办公室4-2办公室4-3办公室4-4办公室4-5办公室4-6汇总9:001024108810881177960960629710:00127412451245136410961096732011:00137413171317147711331133775112:00145613561356149611541154797213:00149313741374152411621162808914:00149614021402154411801180820415:00148213871387154211651165812816:00148213631363153311341134800917:001459130813081524110411047807表2.13四层会客室冷负荷汇总(W)计算时刻τ会客室4-1会客室4-2会客室4-3会客室4-4会客室4-5会客室4-6汇总7:0023623623623612212211888:0057957957957945745732309:001020102010201020893893586610:00117611761176117610271027675811:00124812481248124810641064712012:00128912891289128911051105736613:00130113011301130111231123745014:00132413241324132411481148759215:00127112711271127110841084725216:00121012101210121010401040692017:001183118311831183103510356802表2.14四层冷负荷汇总(W)计算时刻τ办公室汇总会客室汇总敞开办公室汇总7:0013161188261351178:00334232306015125879:0062975866104022256510:0073206758115272560511:0077517120117832665412:0079727366125492788713:0080897450131792871950 本科毕业设计正文续表计算时刻τ办公室汇总会客室汇总敞开办公室汇总14:0082047592139732976915:0081287252143372971716:0080096920145852951417:007807680214333289422.5.4五层房间冷负荷汇总表2.15五层办公室冷负荷汇总(W)计算时刻τ办公室5-1办公室5-2办公室5-3办公室5-4办公室5-5办公室5-6办公室5-7办公室5-8办公室5-9办公室5-10办公室汇总7:0021325625625024324332212912929725598:0057162562544161461469149149162861829:00102810931093102410881088117796096010861087610:0011461220122012741245124513641096109612171230711:0011761256125613741317131714771133113312561285412:0012881324132414561356135614961154115412781316813:0014621544154414931374137415241162116212941393314:0015451643164314961402140215441180118013021433715:0016051826182614821387138715421165116512911467616:0016461878187814821363136315331134113412741468517:00159418091809145913081308152411041104128014299表2.16五层会客室冷负荷汇总(W)计算时刻τ会客室5-1会客室5-2会客室5-3会客室5-4会客室5-5会客室5-6会客室5-7会客室5-8会客室5-9会客室5-10会客室汇总7:0024824924923623623623612212220221368:0059759059057957957957945745756855759:0010401025102510201020102010208938931024998010:0011741150115011761176117611761027102711591139111:0012201187118712481248124812481064106411861190012:0013461302130212891289128912891105110511941251013:0014321473147313011301130113011123112312031303114:0015941614161413241324132413241148114812401365415:0017051756175612711271127112711084108412381370750 本科毕业设计正文续表计算时刻τ会客室5-1会客室5-2会客室5-3会客室5-4会客室5-5会客室5-6会客室5-7会客室5-8会客室5-9会客室5-10会客室汇总16:0017511808180812101210121012101040104012151350217:00170217391739118311831183118310351035122613208表2.17五层冷负荷汇总(W)计算时刻τ办公室汇总会客室汇总会议室汇总7:002559213658452798:00618255751378131359:0010876998024382329410:00123071139127092640711:00128541190027392749312:00131681251027762845413:00139331303128042976814:00143371365428343082515:00146761370728523123516:00146851350228733106017:0014299132082879303862.5.5六层房间冷负荷汇总表2.18六层冷负荷汇总(W)计算时刻τ办公室汇总会客室汇总汇总7:002559213646958:0061825575117579:001087699802085610:0012307113912369811:0012854119002475412:0013168125102567813:0013933130312696414:0014337136542799115:0014676137072838316:0014685135022818717:0014299132082750750 本科毕业设计正文2.5.6七层房间冷负荷汇总表2.19七层冷负荷汇总(W)计算时刻τ敞开办公室洽谈室休息室汇总7:00188628735272100318:00336128735828120629:005260287359691410210:005808287355371421811:005958287348151364612:006145287347701378813:007025287345721447014:007607287342991477915:008266287342481538716:008473287341061545217:00819828733944150152.5.7最大冷负荷汇总表2.20最大冷负荷汇总（W）房间负荷房间负荷房间负荷敞开办公室122150休息室11778敞开办公室221423休息室21710敞开办公室321423休息室31710办公室4-11496办公室4-21402办公室4-31402办公室4-41544办公室4-51180办公室4-61180会客室4-11324会客室4-21324会客室4-31324会客室4-41324会客室4-51148会客室4-61148敞开办公室414585办公室5、6-11646办公室5、6-21878办公室5、6-31878办公室5、6-41496办公室5、6-51402办公室5、6-61402办公室5、6-71544办公室5、6-81180办公室5、6-91180办公室5、6-101302会客室5、6-11751会客室5、6-21808会客室5、6-31808会客室5、6-41324会客室5、6-51324会客室5、6-61324会客室5、6-71324会客室5、6-81148会客室5、6-91148会客室5、6-101240敞开办公室78473洽谈室72873休息室75969一层总负荷23912二层总负荷23124三层总负荷23124四层总负荷29769五层总负荷31235六层总负荷28383七层总负荷15452建筑总负荷17500050 本科毕业设计正文3空调系统设计和设备选择3.1空调系统的选择本设计大楼中办公室、会客室、会议室、七层休息室采用风机盘管加独立新风系统，新风不进入风机盘管，处理到室内焓值，不承担室内负荷，在风机盘管出风口处混合后送入房间；敞开办公室采用全空气系统一次回风，柜式空调机组直接从室外引入新风，与回风混合后处理到室内焓值送入房间；一、二、三层休息室采用1.5P一拖一挂壁机。