建筑環(huán)境與設備工程畢業(yè)設計高層辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　高層辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 建筑環(huán)境與設備工程

2、 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目錄</b></p>

3、<p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　1前言3</b></p><p><b>　　2設計說明4</b></p><p><b>　　2.1概況4</b></p><p>　　2.2計算參數(shù)的選擇與設計

4、標準4</p><p>　　2.2.1室外計算參數(shù)的選擇4</p><p>　　2.2.2房間負荷計算參數(shù)的選擇4</p><p>　　3.夏季冷負荷的計算6</p><p>　　3.1夏季冷負荷的計算方法6</p><p>　　3.1.1外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷6</p><p&

5、gt;　　3.1.2透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷6</p><p>　　3.1.3照明散熱形成的冷負荷7</p><p>　　3.1.4設備散熱形成的冷負荷7</p><p>　　3.1.5人體散熱形成的冷負荷7</p><p>　　3.1.6人體散濕形成的負荷8</p><p>　　3.2冬季熱負荷的估

6、算8</p><p>　　3.3夏季冷負荷的計算8</p><p>　　3.3.1一層商場夏季冷負荷的計算匯總：8</p><p>　　3.3.2二層至七層辦公樓夏季冷負荷的計算匯總：8</p><p>　　3.4 房間的濕負荷計算14</p><p>　　4.空調(diào)系統(tǒng)的選擇16</p>&l

7、t;p>　　4.1空調(diào)系統(tǒng)的選擇16</p><p>　　4.2風機盤管的優(yōu)、缺點16</p><p>　　4.2.1風機盤管的優(yōu)點：16</p><p>　　4.2.2風機盤管的缺點：16</p><p>　　5.各房間風量與氣流組織計算18</p><p>　　5.1 設計說明18</p&

8、gt;<p>　　5.1.1 計算熱濕比線18</p><p>　　5.1.2 校核送風溫差18</p><p>　　5.1.3 計算送風量18</p><p>　　5.1.4 確定紊流系數(shù)18</p><p>　　5.1.5 換氣次數(shù)18</p><p>　　5.1.6 計算送風口

9、出流速度18</p><p>　　5.1.7 確定送風口數(shù)目19</p><p>　　5.1.8 確定送風口尺寸19</p><p>　　5.1.9 校核射流的貼附長度20</p><p>　　5.1.10 校核房間高度20</p><p>　　5.1.11 確定新風量20</p>

10、<p>　　5.1.12 確定最小新風量21</p><p>　　5.2 房間氣流組織計算21</p><p>　　5.2.1 房間基本情況21</p><p>　　5.2.2 計算過程21</p><p>　　6.風機盤管與新風機組的選型28</p><p>　　6.1 風機盤管運行情況分

11、析28</p><p>　　6.2風機盤管的選型28</p><p>　　6.3 新風機組的選型33</p><p>　　7.風管的布置及水力計算34</p><p>　　7.1 風管水力計算概述34</p><p>　　7.2 各層風管布置及水力計算35</p><p>　　8.水

12、管的布置與水力計算41</p><p>　　8.1 水系統(tǒng)選擇41</p><p>　　8.2 水管阻力計算41</p><p>　　8.3大樓各層水管布置阻力計算匯總42</p><p>　　9.設備的選型51</p><p>　　9.1冷水機組的選型51</p><p>　　9.

13、1.1冷水機組選用原則51</p><p>　　9.1.2冷水機組的選型51</p><p>　　9.2膨脹水箱的選型52</p><p>　　9.3冷凍水泵的選型52</p><p>　　9.3.1 水泵的選型原則：52</p><p>　　9.3.2 冷凍水泵的選型：53</p><

14、;p>　　10.管道的消聲和減振措施54</p><p><b>　　10.1消聲54</b></p><p><b>　　10.2減震54</b></p><p><b>　　10小結55</b></p><p><b>　　參考文獻：56</

15、b></p><p><b>　　附譯文57</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設計為高層辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)設計。該辦公樓坐落于寧波，為十五層辦公建筑，地下一層是商場層，二至七層是客房層，八至十五層是辦公層。通過空調(diào)方案的優(yōu)缺點及適用場合的比較，結合本工程實際情況及實際

16、設計資料（經(jīng)濟效益、環(huán)境效益），本次設計采用風機盤管加獨立新風的半集中式空調(diào)系統(tǒng)，并在此基礎上進行空調(diào)風、水系統(tǒng)及冷水機房的設計，本設計選用的冷水機組為KL-S 2000型冷水機組。</p><p>　　在設計過程中，主要做的工作有，空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)方案比較、空調(diào)系統(tǒng)冷負荷及濕負荷的計算、空調(diào)系統(tǒng)布置、空調(diào)設備及附件選擇、空調(diào)系統(tǒng)水力計算、通風系統(tǒng)的設計和布置。最后繪制出清晰明確的工程圖紙。</p>

17、<p>　　[關鍵詞] 中央空調(diào)；風機盤管；獨立新風；負荷計算</p><p>　　Central air conditioning system of a high-rise office building design</p><p>　　[Abstract] This design of central air conditioning system is for a hi

18、gh office building, which is located in Ningbo. The ground floor of this fifth-floor building is a mall, and it is guest rooms from the second to seventh floor while the rest is for offices. By comparing the advantages,

19、disadvantages and proper application of different designs, combining the actual situation and detailed information (economic and environmental benefits), this design uses a fan coil plus fresh air of the semi-in</p>

20、;<p>　　. The main work of this design is to compare the various air conditioning system, calculate the cooling and moisture load, hydraulic of air conditioning, layout air-conditioning system, select proper air

21、 conditioning equipment and accessories , design and layout of the ventilation system . Finally it provides a clear engineering drawings.</p><p>　　[Key Words] Air conditioning; fan coil; unit; load calculati

22、on</p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　空調(diào)系統(tǒng)的作用就是對室內(nèi)空氣進行處理，使空氣的溫度、濕度、流動速度及新鮮度、潔凈度等指標符合場所的使用要求。為此必須對空氣進行冷卻或加熱、減濕或加濕以及過濾等處理措施。其相應設備有制冷機組、熱水爐、空調(diào)機組、風機盤管等。</p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生

23、活水平的不斷提高，空調(diào)已進入醫(yī)院、賓館、飯店、工礦企業(yè)、辦公樓等各領域。常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)是按照最大冷熱負荷進行選型設計。而全年最熱及最冷的天氣只有幾天，據(jù)統(tǒng)計，滿負荷運行時間每年不超過10—2O小時。因而中央空調(diào)大多數(shù)時間是在低于機組額定負荷即部分負荷狀態(tài)下運行，造成了電能極大的浪費［3］。我國是世界上僅次于美國的第二大能源消費國，其中空調(diào)能耗是導致我國出現(xiàn)季節(jié)性能源短缺的主要原因。據(jù)悉，我國在采暖和空調(diào)上的能耗占建筑總能耗的55％［4

24、］。因此，空調(diào)的節(jié)能問題引起了人們越來越高的重視。</p><p>　　本次設計題目為“高層辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)設計”， 以辦公樓為設計對象，以現(xiàn)行中央空調(diào)設計標準為設計標準規(guī)范，理論聯(lián)系實際，盡量使設計符合實際情況，在查閱了大量中外資料、文獻和參考手冊（書），并進行了畢業(yè)實習的基礎上，本著合理和經(jīng)濟的要求，經(jīng)過復雜而縝密的計算后，認真比較了多種空調(diào)方案，結合實際情況確定出最優(yōu)方案。滿足方案合理的同時，對空調(diào)設備進

25、行多方面的綜合考慮，選擇最經(jīng)濟最適宜的型號。</p><p>　　本次中央空調(diào)設計主要介紹了空調(diào)冷熱負荷的計算，空調(diào)系統(tǒng)的選擇，空調(diào)房間氣流組織設計，風機盤管及新風機組的選型，風管的布置及水力計算，水系統(tǒng)的布置及水力計算，冷水機組、膨脹水箱等相關輔助設備的選型。在設計的最后，對設計進行了簡單的總結，指出了本設計未解決的工程問題。</p><p><b>　　2設計說明</b

26、></p><p><b>　　2.1概況</b></p><p>　　本次設計為高層辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)設計，地理位置為寧波，該建筑共十五層，一層為大堂，二層至七層為客房層，八層至十五層為辦公層。采用玻璃幕墻，按輕度勞動計算。</p><p>　　2.2計算參數(shù)的選擇與設計標準</p><p>　　2.2.1室外計

27、算參數(shù)的選擇</p><p>　　室外空氣的干、濕溫度不僅隨季節(jié)變化，即使在同一季節(jié)的每晝夜里，每時每刻室外空氣的干、濕溫度都在變化。</p><p>　　建筑物為辦公用途，且處于寧波地區(qū)，查文獻[1]，選得室外計算參數(shù)：</p><p>　　夏季：大氣壓力 1.0058×106Pa ，室外日平均溫度30.2°，</p><p

28、>　　室外計算日較差7.9°， 室外干球溫度Tw =34.5℃，</p><p>　　室外濕球溫度Ts=28.5°， 外平均風速為2.9m/s 。</p><p>　　冬季：大氣壓力 1.0254×106Pa ，采暖計算溫度0°，</p><p>　　調(diào)計算溫度 -3°， 外計算相對濕度78%

29、，</p><p>　　室外風速4.4m/s。 干球溫度 T w=18°1℃</p><p>　　2.2.2房間負荷計算參數(shù)的選擇</p><p>　　查文獻[1]和文獻[3],選擇外墻、屋面、隔墻以及玻璃窗、照明的參數(shù)：</p><p><b>　　1） 外墻類型選擇</b></p>

30、;<p>　　圖2.1 外墻斷面圖</p><p>　　表2-1 外墻主要參數(shù)表</p><p><b>　　2） 隔墻類型</b></p><p>　　圖2.2 隔墻斷面圖</p><p>　　表2-2 隔墻主要參數(shù)表</p><p><b>　　屋面類型

31、的選型：</b></p><p>　　圖2.3 屋面斷面圖</p><p>　　表2-3 屋面主要參數(shù)表</p><p><b>　　4）玻璃窗類型</b></p><p>　　采用單層鋼框5mm厚的玻璃幕墻，內(nèi)遮陽類型：均采用淺色的白布簾，窗高均為1.8m。窗玻璃傳熱系數(shù)為6 W/m2.K。<

32、/p><p><b>　　5）照明散熱</b></p><p>　　照明設備均采用熒光燈，考慮到辦公樓，安裝形式為明裝,熒光燈鎮(zhèn)流器裝設在頂棚內(nèi)，可利用自然通風散熱于頂棚內(nèi)，取鎮(zhèn)流器消耗的功率系數(shù)n6=1.2,安裝系數(shù)n7=1.0，辦公樓內(nèi)的同時使用系數(shù)n3=0.5 </p><p><b>　　6）設備散熱</b></

33、p><p>　　房間內(nèi)設備主要是電腦和電子設備，其安裝系數(shù)n1=0.9，負荷系數(shù)n2=0.7，辦公樓的同時使用系數(shù)n3=1.0，所有散熱設備都為無罩類型。 </p><p>　　3.夏季冷負荷的計算</p><p>　　3.1夏季冷負荷的計算方法</p><p>　　3.1.1外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷</p><p>

34、;<b>　?。?-1）</b></p><p>　　其中：——外墻或屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷，W；</p><p>　　——外墻和屋面的傳熱系數(shù)，W/(m2?k)，由文獻[1]表2-27和2-26查??；</p><p>　　——外墻和屋頂?shù)挠嬎忝娣e，m2；</p><p><b>　　——計算時刻；<