3.2新风系统3.2.1新风量的确定在处理空气时，大多数场合要利用相当一部分回风，所以，在夏、冬季节混入的回风量越多，使用的新风量越少，就越显得经济。但实际上不能无限制地减少新风量，一般规定，空调系统中的新风占送风量的百分数应不低于10%[1]。确定新风量的依据有下列三个因素：（1）卫生要求在人长期停留的空调房间内，新鲜空气的多少对健康有直接影响。在实际工作中，一般可按规范确定：不论每人占房间体积多少，新风量按大于等于30m3/（h·人）采用。（2）补充局部排风量当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使车间产生负压，在系统中必须有相应的新风量来补偿排风量。（3）保持空调房间的正压要求为了防止外界环境渗入空调房间，干扰空调房间内湿度或破坏室内洁净度，需要在空调系统中用一定量的新风来保持房间的正压。本次新风量根据30m3/（h·人），同时考虑新风占送风量的百分数不低于10%来设计。3.2.2新风的选择敞开办公室选用全空气系统，风机盘管房间新风系统采用新风全热交换器。普瑞泰新风全热交换器根据用户的需要，对空调环境进行全方位置换新风，高科技纳米膜技术、水平逆向对流技术、抗静电免维护技术、消声技术的应用，使普瑞泰新风全热交换器突破了传统的热回收效率普遍低下的技术瓶颈，热回收效率达到72%以上，排风中能量回收效率大幅度提高，使用户享受更经济实惠的新风。从使用新风全热交换器，在全年通风过程中可以实现在不增加能耗的情况下提高空调系统的使用效率和增加新风补充量，提高室内空气品质，把能源小号降到最低，不仅能减少空调主机容量和设备一次性投资总量，还可以降低系统整体的运行费用。50 本科毕业设计正文3.3空气处理过程3.3.1风机盘管系统空气处理过程图3.1风机盘管系统空气处理过程（1）确定新风处理状态根据室内空气hn线、新风处理后机器露点的相对湿度可定出新风处理后的机器露点L；（2）确定送风量及风机盘管风量过N点作ε线与线相交，即得送风点O，因为风机盘管系统大多用于舒适性空调，一般不受送风温差限制，故可采用较低的送风温度。则房间风量，连接L、O两点并延长至M点，使式中GW——新风量，kg/s；GF——风机盘管风量，kg/s。故房间总送风量，而M即风机盘管的出风状态点，为了使新风与风机盘管出风有较好的混合效果，应使新风送风口紧靠风机盘管的出风口[1]。50 本科毕业设计正文3.3.2一次回风系统空气处理过程图3.2一次回风系统空气处理过程根据送风状态点和送风量，可在h-d图上标出室内状态点N，过N点作室内热湿比线。根据选定的送风温差与热湿比线的交点O即为送风状态点。为了获得O点，常用的方法是将室内、外混合状态C的空气经喷水室（或空气冷却器）冷却减湿处理到L点，再从L加热到O点，然后送入房间，吸收房间的余热余湿后变为室内状态N，一部分室内排风直接排到室外，另一部分再回到空调室和新风混合。，而即新风百分比m%，这样C点的位置就确定了[1]。3.4风量及冷量的确定3.4.1风机盘管系统以办公室4-1为例，夏季室内冷负荷Q=1.496kW，湿负荷；室内空气温度tN=26℃，相对湿度。；室外空气干球温度tw=34.8℃，相对湿度。（1）室内热湿比及房间送风量过N点作ε线与相交，即得送风点O，则总送风量为（2）风机盘管风量：新风量取30m3/（h·人），Gw=0.02kg/s，则风机盘管风量50 本科毕业设计正文（3）风机盘管机组出口空气的焓hM连接L、O两点并延长与hM相交得M点，查出tM=14℃。（4）风机盘管显冷量3.4.2一次回风系统以一层敞开办公室为例，夏季室内冷负荷Q=22.15kW，湿负荷；室内空气温度tN=26℃，相对湿度。；室外空气干球温度tw=34.8℃，相对湿度。（1）计算室内热湿比：过N点作ε的直线与设定的=90%的曲线相交得L点：tL=17.5℃，hL=46.5kJ/kg。取ΔtO=6℃，得送风点O为：tO=20℃，hO=49.5kJ/kg。（2）风量：（3）新风量取总风量的15%，GW=0.15G，由混合空气的比例关系可以确定出混合点C的位置：hC=60.5kJ/kg。（4）空调系统所需冷量：3.5设备的选择浙江盾安机电科技有限公司是浙江盾安人工环境股份有限公司旗下的全资子公司，专业生产各种电制冷式中央空调机组及末端设备，是中央空调国家标准起草单位，国家重点高新技术企业。公司通过了ISO9001:2000国际质量体系认证、ISO14001环境管理体系认证及产品CCC认证等多项国家权威认证。本设计空调系统主要采用盾安中央空调产品，办公室及会客室采用风机盘管机组，敞开办公室采用柜式空调机组，主机采用风冷螺杆式冷水机组。一至三层休息室采用美的1.5P一拖一壁挂机。3.5.1末端设备的选择选择风机盘管时，根据风量并在校核全冷量之后选择的风机盘管，其全冷量往往比全热负荷大很多，这样将导致送风温差加大，换气次数减少，空调效果恶化，工程造价加大，能耗加大。根据显热负荷、全热负荷并在校核风量之后所选择的风机盘管更适合空调房间的实际需要[2]。办公室4-1冷量为1800W，风量为435m350 本科毕业设计正文/h。选用浙江盾安机电科技有限公司生产的FP-51WA型号风机盘管，供冷量为2700kW，风量为510m3/h，满足设计要求。同理可得其余各房间计算参数及末端设备选型，汇总于下表。表3.1四层房间风机盘管房间冷量（W）风量（m3/h）型号台数办公室4-11800435FP-51WA1办公室4-21402319FP-34WA1办公室4-31402319FP-34WA1办公室4-41544348FP-34WA1办公室4-51180232FP-34WA1办公室4-61180232FP-34WA1会客室4-11324290FP-34WA1会客室4-21324290FP-34WA1会客室4-31324290FP-34WA1会客室4-41324290FP-34WA1会客室4-51148232FP-34WA1会客室4-61148232FP-34WA1表3.2五、六层房间风机盘管房间冷量（W）风量（m3/h）型号台数办公室11646370FP-51WA1办公室21878435FP-51WA1办公室31878435FP-51WA1办公室41800435FP-51WA1办公室51402319FP-34WA1办公室61402319FP-34WA1办公室71544348FP-34WA1办公室81180232FP-34WA1办公室91180232FP-34WA1办公室101302290FP-34WA1会客室11751407FP-51WA1会客室21808407FP-51WA1会客室31808407FP-51WA1会客室41324290FP-34WA1会客室51324290FP-34WA1会客室61324290FP-34WA1会客室71324290FP-34WA150 本科毕业设计正文续表房间冷量（W）风量（m3/h）型号台数会客室81148232FP-34WA1会客室91148232FP-34WA1会客室101240261FP-34WA1五层会议室2879668FP-34WA2表3.3其余末端设备房间冷量（W）风量（m3/h）型号台数一层敞开间448009290G60(1)W1二层敞开间435009020G60(1)W1三层敞开间435009020G60(1)W1四层敞开间312006470G40(1)W1七层敞开间223004645G30(1)W1一层休息室----KRF-32GW/Y-FC1二层休息室----KRF-32GW/Y-FC1三层休息室----KRF-32GW/Y-FC1七层休息室59691422FP-68WA2七层洽谈室2873697FP-34WA23.5.2主机的选择本建筑全部空调面积冷负荷为174.7kW，选用一台浙江盾安机电科技有限公司生产的210C型风冷螺杆式冷水机组。