35、;/b></p><p>　　——溫度波的時間，即溫度波作用于維護結構內(nèi)表面的時間，h；</p><p>　　——作用時刻下，維護結構的冷負荷計算溫差，K，對于常用外墻，查文獻[3]附錄2-10；對于屋面，查文獻[3]附錄2-11；</p><p>　　3.1.2外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷</p><p><b>　　（3-

36、2）</b></p><p>　　其中：——外窗瞬變傳熱引起的冷負荷，W；</p><p>　　——傳熱系數(shù)，雙層窗可取3.01，單層窗可取6，W/(m2?k )；</p><p>　　——外窗的計算面積，m2；</p><p>　　——計算時刻下的負荷溫差，K，查文獻[3]附錄2-12；</p><p>

37、<b>　　（3-3）</b></p><p>　　3.1.3透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　其中：——透過玻璃窗的日射得熱的冷負荷，W；</p><p>　　——外窗的計算面積，m2；</p><p>　

38、　——窗戶的構造修正系數(shù)（遮擋系數(shù)），查文獻[3]附錄2-7；</p><p>　　——地點修正系數(shù)，查文獻[3]附錄2-13；</p><p>　　——內(nèi)遮陽系數(shù)，查文獻[3]附錄2-8；</p><p>　　——窗的有效面積，單層鋼窗0.85，木窗0.7；雙層鋼窗0.75，木窗0.6；</p><p>　　——計算時刻時，透過單位窗口面積

39、的太陽總輻射所形成的冷負荷，W/m2，查文</p><p>　　獻[3]附錄2-13；</p><p>　　3.1.4照明散熱形成的冷負荷</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　其中：——照明設備形成的冷負荷，W；</p><p>　　n1——整流器消耗功率的系數(shù)，當

40、整流器在空調(diào)房間內(nèi)時，取n1=1.2；當整流器在吊頂內(nèi)時,取n1=1.0；</p><p>　　n2——燈罩的隔熱系數(shù)，明裝時取1.0；暗裝切且燈罩上穿小孔時取0.5~0.6；燈具回風時可取0.35；</p><p>　　n3——同時使用系數(shù)；</p><p>　　N——照明設備的安裝功率，kW；</p><p>　　——從開始時刻算起到計算

41、時刻的時間，h；</p><p>　　——τ-t時刻照明設備散熱的冷負荷，對于中、重型結構見文獻[1]表2-44，輕型結構按文獻[1]表2-34附加；</p><p>　　3.1.5設備散熱形成的冷負荷</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　其中：——設備散熱形成的冷負荷，W；</p&

42、gt;<p><b>　　n1——安裝系數(shù)；</b></p><p><b>　　n2——負荷系數(shù)；</b></p><p>　　n3——同時使用系數(shù)；</p><p>　　N——電動設備的安裝功率，kW；</p><p><b>　　——利用效率；</b><

43、;/p><p>　　——τ-t時刻設備散熱的冷負荷系數(shù)，對于中、重型結構見文獻[1]表2-28、表2-29，輕型結構按表2-35附加；</p><p>　　τ-t——從開始時刻算起到計算時刻的時間，h；</p><p>　　3.1.6人體散熱形成的冷負荷</p><p><b>　　人體的全熱冷負荷：</b></p&g

44、t;<p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　其中：——人體散熱形成的冷負荷，W；</p><p>　　——人體顯熱形成的即時冷負荷，W；</p><p>　　——人體潛熱形成的冷負荷，W；</p><p>　　——空調(diào)房間內(nèi)的人員總數(shù)；</p><p>　　——群

45、集系數(shù)，男子、女子、兒童折合成成年男子的散熱比例，查文獻[3]表2-15；</p><p>　　——每名成年男子的顯熱散熱量，W，查文獻[3]表2-16；</p><p>　　τ-t——從人員進入房間時算起到計算時刻的時間，h；</p><p>　　——τ-t時間人體顯熱散熱量的冷負荷系數(shù)，查文獻[3]附錄2-16；</p><p>　　——

46、每名成年男子的潛熱散熱量，W，查文獻[3]表2-16；</p><p>　　3.1.7 人體散濕形成的負荷</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　其中：W——人體散濕形成的負荷，W；</p><p>　　n——房間內(nèi)的人數(shù)；</p><p>　　qs——每名成年男子的

47、散濕量，w/h,查文獻[3]表2-16；</p><p>　　3.2冬季熱負荷的估算</p><p>　　對于長江流域地區(qū)，冬季空調(diào)的熱負荷可取夏季冷負荷的0.6～0.8倍，因此，以夏季工況選擇的空調(diào)系統(tǒng)，在冬季同樣是滿足要求的。</p><p>　　3.3夏季冷負荷的計算</p><p>　　3.3.1一層商場夏季冷負荷的計算匯總：<

48、/p><p>　　表3-1 商場冷負荷計算表</p><p>　　此整棟辦公樓的負荷最大出現(xiàn)在8：00，其值為293203.3W</p><p>　　3.3.2二層至七層辦公樓夏季冷負荷的計算匯總：</p><p>　　二層共有14個房間，從201-214房間。</p><p>　　第一層房間冷負荷匯總</p&g

49、t;<p><b>　　201房間</b></p><p>　　表3-2 201房間冷負荷計算表 </p><p>　　201房間最大值為1529.7W ，出現(xiàn)在14：00 。</p><p><b>　　2、

50、202房間</b></p><p>　　表3-3 202房間冷負荷計算表</p><p>　　202房間最大值為1805.9W ，出現(xiàn)在13：00 。</p><p><b>　　3、203房間</b></p><p>　　表3-4 203房間 冷負荷計算表</p><p>　

51、　203房間最大值為1529.7W ，出現(xiàn)在14：00 。</p><p><b>　　4、204房間</b></p><p>　　表3-5 204房間冷負荷計算表</p><p>　　204房間最大值為1805.9W ，出現(xiàn)在13：00 。</p><p><b>　　5、205房間</b>&

52、lt;/p><p>　　表3-6 205房間冷負荷計算表</p><p>　　105房間最大值為1529.7W ，出現(xiàn)在14：00 。。</p><p><b>　　6、106房間</b></p><p>　　表3-7 206房間冷負荷計算表</p><p>　　206房間最大值為1805.

53、9W ，出現(xiàn)在14：00。</p><p><b>　　7、207房間</b></p><p>　　表3-8 207房間冷負荷計算表</p><p>　　207房間最大值為1529.7W ，出現(xiàn)在14：00。</p><p><b>　　8、208房間</b></p><p&

54、gt;　　表3-9 208房間冷負荷計算表</p><p>　　208房間最大值為1805.9W，出現(xiàn)在13：00 。</p><p><b>　　9、209房間</b></p><p>　　表3-10 209房間冷負荷計算表</p><p>　　209房間最大值為1529.7W,出現(xiàn)在14:00</p&g

55、t;<p><b>　　10、210房間</b></p><p>　　表3-11 210房間冷負荷計算表</p><p>　　210房間最大值為1805.9W，出現(xiàn)在13：00 。</p><p><b>　　11、211房間</b></p><p>　　表3-12 211房間冷負

56、荷計算表</p><p>　　211房間最大值為1805.9W，出現(xiàn)在13：00 。</p><p><b>　　12、212房間</b></p><p>　　表3-13 212房間冷負荷計算表</p><p>　　212房間最大值為1805.9W，出現(xiàn)在13：00 。</p><p><

57、b>　　13、213房間</b></p><p>　　表3-14 213房間冷負荷計算表</p><p>　　213房間最大值為1805.9W，出現(xiàn)在13：00 。</p><p>　　14、214房間(豪華套房)</p><p>　　表3-15 214房間冷負荷計算表</p><p>　　114

58、房間最大值為3194.4W ，出現(xiàn)在8：00 。</p><p>　　二層至七層房間相同，因此，三至七層的房間冷負荷與二層相同，故不再次寫出。</p><p>　　八至十五層辦公樓冷負荷計算匯總：</p><p>　　801（大開間辦公室）</p><p>　　表3-16 801房間冷負荷計算表</p><p>　　

59、801房間最大值為4373.1W ，出現(xiàn)在8：00 。</p><p>　　2、802房間（大開間辦公室）</p><p>　　表3-17 802房間冷負荷計算表</p><p>　　802房間最大值為4373.1W ，出現(xiàn)在8：00 。</p><p>　　3、803房間（大開間辦公室）</p><p>　　表3-

60、18 803房間冷負荷計算表</p><p>　　803房間最大值為4373.1W ，出現(xiàn)在8：00 。</p><p>　　4、804房間（辦公室）</p><p>　　表3-19 804房間冷負荷計算表</p><p>　　804房間最大值為1677.7W ，出現(xiàn)在13：00 。</p><p>　　5、805

61、房間（辦公室）</p><p>　　表3-20 805房間冷負荷計算表</p><p>　　805房間最大值為1677.7W ，出現(xiàn)在13：00 。</p><p>　　6、806房間（辦公室）</p><p>　　表3-21 806房間冷負荷計算表</p><p>　　806房間最大值為1677.7W ，出現(xiàn)在1

62、3：00 。</p><p>　　7、807房間（辦公室）</p><p>　　表3-22 807房間冷負荷計算表</p><p>　　807房間最大值為1677.7W ，出現(xiàn)在13：00 。</p><p>　　8、808房間（辦公室）</p><p>　　表3-23 808房間冷負荷計算表</p>

63、<p>　　808房間最大值為1677.7W ，出現(xiàn)在13：00 。</p><p>　　9、809房間（辦公室）</p><p>　　表3-24 809房間冷負荷計算表</p><p>　　809房間最大值為1677.7W ，出現(xiàn)在13：00 。</p><p>　　10、810房間（辦公室）</p><p

64、>　　表3-25 810房間冷負荷計算表</p><p>　　810房間最大值為1677.7W ，出現(xiàn)在13：00 。</p><p>　　11、811房間（辦公室）</p><p>　　表3-26 811房間冷負荷計算表</p><p>　　811房間最大值為1677.7W ，出現(xiàn)在13：00 。</p><p

65、>　　10、812房間（辦公套間）</p><p>　　表3-27 812房間冷負荷計算表</p><p>　　811房間最大值為3194.4W ，出現(xiàn)在8：00</p><p>　　八層至十五層房間相同，因此，九至十五層的房間冷負荷與九層相同，故不再次寫出</p><p><b>　　一樓冷負荷匯總：</b>&

66、lt;/p><p>　　表3-28 二樓冷負荷匯總計算表</p><p>　　此辦公樓第一層的負荷最大出現(xiàn)在13：00，其值為17604.5W 。</p><p><b>　　第二層冷負荷匯總：</b></p><p>　　表3-29 八樓冷負荷匯總計算表</p><p>　　此辦公樓第二層的負荷

67、最大出現(xiàn)在13：00，其值為19464.6W 。</p><p><b>　　第二至十五層冷負</b></p><p>　　表3-30 辦公樓二至十五層冷負荷匯總計算表</p><p>　　此整棟辦公樓的負荷最大出現(xiàn)在8：00，其值為575380.3W 。 </p><p>　　3.4 房間的濕負荷計算</p&g