该机组名义制冷量214kW，满足设计要求。3.5.3新风机组的选择本设计采用普瑞泰环境设备科技有限公司生产的新风全热交换器。根据设计新风量按每人30m3/h计算，四层新风系统风量为720m3/h，选用AHE-80W吊顶式新风全热交换器一台。该机器风量为800m3/h，满足设计要求。同理可得其余各系统新风设备型号，汇总于下表。表3.4新风设备位置风量（m3/h）型号台数四层720AHE-80W1五层北780AHE-80W1五层南720AHE-80W1六层北720AHE-80W1六层南720AHE-80W1七层720AHE-80W150 本科毕业设计正文4气流组织计算4.1气流组织的基本要求及分类空气调节区的气流组织，是指合理的布置送风口和回风口，使得经过净化、热湿处理后的空气由送风口进入空调区域后，在与空调区域内空气混合、置换并进行热湿交换的过程中，均匀地消除空调区域内的余热和余湿，从而使空调区内形成比较均匀而稳定的温湿度、气流速度和洁净度，以满足生产工艺和人体舒适的要求。同时还要由回风口抽走空调区域内的空气，将大部分回风返回到空气处理机组，少部分排至室外[3]。4.2送风方式和送风口形式的选择影响空调区内空气分布的因素有：送风口的形式和位置、送风射流的参数、回风口的位置、房间的几何形状以及热源在室内的位置等，其中送风口的形式和位置、送风射流的参数是主要影响因素。本设计由于建筑层高较低，故采用上送上回的方式。办公室、会客室、休息室均采用侧送风，侧送风口采用的双层可调节百叶，既能调节风量又能调节方向。敞开办公室采用方形散流器送风，回风口避开散流器的送风方向[4]。4.3气流组织计算以办公室4-1为例进行侧送风部分的气流组织计算。4.3.1侧送风气流组织计算（1）总送风量和换气次数[3]公式：式中——总送风量，m3/h；Q——空调区的全热冷负荷和显热冷负荷，W；——送风温差，℃；n——换气次数，1/h；A——沿射流方向的房间长度，m；B——房间宽度，m；H——房间高度，m。办公室4-1房间面积为15m2，长度为4m，宽度为3.8m，高度为3.3m，夏季冷负荷1496W，送风温差采用6℃。根据式（4-1）算出办公室4-1总送风量为717.8m350 本科毕业设计正文/h，根据式（4-2）算出办公室4-1换气次数为每小时14次，满足设计要求。（2）送风口的出风速度[3]公式:式中vs——出风速度，m/s；k——送风口有效面积系数。对于可调式双层百叶风口，测定k可取为0.72，根据式（4-3）算出送风口出风速度小于等于4.7m/s。（3）射流自由度[3]公式：式中F——每个风口所负担的房间横断面积，m2；ds——圆形送风口的直径或矩形送风口的等面积当量直径，m。根据式（4-4）算出射流自由度为13.1。（4）送风口个数[3]公式：式中N——送风口个数，个；a——送风口的紊流系数；x——贴附射流的射程，m，取x=A-0.5。，查得无因次距离=0.27，可调式双层百叶风口紊流系数取0.16，贴驸射流射程为3.5m，并代入式（4-5）得送风口个数2.9，取N=3个。（5）送风口面积和当量直径[3]实际送风速度vs=3.3m/s。（6）校核贴附射流长度[3]查得x/ds=28，因而，满足贴附长度要求。（7）校核房间高度[3]50 本科毕业设计正文设底边至吊顶距离为0.4m，则，房间高度符合要求。4.3.2散流器送风气流组织计算以一层敞开办公室为例进行气流组织计算[3]。将整个大办公室划分为13个小区域，每个小方区为7m8m（见图4.1），将散流器设置在小方区中央，这样每个小方区可当作单独房间对待。图4.1一层敞开办公室散流器分布查散流器送风计算表得室内平均风速=0.21m/s，按送冷风情况，满足要求。气流射程：送风量：查散流器送风计算表得，F=0.031m2，D=200mm，其出风速度满足噪声允许。查的规格为的散流器在风量为792m3/h时射程为5.33m，满足设计宽度。50 本科毕业设计正文4.4气流组织计算汇总表4.1休息室气流组织计算汇总房间一层休息室二层休息室三层休息室五层会议室七层休息室七层洽谈室进深m5.85.85.815.86.85.6开间m5.63.83.87.85.65高m3.33.33.33.33.33.3送风温差℃666666换气次数810107106送风速度m/s4.13.33.33.43.26射流自由度16.513.113.113.112.522.6允许最大送速m/s666666无因次距离0.230.270.270.270.270.18风口个数211222送风量m3/h842718718146010951076新风量m3/h6060606015060风口面积m20.0280.0600.0600.1200.0940.025风口尺寸mm180300300400400250150200200300250100当量直径m0.190.280.280.390.340.18Ar0.0020.0050.0050.0070.0090.001x/ds372828252343贴附长度m7.17.87.89.77.87.7校核高度m3.23.23.23.23.23.2表4.2四层办公室气流组织计算汇总房间办公室4-1办公室4-2办公室4-3办公室4-4办公室4-5办公室4-6进深m4.04.64.65.84.64.6开间m3.83.83.83.83.83.8高m3.33.33.33.33.33.3送风温差℃666666换气次数1477866送风速度m/s3.34.94.94.45.75.750 本科毕业设计正文续表房间办公室4-1办公室4-2办公室4-3办公室4-4办公室4-5办公室4-6射流自由度13.118.618.617.125.125.1允许最大送速m/s666666无因次距离0.270.240.240.240.180.18风口个数311111送风量m3/h718494494540360360新风量m3/h606060606060风口面积m20.0200.0280.0280.0340.0150.015风口尺寸mm200200200200150150100150150170100100当量直径m0.160.190.190.200.140.14Ar0.0050.0020.0020.0030.0010.001x/ds284040365050贴附长度m7.87.67.67.27.07.0校核高度m3.23.23.23.23.23.2表4.3四层会客室气流组织计算汇总房间会客室4-1会客室4-2会客室4-3会客室4-4会客室4-5会客室4-6进深m5.84.64.64.65.25.2开间m3.83.83.83.83.83.8高m3.33.33.33.33.33.3送风温差℃666666换气次数688866送风速度m/s5.05.05.05.05.75.7射流自由度20.620.620.620.625.025.0允许最大送速m/s666666无因次距离0.220.220.220.220.180.18风口个数111111送风量m3/h445445445445360360新风量m3/h606060606060风口面积m20.0200.0200.0200.0200.0150.01550 本科毕业设计正文续表房间会客室4-1会客室4-2会客室4-3会客室4-4会客室4-5会客室4-6风口尺寸mm200200200200150150100100100100100100当量直径m0.160.160.160.160.140.14Ar0.0010.0010.0010.0010.0010.001x/ds474747475050贴附长度m7.57.57.57.57.07.0校核高度m3.23.23.23.23.23.2表4.4五、六层办公室气流组织计算汇总（1）房间办公室1办公室2办公室3办公室4办公室5进深m5.45.45.44.04.6开间m2.83.83.83.83.8高m3.33.33.33.33.3送风温差℃66666换气次数121010147送风速度m/s3.03.73.73.34.9射流自由度11.213.813.813.118.6允许最大送速m/s66666无因次距离0.260.250.250.270.24风口个数11131送风量m3/h668668668718494新风量m3/h6060606060风口面积m20.0500.0500.0500.0200.028风口尺寸mm250250250200200200200200100150当量直径m0.250.250.250.160.19Ar0.0050.0050.0050.0050.002x/ds2929292840贴附长度m7.27.27.27.87.6校核高度m3.23.23.23.23.2表4.5五、六层办公室气流组织计算汇总（2）房间办公室6办公室7办公室8办公室9办公室10进深m4.65.84.64.65.350 