68、t;<p>　　房間的濕負荷主要是人體的散濕。人員在辦公室的體力勞動性質(zhì)均屬輕度勞動，室內(nèi)設計溫度為26℃，查文獻[3]表2-16得輕度勞動的成年男子在26℃條件下散濕量為184g/(h*ren)，即為0.051g/(s*ren)，商場濕量為68g/h即0.0189g/s。建筑物各房間濕負荷列表如下：</p><p><b>　　一層商場：g/s</b></p>

69、<p>　　辦公樓第二層濕負荷計算：</p><p>　　表3-31 二層濕負荷計算表</p><p>　　辦公樓第二層的濕總負荷1.428g/s 。三至七層與二層相同，因此濕負荷相同。</p><p>　　辦公樓第八層濕負荷計算：</p><p>　　表3-32 八層濕負荷計算表</p><p>　

70、　辦公樓第八層的濕總負荷3.978g/s 。九至十五層與九層相同，因此濕負荷相同</p><p>　　棕上所述，二層至十六層辦公樓總濕負荷為53.622 g/s 。</p><p><b>　　4.空調(diào)系統(tǒng)的選擇</b></p><p>　　4.1空調(diào)系統(tǒng)的選擇</p><p>　　隨著空調(diào)裝置的日益廣泛使用，大型建筑物

71、設置空調(diào)的場合愈來愈多，全靠空氣來負擔熱濕負荷，將占用較多的建筑空間，因此可以同時使用空氣和水來負擔空調(diào)的室內(nèi)負荷。本建筑物為一個建筑面積754平方米的辦公樓，為了方便各房間可獨立調(diào)節(jié)所需溫度，又考慮到房間內(nèi)的空氣品質(zhì)，選用風機盤管加獨立新風系統(tǒng)。</p><p>　　風機盤管機組由盤管（熱交換器一般采用二或三排管，銅管鋁管）和風機（采用前向多翼離心風機或貫流風機）組成。它使室內(nèi)回風直接進入機組進行冷卻去濕或加熱

72、處理，和集中空調(diào)系統(tǒng)不同，它采用就地處理回風的方式。</p><p>　　風機盤管機組的新風供給方式采用由獨立的新風系統(tǒng)供給室內(nèi)新風，即把新風處理到室內(nèi)空氣焓值，不承擔室內(nèi)負荷。</p><p>　　4.2風機盤管的優(yōu)、缺點</p><p>　　風機盤管加獨立新風系統(tǒng)是中央空調(diào)的主要方式之一，采用此種方式可以通過末端裝置根據(jù)各個房間需要重新調(diào)節(jié)冷量，而新風不承擔房間

73、的冷負荷。</p><p>　　4.2.1風機盤管的優(yōu)點：</p><p>　　布置靈活，各房間可獨立調(diào)節(jié)室溫，房間不住人時可方便地關掉機組，不影響其他房間</p><p>　　從而比其他系統(tǒng)較節(jié)省運轉(zhuǎn)費用。房間之間空氣互不串通。又因風機多檔變速，在冷量上能由使用者直接進行一定的調(diào)節(jié)。歸納成以下幾點：</p><p>　　1. 布置靈活,可以

74、和集中處理的新風系統(tǒng)聯(lián)合使用,也可單獨使用.</p><p>　　2. 各空調(diào)房間互不干擾,可以獨立地調(diào)節(jié)室溫,并可隨時根據(jù)需要開、停機組，節(jié)省運行費用，靈活性大，節(jié)能效果好。</p><p>　　3. 與集中式空調(diào)相比，不需要回風管道，節(jié)省建筑空間。</p><p>　　4. 機組部件多為裝配式，定型化、規(guī)格化程度高，便于用戶選擇和安裝。</p>&

75、lt;p>　　5. 只需新風空調(diào)機房，機房面積小。</p><p>　　6. 使用季節(jié)較長，各房間之間不會互相污染。</p><p>　　7. 新風送風焓值可根據(jù)室內(nèi)空氣焓值控制。</p><p>　　4.2.2風機盤管的缺點：</p><p>　　對機組制作應有較高的質(zhì)量要求，否則在建筑物大量使用時會帶來維修方面的困難。當風機盤管機組

76、沒有新風系統(tǒng)同時工作時，冬季室內(nèi)相對濕度偏低，故此種方式不能用于全年</p><p>　　室內(nèi)濕度有要求的地方。風機盤管由于噪聲的限制因而風機轉(zhuǎn)速不能過高，所以機組剩余壓頭很小，氣流分布受限制，適用于進深小于6m的房間。歸納成以下幾點：</p><p>　　1.對機組制作質(zhì)量要求高，否則維修工作量很大。</p><p>　　2.機組剩余壓頭小，室內(nèi)氣流分布受限制。&

77、lt;/p><p>　　3.分散布置，敷設各種管線比較麻煩，維修管理不方便。</p><p>　　4.無法實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行調(diào)節(jié)。</p><p>　　5.水系統(tǒng)復雜，易漏水，過濾性能差。</p><p>　　6.風機盤管機組負荷較大，機型較大，濕工況運行。</p><p>　　7. 由于風機盤管機組濕工況運行，機組易

78、發(fā)生霉菌，衛(wèi)生條件差，而且容易積濕垢。</p><p>　　5.各房間風量與氣流組織計算</p><p>　　室外空氣干、濕球溫度為34.5℃、28.5℃，室內(nèi)設計溫度為26℃，相對濕度為55%[1]。溫差為6℃，所以送風溫度為20℃。</p><p><b>　　5.1 設計說明</b></p><p>　　5.1.