本科毕业设计正文续表房间办公室6办公室7办公室8办公室9办公室10开间m3.83.83.83.83.8高m3.33.33.33.33.3送风温差℃66666换气次数78667送风速度m/s4.94.45.75.75.4射流自由度18.617.025.025.020.5允许最大送速m/s66666无因次距离0.240.240.180.180.21风口个数11111送风量m3/h494540360360446新风量m3/h6060606060风口面积m20.0280.0340.0150.0150.023风口尺寸mm200200150150200150170100100120当量直径m0.190.20.140.140.17Ar0.0020.0030.0010.0010.001x/ds4036505042贴附长度m7.67.27.07.07.1校核高度m3.23.23.23.23.2表4.6五、六层会客室气流组织计算汇总（1）房间会客室1会客室2会客室3会客室4会客室5进深m5.45.45.45.84.6开间m2.83.83.83.83.8高m3.33.33.33.33.3送风温差℃66666换气次数12101068送风速度m/s33.83.85.05.0射流自由度10.615.015.020.620.6允许最大送速m/s66666无因次距离0.260.240.240.220.22风口个数11111送风量m3/h631631631445445新风量m3/h606060606050 本科毕业设计正文续表房间会客室1会客室2会客室3会客室4会客室5风口面积m20.0600.0460.0460.0200.020风口尺寸mm300200200200200200130130100100当量直径m0.280.240.240.160.16Ar0.0080.0040.0040.0010.001x/ds2432324747贴附长度m6.77.77.77.57.5校核高度m3.23.23.23.23.2表4.7五、六层会客室气流组织计算汇总（2）房间会客室6会客室7会客室8会客室9会客室10进深m4.64.65.25.25.3开间m3.83.83.83.83.8高m3.33.33.33.33.3送风温差℃66666换气次数88666送风速度m/s5.05.05.75.75.9射流自由度20.620.625.025.022.9允许最大送速m/s66666无因次距离0.220.220.180.180.18风口个数11111送风量m3/h445445360360405新风量m3/h6060606060风口面积m20.0200.0200.0150.0150.019风口尺寸mm200200150150200100100100100100当量直径m0.160.160.140.140.16Ar0.0010.0010.0010.0010.001x/ds4747505042贴附长度m7.57.57.07.07.2校核高度m3.23.23.23.23.250 本科毕业设计正文表4.8敞开办公室气流组织计算汇总房间一层敞开办公室二层敞开办公室三层敞开办公室四层敞开办公室七层敞开办公室进深m3538383020开间m3232322323高m3.33.33.33.33.3送风温差℃66666平均风速m/s0.210.210.210.210.21送风速度m/s6.456.66.65.96.7有效面积m20.0310.0310.0310.0410.030散流器规格200200200200200200250250200200射程m5.335.335.335.575.53风量m3/h828828828830864散流器个数1313138550 本科毕业设计正文5风管设计5.1风管设计的基本内容风管设计的基本任务是，首先根据生产工艺和建筑物对通风空调系统的要求，确定风管系统的形式、风管的走向和在建筑空间内的位置，以及风口的布置，并选择风管的断面积形状和风管的尺寸（对于公共建筑，风管高度的选取往往受到吊顶空间的制约）；然后计算风管的沿程压力损失和局部压力损失，最终确定风管的尺寸[5]。本设计全部采用钢板风管，所有风管均设保温。5.2风管的沿程压力损失风管沿程压力损失的确定，可以按规定的制表条件事先算就单位管长沿程摩擦阻力，并编成表格供随时查用，当已知风管的计算长度时，可按公式算出该段风管的沿程压力损失。公式[3]：式中ΔPm——风管沿程摩擦损失，Pa；Rm——单位管长沿程摩擦损失，Pa/m；l——风管长度，m。5.3风管的局部压力损失当空气流经风管系统的配件及设备时，由于气流流动方向的改变，流过断面的变化和流量的变化而出现涡流时产生的局部阻力。为克服局部阻力而引起的能量损失，称为局部压力损失，并按下式计算[3]：式中ΔPj——风管局部压力损失，Pa；ξ——局部阻力系数；v——风管内局部压力损失发生处的空气流速，m/s；ρ——空气密度，kg/m3。5.4风管的水力计算5.4.1水力计算方法目前，风管的水力计算方法有压损平均法、假定流速法、静压复得法和T计算法等几种。本次设计才用假定流速法进行计算。假定流速法是以风管内空气流速作为控制指标，这个空气流速应按照噪声控制、风管本身的强度并考虑运行费用等因素来进行设定。根据风管的风量和选定的流速，确定风管的断面尺寸，进而计算压力损失，再按各环路的压力损失进行调整，以达到平衡【6】。50 本科毕业设计正文按照设计规范的规定，对于并联环路压力损失的相对差额，不宜超过下列数值：一般送、排风系统15%除尘系统10%下面以办公楼四层南面风管为例进行水力计算。5.4.2水力计算下面以四层南风管为例进行水力计算。风管内为全新风，根据房间的允许噪声级，设定主管风速小于等于5m/s，支管风速小于等于3m/s。图5.1四层南风管平面图选定0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10为最不利环路，逐段计算摩擦阻力和局部阻力。管段0-1：风量L=60m3/h，管段长l=8m，初选流速为2m/s，算得风道断面积为：将其规格化为，F=0.0144m2，这时实际流速为1.2m/s，查得单位长度摩擦阻力为0.61Pa/m，管段0-1的摩擦阻力为：管段0-1存在的局部阻力部件有风量调节阀ξ=0.52，活动百叶侧送风口ξ=2，90度弯头ξ=0.25，三通直流ξ=0.08，∑ξ=2.85。管段0-1的局部阻力为：50 本科毕业设计正文管段0-1的总阻力为：同理可得其余各管段阻力，汇总于下表：表5.1四层南风管主管水力计算汇总管段编号0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-10风量m3/h60120180240360420480540600720管长m8.04.04.03.72.64.04.04.03.85.8a120120160160200200200200200200b120120120160160160200200200200流速m/s1.22.32.62.63.13.63.33.74.25.0比摩阻Pa/m0.610.790.830.680.821.080.790.981.231.70摩擦阻力Pa4.883.163.322.522.134.323.173.904.689.86风量调节阀0.52------------------侧送风口2------------------弯头0.25----------------0.25三通0.080.080.080.960.080.080.080.080.96--渐缩管--0.040.04----0.04--------总阻力系数2.850.120.120.960.080.120.080.080.960.25局部阻力Pa2.460.380.493.890.460.930.520.6610.163.75总阻力Pa7.344.543.816.412.595.253.694.5614.8413.61表5.2四层南风管支管水力计算汇总管段编号abcd-1d-2efghi-1i-2风量m3/h606060601206060606060120管长m3.43.44.08.71.44.64.64.64.67.23.9a120120120120120120120120120120120b120120120120120120120120120120120流速m/s1.21.21.21.22.31.21.21.21.21.22.3比摩阻Pa/m0.610.610.610.610.790.610.610.610.610.610.79摩擦阻力Pa2.082.082.445.301.112.812.812.812.814.393.08风量调节阀0.520.520.520.52--0.520.520.520.520.52--侧送风口2222--22222--弯头------0.25----------0.5--50 本科毕业设计正文续表管段编号abcd-1d-2efghi-1i-2三通0.960.960.960.080.080.960.960.960.960.080.08渐缩管--------0.08----------0.08总阻力系数3.483.483.482.850.163.483.483.483.483.100.16局部阻力Pa3332.460.5133332.680.51总阻力Pa5.085.085.449.585.815.815.815.8110.66不平衡率%30.857.265.356.676.580.682.784.879.9调节阀加加加加加加加加加5.4.3风管不平衡率管段a与管段0-1的不平衡率为：不平衡率大于15%，调节风管管径。由于此处风量较小，风管已经选用最小的尺寸，难以通过调整管径来达到阻力平衡，故加平衡阀。同理可得其余各管段的不平衡率，汇总于表5.2。5.5风管水力计算汇总5.5.1一、二、三层风管水力计算汇总表5.3一、二、三层风管主管水力计算汇总管段编号0-11-22-33-44-5风量m3/h79215843168475210296管长m5.17.72.915.921.1a2504005008001600b250250400400400流速m/s3.54.44.44.24.5比摩阻Pa/m0.670.790.500.350.25摩擦阻力Pa3.426.071.455.535.28风量调节阀0.52--------矩形出风口1.08--------弯头--------0.25三通0.30.30.30.30.3渐缩管--0.09--0.09--总阻力系数1.900.390.30.390.55局部阻力Pa14.124.533.484.136.5950 本科毕业设计正文续表管段编号0-11-22-33-44-5总阻力Pa17.5410.64.939.6611.87表5.4一、二、三层风管支管水力计算汇总管段编号abcd-1d-2e-1e-2f-1f-2f-3风量m3/h7927927927921584792237679215843168管长m2.82.85.05.25.010.72.95.38.04.9a250250250250400250800250400800b250250250250250250250250250250流速m/s3.53.53.53.54.43.53.33.54.44.4比摩阻Pa/m0.670.670.670.670.790.670.290.670.790.50摩擦阻力Pa1.881.883.353.483.947.200.843.556.302.48风量调节阀0.520.520.520.52--0.52--0.52----矩形出风口1.081.081.081.08--1.08--1.08----弯头----------0.25--------三通0.30.30.30.30.3--0.30.30.30.3渐缩管----------0.09----0.09--总阻力系数1.901.901.901.900.31.940.31.900.390.3局部阻力Pa14.1214.1214.1214.123.4814.421.9614.124.533.48总阻力Pa161617.4725.0624.4234.47不平衡率%19.54337.924.242.619.3调节阀加加加加加加5.5.2四层北风管水力计算汇总表5.5四层北风管主管水力计算汇总管段编号0-11-22-33-4风量m3/h830166033206640管长m5.28.04.014.0a2504008001000b250250250400流速m/s3.74.54.64.6比摩阻Pa/m0.740.820.540.34摩擦阻力Pa3.806.562.164.76风量调节阀0.52------矩形出风口1.08------50 本科毕业设计正文续表管段编号0-11-22-33-4弯头------0.25三通0.30.30.3--渐缩管--0.09----总阻力系数1.900.390.30.25局部阻力Pa15.604.743.803.24总阻力Pa19.4011.305.968表5.6四层北风管支管水力计算汇总管段编号abc-1c-2d-1d-2风量m3/h83083083016608301660管长m334.810.85.24a250250250400250400b250250250250250250流速m/s3.73.73.74.53.74.5比摩阻Pa/m0.740.740.740.820.740.82摩擦阻力Pa2.22.23.538.83.83.28风量调节阀0.520.520.52--0.52--矩形出风口1.081.081.08--1.08--弯头------------三通0.30.30.30.30.30.3渐缩管------0.09--0.09总阻力系数1.91.91.90.391.90.39局部阻力Pa15.615.615.64.715.68.38总阻力Pa17.817.820.331.06不平衡率%8.24210.815调节阀不加加不加不加5.5.3五层北风管水力计算汇总表5.7五层北风管主管水力计算汇总管段编号0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-10风量m3/h60120180240300360420480540600管长m8.43.40.54.04.03.53.06.04.01.6a120120160160200200200200200200b12012012012016016016020020020050 本科毕业设计正文续表管段编号0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-10流速m/s1.22.32.63.52.63.13.63.33.74.2比摩阻Pa/m0.610.790.831.020.590.821.080.790.981.23摩擦阻力Pa5.123.160.414.082.382.873.234.753.91.97风量调节阀0.52------------------侧送风口2------------------弯头0.25------------0.25----三通0.080.080.080.080.080.080.080.080.08--渐缩管--0.04--0.08----0.04------总阻力系数2.850.120.080.160.080.080.120.330.08--局部阻力Pa2.460.380.321.780.320.460.932.160.66--总阻力Pa7.583.540.735.862.73.334.166.914.561.97表5.8五层北风管支管水力计算汇总管段编号abcdefghi风量m3/h606060606060606060管长m5.44.15.45.45.45.45.41.41.4a120120120120120120120120120b120120120120120120120120120流速m/s1.21.21.21.21.21.21.21.21.2比摩阻Pa/m0.610.610.610.610.610.610.610.610.61摩擦阻力Pa3.32.53.33.33.33.33.30.850.85风量调节阀0.520.520.520.520.520.520.520.520.52侧送风口222222222弯头------------------三通0.960.960.960.960.960.960.960.960.96渐缩管------------------总阻力系数3.483.483.483.483.483.483.483.483.48局部阻力Pa333333333总阻力Pa6.35.56.36.36.36.36.33.853.85不平衡率%3.356.340.360.866.271.175.589.690.8调节阀不加加加加加加加加加5.5.4五层南风管水力计算汇总五层南风管水力计算同四层南风管水力计算。