79、1 計算熱濕比線</p><p>　　一般在h-d圖的周邊或右下角給出熱濕比（或稱角系數(shù)）ε線。熱濕比的定義是濕空氣的焓變化與含濕量變化之比，即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 Q——室內(nèi)余熱量，kJ/h；</p><p>　　W——室內(nèi)余濕量，g/h。</p>

80、<p>　　5.1.2 校核送風溫差</p><p>　　暖通空調(diào)規(guī)范規(guī)定了夏季送風溫差的建議值，該值和恒溫精度有關。本工程室溫允許波動范圍±1.0℃，則送風溫差的范圍6～10℃。</p><p>　　5.1.3 計算送風量</p><p>　　送入的空氣同時吸收余熱、余濕，則送風量符合以下等式：</p><p>&

81、lt;b>　　(5-2)</b></p><p>　　式中 Q——余熱量，kJ/h；</p><p>　　ρ——濕空氣密度，kg/m3；</p><p>　　c——空氣比熱容，kJ/(kg·℃)；</p><p>　　Δto——送風溫差，℃。</p><p>　　5.1.4 確定紊流系數(shù)

82、</p><p>　　α為無量綱紊流系數(shù)，其數(shù)值的大小決定于風口形式并與射流的擴散角有關。因此，對不同的風口形式有不同的α值。</p><p>　　5.1.5 換氣次數(shù)</p><p>　　換氣次數(shù)是空調(diào)工程中常用的衡量送風量的指標，它的定義是：房間通風量L（m3/h）和房間體積V（m3）的比值，即</p><p>　　次/h

83、 （5-3）</p><p>　　式中 L——送風量，m3/h；</p><p>　　V——房間體積，m3。</p><p>　　5.1.6 計算送風口出流速度</p><p>　　送風口的出流速度是根據(jù)以下兩條原則[6]確定的：</p><p>　?。?）應使回流平均速度v

84、h,p小于工作區(qū)的允許速度。工作區(qū)允許速度根據(jù)工藝要求而定，在一般情況下可按0.25m/s考慮。</p><p>　　（2）在空調(diào)房間內(nèi)，為防止風口的噪聲，限制送風速度在2~5m/s范圍內(nèi)。</p><p>　　若以工作區(qū)允許流速為0.25m/s代替vh,p，則最大允許送風風速為</p><p><b>　?。?-4）</b></p>

85、;<p>　　式中 ——射流自由度，。</p><p>　　如果計算出的=2～5m/s范圍內(nèi)，即認為可滿足設計要求。</p><p>　　用試算法來求vo，即</p><p>　　（1）假設vo，計算；</p><p>　　（2）將算出的代入中，計算出vo；</p><p>　?。?）若算得vo=2～5

86、m/s，即認為可滿足設計要求，否則重新假設vo，重復上述步驟，直至滿足設計要求為止。</p><p>　　5.1.7 確定送風口數(shù)目</p><p>　　送風口數(shù)目計算公式為：</p><p><b>　　（5-5）</b></p><p>　　式中 H——房間高度，m；</p><p>&l

87、t;b>　　α——紊流系數(shù)；</b></p><p><b>　　x——射程，m；</b></p><p><b>　　——無因次距離。</b></p><p>　　由于非等溫受限射流軸心溫度衰減與無因次距離及射流自由度有關，故和Δto均為已知，如果也知Δtx時，則可查圖得出。</p>&l

88、t;p>　　Δtx為射程x處的軸心溫差，一般應小于或等于空調(diào)精度。對于高精度恒溫工程，則取空調(diào)精度的0.4～0.8倍為宜。</p><p>　　帖附射程為x=A-0.5m，為房間長度，減去0.5m是考慮距墻0.5m范圍內(nèi)劃為非恒溫區(qū)。</p><p>　　5.1.8 確定送風口尺寸</p><p>　　每個風口面積的公式：</p><p&

89、gt;<b>　　(5-6)</b></p><p>　　式中 L——送風量，m3/h；</p><p>　　vo——最大允許送風風速，m/s；</p><p>　　N——送風口數(shù)目，個。</p><p>　　根據(jù)面積f，就可確定圓形風口的直徑或者矩形風口的長和寬。</p><p>　　5.1.

90、9 校核射流的貼附長度</p><p>　　射流貼附長度是否等于或大于射程長度，關系到射流會否過早地進入工作區(qū)。因此需對貼附長度進行校核。若算出的貼附長度大于或等于射程長度，即認可滿足要求，否則重新設計計算。</p><p>　　射流貼附長度主要取決于阿基米德數(shù)Ar。阿基米德數(shù)Ar按照計算[7]，式中的do可按當量流量直徑計算。</p><p>　　5.1.10

91、 校核房間高度</p><p>　　為了保證工作區(qū)都能處于回流狀態(tài)，而不受射流的影響，需要有一定的射流混合層高度，如圖2.1所示。</p><p>　　圖5-1 側上送的貼附射流</p><p>　　因此，空調(diào)房間的最小高度為：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　

92、式中 h——空調(diào)區(qū)高度，一般取=2m；</p><p>　　W——送風口底邊至頂棚距離,m；</p><p>　　0.07x——射流向下擴展的距離，取擴散角θ=4°，則tg4°=0.07；</p><p>　　0.3——為安全系數(shù)。</p><p>　　如果房間高度大于或等于，即認可滿足要求，否則要調(diào)整設計。</p

93、><p>　　5.1.11 確定新風量</p><p><b>　　（1）滿足衛(wèi)生要求</b></p><p><b>　　最小新風量Ⅰ：</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中 n——房間人數(shù)，人；</p

94、><p>　　lW——人需新風量，m3/（h·人）。</p><p>　　一般可按規(guī)范確定：不論每人占房間體積多少，新風量按大于等于30m3/（h·人）采用；對于人員密集的建筑物，如采用空調(diào)的體育館、會場，每人所占的空間較少（不到10m3），但停留時間很短，可分別按吸煙或不吸煙的情況，新風量以7~15m3/（h·人）計算[8]。</p><p&

95、gt;　?。?）局部排風量和維持正壓所需的滲透風量</p><p><b>　　最小新風量Ⅱ：</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中 LP1——排風量，m3/h；</p><p>　　LS——滲透風量，m3/h。</p><p>