50 本科毕业设计正文5.5.6六层北风管水力计算汇总表5.9六层北风管主管水力计算汇总管段编号0-11-22-33-44-55-66-77-8风量m3/h60120180240300360420480管长m9.34.04.03.53.07.14.01.7a120120160160200200200200b120120120160160160160200流速m/s1.22.32.62.62.63.63.63.3比摩阻Pa/m0.610.790.830.680.591.081.080.79摩擦阻力Pa5.673.163.322.381.784.34.31.35风量调节阀0.52--------------侧送风口2--------------弯头0.25--------0.25----三通0.080.080.080.080.080.080.08--渐缩管--0.040.040.04----0.04--总阻力系数2.850.120.120.120.080.330.12--局部阻力Pa2.460.380.490.490.321.90.93--总阻力Pa8.133.543.812.872.17.725.231.35表5.10六层北风管支管水力计算汇总管段编号abcdefg风量m3/h60606060606060管长m5.45.45.45.45.41.41.4a120120120120120120120b120120120120120120120流速m/s1.21.21.21.21.21.21.2比摩阻Pa/m0.610.610.610.610.610.610.61摩擦阻力Pa3.33.33.33.33.30.850.85风量调节阀0.520.520.520.520.520.520.52侧送风口2222222弯头--------------三通0.960.960.960.960.960.960.96渐缩管--------------总阻力系数3.483.483.483.483.483.483.48局部阻力Pa3333333总阻力Pa6.36.36.36.36.33.853.8550 本科毕业设计正文续表管段编号abcdefg不平衡率%22.5------------调节阀加加加加加加加5.5.7六层南风管水力计算汇总六层南风管水力计算同四层南风管水力计算。5.5.8七层北风管水力计算汇总表5.11七层北风管主管水力计算汇总管段编号0-11-22-33-44-5风量m3/h8641728259234564320管长m3.17.15.77.912.7a2505006308001000b250250250250250流速m/s3.83.74.54.84.8比摩阻Pa/m0.790.490.590.590.51摩擦阻力Pa2.453.53.364.636.46风量调节阀0.52--------矩形出风口1.08--------弯头----0.25--0.5三通0.30.30.30.3--渐缩管--0.080.040.04--总阻力系数1.90.380.590.340.5局部阻力Pa16.83.27.174.76.9总阻力Pa19.256.710.539.3313.36表5.12七层北风管支管水力计算汇总管段编号abcd风量m3/h864864864864管长m3.13.13.13.1a250250250250b250250250250流速m/s3.83.83.83.8比摩阻Pa/m0.790.790.790.79摩擦阻力Pa2.452.452.452.45风量调节阀0.520.520.520.5250 本科毕业设计正文续表管段编号abcd矩形出风口1.081.081.081.08弯头--------三通0.30.30.30.3渐缩管--------总阻力系数1.91.91.91.9局部阻力Pa16.816.816.816.8总阻力Pa19.2519.2519.2519.25不平衡率%014.241.654.5调节阀不加不加加加5.5.9七层南风管水力计算汇总表5.13七层南风管水力计算汇总管段编号0-11-22-3ab-1b-2风量m3/h15030042015060120管长m8.215.813.31.46.61.1a160200200160120120b120160160120120120流速m/s2.22.63.62.21.22.3比摩阻Pa/m0.610.591.080.610.610.79摩擦阻力Pa5.039.3814.30.864.030.87风量调节阀0.52----0.520.52--侧送风口2----22--弯头0.250.25----0.25--三通0.080.96--0.960.080.08渐缩管0.08--------0.08总阻力系数2.931.21--3.482.850.16局部阻力Pa8.514.91--10.112.460.51总阻力Pa13.5414.2914.310.977.87不平衡率%------19--调节阀------加加50 本科毕业设计正文6空调水系统设计6.1水系统设计的基本内容6.1.1水系统分类空调水系统包括冷水和冷却水两部分，根据配管形式、水泵配置、调节方式等一般分为一下主要几种类型[7]：（1）按供、回水管道数量分为：双管制、三管制和四管制；（2）按供、回水在管道内的流动关系分为：同程式和异程式；（3）按与大气相通分为：开式和闭式；（4）按调节方式分为：定流量和变流量。本设计选用封闭式双管系统。封闭式回水系统中，空调水经过末端设备后，利用剩余压力经回水管回到空调水泵，经水泵加压后再进入空调机组，处理后再经供水管进入空调末端设备，如此形成一个封闭的循环系统。闭式系统中的空调水不与大气相接触，仅在系统的最高处设膨胀水箱，管道氧腐蚀几率小，不需要克服静水压力，水泵扬程低，输送能耗少。管道布置采用异程式，异程式不需设回程管道，初投资较低，但系统水力平衡较困难，由于平衡阀的广泛应用，该缺点已被克服。6.1.2设备布置本设计主机布置在七层保温隔热上人屋面；膨胀水箱放置在楼顶。本设计水管全部采用无缝钢管。6.2水系统的水力计算6.2.1水系统的流量管段的冷水流量可按下式计算[3]：式中G——冷水流量，L/s；Q——计算管段的空调冷负荷，W；c——水的比热容，J/kg·℃。Δt——供回水温差，℃。确定计算管段的冷水量时，可以根据管路所连接末端设备的额定流量进行计算。但必须注意达到与系统总流量相等时，干管的水量不应在增加。6.2.2水系统的沿程阻力沿程阻力也称摩擦阻力，可按下式计算[8]：50 本科毕业设计正文式中ΔPm——水系统沿程阻力，Pa；Rm——单位管长直管段的摩擦阻力，Pa/m；l——管段长度，m。计算管道沿程阻力时，单位长度摩擦阻力损失宜控制在100-300Pa/m，通常最大不应超过400Pa/m。6.2.3水系统的局部阻力水在管内流动过程中，当遇到各种配件如弯头、三通、阀门时，由于摩擦和涡流而导致能量损失，这部分能量损失称为局部压力损失，习惯上简称为局部阻力，可按下式计算[8]：式中ΔPj——水系统局部阻力，Pa；ξ——管道配件的局部阻力系数；v——水流速度，m/s；ρ——水的密度，kg/m3。6.2.4水力计算下面以四层供水管为例进行水力计算，回水管水力计算同相应的供水管。根据GB50015-2003生活给水管道推荐流速，公称直径为15-20mm，推荐流速≤1.0m/s；公称直径为25-40mm，推荐流速≤1.2m/s。供水温度7℃，回水温度12℃[3]。图6.1供水管最不利环路轴测图50 本科毕业设计正文选定0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14为最不利环路，逐段计算沿程阻力和局部阻力。管段0-1：冷负荷1496W，管长10.8m，算得该管段冷水流量为选取DN=15mm，查得v=0.4m/s，Rm=193.5Pa/m。根据式（6-2）得管段0-1沿程阻力。管段0-1的局部阻力部件有90度弯头ξ=2.0，分流三通ξ=1.5，渐缩管ξ=0.1，所以得总的局部阻力系数∑ξ=3.6。根据式（6-3）得管段0-1局部阻力。管段0-1的总阻力为。同理可得其余各管段阻力，汇总于下表：表6.1四层水管主管水力计算管段编号0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-11流量L/s0.070.130.200.260.340.400.530.590.640.700.76管长m10.83.74.04.04.02.54.04.04.04.08.1管径mm1520252525253232323232流速m/s0.40.40.40.50.60.70.50.60.70.70.8比摩阻Pa/m19414090146255343140171182237306摩擦阻力kPa2.10.50.40.61.00.80.60.70.70.92.5弯头2------------------4三通1.50.10.10.10.11.50.10.10.10.10.1渐缩管0.10.1------0.1----------总阻力系数3.60.20.10.10.11.60.10.10.10.14.1局部阻力kPa0.30.10.10.10.10.40.10.10.10.11.3总阻力kPa2.40.60.50.71.11.20.70.80.81.03.8表6.2四层水管支管水力计算管段编号abcdefghijk流量L/s0.060.070.060.060.070.130.060.050.050.060.69管长m4.84.34.34.34.31.53.93.33.33.912.6管径mm1515151515201515151532流速m/s0.30.40.30.30.40.40.30.30.30.30.7比摩阻Pa/m143193143143193140143105105143237摩擦阻力kPa0.70.80.60.60.81.90.60.30.30.63.0弯头2--------2--------4三通0.11.51.51.51.51.51.51.51.51.51.550 本科毕业设计正文续表管段编号abcdefghijk渐缩管----------0.1----------总阻力系数2.11.51.51.51.53.61.51.51.51.55.5局部阻力kPa0.10.10.10.10.10.30.10.10.10.11.3总阻力kPa0.80.90.70.70.92.20.70.40.40.74.3不平衡率%7.59121417122427293127平衡阀不加不加不加不加加不加加加加加加6.3水力平衡及平衡阀6.3.1水力失调水力失调是由于水力失衡而引起运行工况失调的一种现象，供暖和空调水系统通常均存在水力失调现象，因此必须重视水系统的初调节和运行过程中的调节和控制问题。水力失调可分为静态与动态两种类型[3]：（1）静态水力失调：静态水力失调是水系统自身固有的，它是由于管路系统特性阻力系数的实际值偏离设计值而导致的。（2）动态水力失调：动态水力失调不是水系统自身固有的，是在系统运行过程中产生的。它是因某些末端设备的阀门开度改变，在导致流量变化的同时，管路系统的压力产生波动，从而引起互扰而使其他末端设备流量偏离设计值的一种现象。6.3.2水力平衡水系统水力失调导致的表面现象是：室内热环境差，如系统内冷热不匀，温、湿度达不到设计值等。实际上还隐含着系统和设备效率的降低，以及由此引起的能源消耗的增加。平衡阀的出现，为从根本上克服水力失调现象创造了条件[3]。6.3.3水力平衡的计算风机盘管的阻力取20kPa，管段a与管段0-1的不平衡率为：不平衡率小于15%，不需要加平衡阀。同理可得其余各管段的不平衡率，汇总于表6.2。6.4水管水力计算汇总6.4.1五层水管水力计算汇总五层水管0-10同四层，11-19汇总于下表。表6.3五层部分水管水力计算管段编号10-1112-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-11流量L/s0.750.070.160.230.310.40.650.70.7750 本科毕业设计正文续表管段编号10-1112-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-11管长m4.37.83.60.34.11.94.444管径mm321520202525323232流速m/s0.80.40.50.70.40.70.70.70.8比摩阻Pa/m271193205411210343206237285摩擦阻力kPa1.21.50.70.10.80.60.90.91.1弯头22--------2----三通0.10.10.10.10.10.11.51.50.1渐缩管--0.1--0.1--0.10.1----总阻力系数2.12.20.10.20.10.23.61.50.1局部阻力kPa0.20.20.10.10.10.10.20.20.2总阻力kPa1.41.70.80.20.90.71.11.11.36.4.2六层水管水力计算汇总六层水管0-11同五层，12-17汇总于下表。表6.4六层部分水管水力计算管段编号12-1313-1414-1515-1616-1717-11流量L/s0.090.180.260.50.570.64管长m9.34.11.94.344管径mm152025323232流速m/s0.50.50.50.50.60.7比摩阻Pa/m307248145125161200摩擦阻力kPa2.81.00.20.50.60.8弯头2----------三通0.10.11.50.10.11.5渐缩管0.10.10.1------总阻力系数2.20.21.60.10.11.5局部阻力kPa0.30.20.20.10.10.2总阻力kPa3.11.20.40.60.71.06.4.3七层水管水力计算汇总表6.5七层水管水力计算管段编号0-11-22-33-4流量L/s0.070.140.270.4管长m6.519.16.88.6管径mm1520252550 本科毕业设计正文续表管段编号0-11-22-33-4流速m/s0.40.40.50.7比摩阻Pa/m193140145343摩擦阻力kPa1.32.71.02.9弯头22--4三通0.10.10.1--渐缩管0.10.1----总阻力系数2.22.20.14局部阻力kPa0.20.20.10.6总阻力kPa1.52.91.13.56.4.4立管水力计算立管统一采用管径为100mm的管道。6.5冷凝水管的设计在空气冷却处理过程中，当空气冷却器的表面温度等于或低于处理空气的露点温度时，空气中的水气便将在冷却器表面冷凝。因此诸如单元式空调机、风机盘管机组、组合式空气处理机、新风机组等设备都设有冷凝水收集装置和排水口。为了能及时、顺利地将设备内的冷凝水排走，必须配备相应的冷凝水排水系统。设计冷凝水排水系统时，应注意以下事项[3]：（1）水平干管必须沿水流方向保持不小于2/1000的坡度；连接设备的水平支管，应保持不小于1/100的坡度。（2）当冷凝水收集装置位于空气处理装置的负压去时，出水口处必须设置水封；水封的高度应比凝水盘处的负压大50%左右。水封的出口应与大气相通；一般可通过排水漏斗和排水系统连接。（3）由于冷凝水在管道内是依靠位差自流的，因此极易腐蚀，管道宜优先采用塑料管，如PVC、UPVC管或钢衬塑管，避免采用金属管道。（4）设计冷凝水系统时，必须根据环境进行防结露验算，若表面有结露可能，应对冷凝水管进行绝热处理。（5）冷凝水立管的直径应与水平干管的直径保持相同。（6）冷凝水立管的顶部应设置通向大气的透气管。（7）设计冷凝水系统时应充分考虑定期对系统进行冲洗的可能性。由于本设计冷凝水管管段中没有冷负荷较大的部分，故冷凝水管全部采用公称直径为20mm的UPVC管。