96、　　一般情況下室內(nèi)正壓在5~10Pa即可滿足要求。</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)總風量</b></p><p><b>　　最小新風量Ⅲ：</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　式中 L——送風量，m3/h。</p>

97、;<p>　　5.1.12 確定最小新風量</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　5.2 房間氣流組織計算</p><p>　　5.2.1 房間基本情況</p><p>　　以房間801為例計算。空調(diào)房間要求恒溫精度為26±1.0℃，房間的長、寬和高分別為：A

98、=8m，B=8m，H=3.4m。房間內(nèi)人數(shù)10，室內(nèi)的冷負荷Q=4373.1W，濕負荷W=0.51g/s。</p><p>　　5.2.2 計算過程</p><p>　?。?）計算熱濕比線ε</p><p>　?。?）查h-d圖，確定各狀態(tài)點參數(shù)</p><p>　　新風處理到室內(nèi)空氣焓值，不承擔室內(nèi)負荷，并且新風不進入風機盤管[9]。&l

99、t;/p><p>　　查表可得：hN=53kJ/kg，tN=26℃；ho=42kJ/kg，to=20℃。ΔtN =6℃，在6～10℃之內(nèi)，所以滿足要求。</p><p>　?。?）選定送風口型式為三層活動百葉型送風口，查表5-1[1]，紊流系數(shù)α=0.16，風口布置在房間寬度方向B上，射程x=A-0.5m=8-0.5=7.5m。</p><p>　　（4）計算送風量并校

100、核換氣次數(shù)</p><p>　　由圖確定送風溫差Δto =6℃，</p><p><b>　　次/h</b></p><p>　　換氣次數(shù)9.9次/h>5次/h，滿足要求。</p><p><b>　?。?）確定送風速度</b></p><p>　　假設送風速度vo=3

101、.5.m/s，則</p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　所取vo=4.6m/s>3.5m/s，且防止風口噪聲的流速2～5m/s之內(nèi)，所以滿足要求。</p><p>　?。?）確定送風口數(shù)目</p><p>　　考慮到要求空調(diào)精度較高，因而軸心溫差Δtx取為空調(diào)精度的0.6倍，即</p

102、><p><b>　　℃</b></p><p>　　散流器用百葉送風口，紊流系數(shù)α=0.16，由圖8-16[6]查得無因次距離=0.29，則送風口數(shù)目[10]為</p><p><b>　　取整N=2個</b></p><p>　　（7）確定送風口尺寸</p><p><

103、b>　　每個送風口面積為</b></p><p><b>　　m2</b></p><p>　　確定送風口尺寸為長×寬=0.43m×0.2m。</p><p><b>　　面積當量直徑為</b></p><p><b>　　m</b><

104、;/p><p>　　根據(jù)阿基米德數(shù)，查得x/d=29.8，則貼附長度xl=2.8×0.331=9.858m，大于射程7.5m，所以滿足設計要求。</p><p><b>　?。?）校核房間高度</b></p><p>　　設定風口底邊至頂棚距離為0.5m，則</p><p>　　H=h+W+0.07x+0.3=2+

105、0.5+0.07×7.5+0.3=3.325m</p><p>　　給定房高3.4m大于設計要求房高3.325m，所以滿足要求。</p><p><b>　　（9）計算新風量</b></p><p><b>　　總風量的10%：</b></p><p>　　0.1×2164.9=

106、216.49m3/h</p><p><b>　　人需風量：</b></p><p>　　30×10=300 m3/h</p><p>　　比較可得300 m3/h>216.49m3/h，所以新風量LW=300 m3/h。</p><p>　　表5-1 商場氣流組織計算表</p><

107、;p>　　表5-2 一層氣流組織計算表</p><p><b>　　續(xù)表 5-1</b></p><p>　　表5-3 一層氣流組織計算表</p><p><b>　　續(xù)表 5-2</b></p><p>　　表5-4 八層氣流組織計算表</p><p&

108、gt;<b>　　續(xù)表 5-3</b></p><p>　　表5-5 八層氣流組織計算表</p><p><b>　　續(xù)表 5-4</b></p><p>　　6.風機盤管與新風機組的選型</p><p>　　6.1 風機盤管運行情況分析</p><p>　　本空

109、調(diào)系統(tǒng)采用風機盤管機組加獨立新風的系統(tǒng)。如圖：此系統(tǒng)的空氣處理過程如下：新風W經(jīng)新風機組冷卻干燥到L狀態(tài)點，室內(nèi)空氣經(jīng)風機盤管冷卻干燥到達M點，兩個狀態(tài)空氣相互混合至O點，再沿室內(nèi)空氣熱濕比線到達N室內(nèi)狀態(tài)點</p><p>　　圖6-1 風機盤管夏季處理過程</p><p>　　本建筑空調(diào)系統(tǒng)主要用于滿足人體的舒適要求，根據(jù)辦公樓的建筑特點選用空調(diào)系統(tǒng)。對于辦公樓，房間熱濕負荷變化情況相

110、類似，且空間整體使用功能類似，適合集中控制，采用一次回風集中式空氣-水系統(tǒng)；該系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)新風比來調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣新鮮度；投資低；運行管理靈活方便，故障少，便于檢查設備，壽命長，噪聲??；占建筑空間少；具有個別控制的優(yōu)越性。</p><p>　　6.2風機盤管的選型</p><p>　　由前計算知該房間總冷負荷為4373.1W, 送風狀態(tài)點O的焓值為47.33kJ/kg，新風量為531.57m

111、3/h..由于風機盤管承擔全部冷負荷4373.1W,所以新風不承擔負荷,即新風負荷為0。</p><p>　　因該房間設置一個風機盤管，則風機盤管所需的產(chǎn)冷量為4373.1W。查文獻[1]，選用北京空調(diào)器廠FP系列風機盤管。該房間用一臺FP-3.5風機盤管。</p><p><b>　　其他房間的選型:</b></p><p>　　表6-1