50 本科毕业设计正文6.6水系统设备的选型及布置6.6.1水泵闭式系统中，水泵扬程为[7]：(6-4)式中Hp——水泵扬程，mH2O；hi、hd——水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；hm——设备阻力损失，Pa。本设计水系统中最不利环路为4层办公室4-1中FP-51WA风机盘管到主机的管路，沿程阻力和局部阻力损失约为20kPa，风机盘管阻力为25kPa，主机阻力为50kPa，得水泵扬程为950.102mH2O=9.7mH2O。水系统总流量为30m3/h。选用上海泵业集团公司生产的DFSG50-100(I)/2/1.5型水泵两台，一台备用。该型号水泵流量为32.5m3/h，扬程为10.5mH2O，转速为2900转/分钟，功率为1.5kW，满足设计要求。6.6.2膨胀水箱当空调水系统为闭式系统时，为使系统中的水因温度变化而引起的体积膨胀给予余地以及有利于系统中空气的排出，在管路系统中应连接膨胀水箱。为保证膨胀水箱和水系统的正常工作，在机械循环系统中，膨胀水箱应接在水泵的吸入侧，水箱标高应至少高出系统最高点1米。膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定，可由下式计算[7]：(6-5)式中——膨胀水箱有效容积，m3；——水的体积膨胀系数，，L/℃；Δt——最大的水温变化值，℃；VS——系统内的水容量，m3。本设计系统内水容量取1L/m2建筑面积，建筑面积为8865.8m2，计算得膨胀水箱有效容积为0.027m3。6.7水系统的水处理6.7.1循环冷却水出现的问题看上去还算清洁的净循环水，如不加以处理，也会产生不利影响，问题主要反应在两方面：（1）污垢循环水中的污垢包括循环水或补充水带进的悬浮物形成泥垢；当水中溶解盐类的含量超过饱和浓度时，会产生盐类沉析物，形成水垢；由于水中滋生藻类，产生粘性沉积物，形成粘垢。污垢在管道及设备中积累，会造成堵塞，增加水的阻力，降低传热效率。50 本科毕业设计正文（2）腐蚀包括CO2腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀。腐蚀使设备的使用寿命减少，还可能因腐蚀穿孔发生意外事故。循环水中如产生污垢或腐蚀，说明这种水质不稳定，必须进行稳定处理[9]。6.7.2循环冷却水的稳定处理（1）防水垢的稳定处理主要方法有排污减小浓缩倍数；降低补充水的悬浮物量及碳酸盐硬度；加酸处理，使碳酸盐硬度转化成非碳酸盐硬度；加CO2处理；加阻垢剂。（2）防腐蚀的稳定处理在循环水系统中投加缓蚀剂，使它在金属表面形成一层薄膜，将金属表面覆盖起来，与腐蚀介质隔绝。（3）防微生物滋生主要方法有防止冷却水系统渗入营养物和悬浮物，投加杀生剂。50 本科毕业设计正文7防排烟通风系统7.1防火排烟的基本概念为使建筑物达到安全目的所采用的手段很多，从防火观点来看，要求思想上重视，在物业管理中加强火灾的防范措施。在工程设计中应考虑建筑物、家具、用材料等的非燃化。对可燃物加以妥善处置也是保障安全措施之一。此外，建筑设计时考虑疏散通路的设计也是十分重要的一环。建筑物一旦起火，要立即使用各种消防设施，隔绝新鲜空气的供给，同时切断燃烧部位等。由于消防灭火需要一定时间，当采取了以上措施后仍不能灭火后，为确保有效的疏散通路，必须要有防烟设施。这是由于火灾产生的烟气，随燃烧的物质而异，由高分子化合物燃烧产生的烟气毒性尤为严重。烟气不仅危害室内人员，对疏散和扑救也造成了很大威胁。所以建筑防止火灾危害，很大程度上是解决火灾发生时的防、排烟问题。良好的防火排烟设施与建筑设计和空调设计都有密切关系，这两方面的正确规划是做好建筑物防火排烟工程的基本手段。7.2防火分区与防烟分区的划分根据《高层民用建筑设计防火规范》[GB50045—1995（2001版）]的要求，对于新建、扩建和改建的高层民用建筑及其相连的附属建筑都要具有防火、防烟、排烟系统。防火分区的划分，在水平方向可采用防火墙、防火卷帘、防火门等划分；在垂直方向可采用防火楼板、窗间墙等为分隔物进行分区。防烟分区可以按隔墙等划分，也可以按梁或挡烟垂壁划分，前者称为封闭式防烟分区，后河称为敞开式防烟分区。防烟分区是房间或走道排烟系统设计的单元组合，一个排烟系统可以负担一个或多个防烟分区的排烟[10]。根据《高层民用建筑设计防火规范》[GB50045—1995（2001版）]规定，1类、2类建筑和地下室每个防火分区允许最大建筑面积分别为1500m2、1000m2和500m2。本设计为7层办公楼，建筑高度28.8m，属于2类建筑。办公楼每层面积约为1300m2，以中间梁划分为南北两个防火分区和两个防烟分区，每层的排烟由一个排烟系统负担。7.3排烟通风设计7.3.1排烟方式机械排烟就是使用排烟风机进行强制排烟，它由挡烟壁、排烟口、防火排烟阀、排烟风机和排烟出风口组成。排烟方式可氛围局部排烟和集中排烟两种。局部排烟方式是在每个房间内设置风机直接进行排烟；集中排烟方式是将建筑物划分为若干个区，在每个区内设置排烟风机，通过风道排除烟气。本设计采用集中排烟。50 本科毕业设计正文走廊不大于30m的距离内有外窗，且外窗面积大于该区建筑面积的2％部分采用自然通风排烟，其他走廊采用机械排烟。7.3.2排烟量的确定对于系统担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6m的，不划分防烟分区的房间排烟时，机械排烟量应按每m2不小于60m3/h计算，且单台风机最小排烟量不应小于7200m3/h；当系统负担两个或两个以上防烟分区排烟时，机械排烟系统的排烟量应按最大防烟分区面积每m2不小于120m3/h计算。本设计每个排烟系统负担两个防烟分区故排烟量按不小于每平方120m3/h计算，排烟风机入口设置280℃的排烟防火阀。50 本科毕业设计正文8结束语本次设计为无锡惠山联合技术广场办公楼中央空调系统设计，办公楼建筑面积8865.8m2，空调面积6574.5m2，夏季设计总冷负荷175kW。设计主要采用风机盘管加独立新风系统和全空气一次回风系统，主机设在楼顶屋面。空调系统共有1台主机、64台末端设备以及4台全热交换器，主机选用风冷螺杆机，末端设备有60台风机盘管和4台柜式空调机组。经过两个多月的努力，终于完成了本次毕业设计。在设计过程中曾遇到过许多困惑和不解，在老师和同学的帮助下都顺利解决了在此特别感谢沈雅钧老师，在她的细心指导和点拨下，解决了我许多设计中的难题，同时也指出了我许多技术上工作上的错误和不足，并指导我及时改正。通过本次毕业设计，我更全面的掌握了自己的专业知识和技巧，并成功的联系运用到实际的工作中，有了本次设计做基础，相信我在今后的工作中也能更加顺利。50 本科毕业设计参考文献[参考文献][1]赵荣义，范存养，薛殿华，等.空气调节[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2008：35-44.[2]吴国珊.风机盘管选型方法的比较[J].制冷与空调，2008，8（1）：56-58.[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2007：1185-1187.[4]FangerPO.Humanrequirementsinfutureairconditionedenvironments:asearchforexcellence.Proceedingsofthe3rdInternationalSymposiumonHeating，VentilationandAirConditioning1，1999，86-92.[5]王正惠.空调矩形风管的设计计算[J].建筑热能通风空调，2000，02：39-42.[6]Fountain，M.，Arens，EdwardA.AirMovementandThermalComfort[J].CenterfortheBuiltEnvironment，1993，26-30.[7]赵荣义，钱以明，范存养，等.简明空调设计手册[M].第1版.北京：中国建筑工业出版社，1998：340-345.[8]付祥钊.流体输配管网[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2005：98.[9]胡勇有.水处理工程[M].第1版.广州：华南理工大学出版社，2006：251-253.[10]王汉青.通风工程[M].第1版.北京：机械工业出版社，2007：201-217.50