112、各房間風機選型表</p><p>　　表6-2 各房間風機選型表</p><p>　　表6-3 各房間風機選型表</p><p>　　表6-4 各房間風機選型表</p><p>　　表6-5 各房間風機選型表</p><p>　　6.3 新風機組的選型</p><p>　　新風機

113、組選型過程如下：</p><p>　　新風空氣處理機，標定制冷工況：進風干球溫度34℃，濕球28.2℃，冷凍水的進水溫度7℃。</p><p>　　新風空氣處理機的選擇由風量與冷負荷決定。</p><p>　　查給排水在線網(wǎng)，選擇新風機組，如下：</p><p>　　表6-6 新風機組TAD0914-XIII8主要參數(shù)</p>

114、<p>　　表6-7 新風機組PAHX125-6主要參數(shù)</p><p>　　表6-8 新風機組BFP15-WZ主要參數(shù)</p><p>　　7.風管的布置及水力計算</p><p>　　空氣的輸送與分配是整個空調(diào)系統(tǒng)設計的重要組成部分。經(jīng)過處理的送風要通過風道送到各個房間，而空調(diào)房間的送風量，送風速度能否達到要求，完全取決于風道系統(tǒng)內(nèi)的壓力分

115、布及風機的工作狀態(tài)。所以風道設計直接影響空調(diào)房間的氣流組織和空調(diào)效果。并以此管網(wǎng)計算其風管的最不利管路的阻力，根據(jù)此阻力選擇合適的通風機。</p><p>　　7.1 風管水力計算概述</p><p>　　風管阻力計算主要步驟如下：</p><p>　　1. 繪制系統(tǒng)軸側圖，標注各段的長度和風量.</p><p>　　2. 選定最不利管路（一

116、般是指最長或局部構件最多的分支管路）.</p><p>　　3. 選定流速，確定斷面尺寸.4. 計算各管段的單位長度摩擦阻力Rm和局部阻力Z。計算應叢最不利的環(huán)節(jié)開始。5. 計算各段的總阻力，并檢查并聯(lián)管路的阻力平衡情況.6. 根據(jù)系統(tǒng)總阻力和總風量選擇風機.</p><p>　　在低速風管系統(tǒng)中，有最大流速的規(guī)定，假定送風主管：6.0 m/s，水平送風支管：5.0 m/s，在設計中

117、應使假定和實際風速不超過最大風速。</p><p>　　風管內(nèi)空氣流動阻力主要包括摩擦阻力和局部阻力，下面分別分析這兩個方面如何進行阻力計算：</p><p><b>　　1.摩擦阻力</b></p><p>　　摩擦阻力主要是發(fā)生在流動的空氣與風道內(nèi)壁之間，摩擦阻力計算公式是：</p><p>　　Pa

118、 （7-1）</p><p>　　其中,λ－摩擦阻力系數(shù)；</p><p>　　De－風道當量直徑，m；</p><p><b>　　L－風道長度，m；</b></p><p>　　V－風道內(nèi)空氣平均流速，m/s；</p><p>　　ρ

119、－空氣密度，kg/m3。</p><p>　　一般情況下空調(diào)空氣流動都在紊流過渡區(qū)，沿程阻力系數(shù)λ主要用下面超越方程式進行迭代計算：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　其中,K—風道的粗糙度，mm,取0.15mm；</p><p><b>　　De—量直徑，m；</b&g

120、t;</p><p><b>　　Re－雷諾數(shù)。</b></p><p>　　矩形的當量直徑De由下面公式計算：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　其中，a，b－為矩形風道的邊長，m。</p><p>　　由于矩形風管用圓形風管的方法計算，其

121、阻力大小有一定的偏差，按文獻[3]計算風管阻力的方法，給出一個形狀系數(shù)m進行修正，其計算式為：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　其中，n=a/b；</b></p><p><b>　　摩擦阻力則應為：</b></p><p>　　Rm

122、=mR′ （7-5） </p><p><b>　　2. 局部阻力</b></p><p>　　在風道系統(tǒng)中總是要安裝一些特別的管件用以調(diào)節(jié)風管內(nèi)的風速或調(diào)整風管內(nèi)的風壓、流量、流動方向等。典型的管件如彎頭、三通、漸縮管、調(diào)節(jié)閥、風口等。</p><p>

123、;　　這些管件的引起的局部阻力按下式計算：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　其中，ξ－局部阻力系數(shù)；</p><p>　　v－與ξ相對應的斷面空氣流速，m/s；</p><p>　　ρ－空氣密度，kg/m3。</p><p>　　在計算風管阻力時可以用靜壓復得法

124、、全壓損失直接計算法，但本設計采用假定流速法。全部選用鍍鋅鋼板（K=0.15）制作。</p><p>　　表7-1 各風道風速表</p><p>　　7.2 各層風管布置及水力計算</p><p>　　1. 繪制軸測圖，如圖所示:</p><p>　　圖7-1 風管軸測圖</p><p>　　2. 選定最不利管

125、路，逐段計算摩擦阻力和局部阻力。</p><p>　　3. 選定流速，確定斷面尺寸。</p><p>　　4. 計算各管段的單位長度摩擦阻力Rm和局部阻力Z。計算應從最不利的環(huán)節(jié)開始。</p><p><b>　　以七層風管計算為例</b></p><p>　　管段7—8：（新風量L=161.3m3/h，管長為6米，假定

126、流速為4m/s）</p><p>　　沿程阻力部分：新風量為161.3m3/h，假定流速為4m/s，則算得風道斷面尺寸為：F=新風量/假定流速/3600=161.3/(4×3600)=0.0112m2 </p><p>　　查得尺寸為120×120mm，這時的實際流速=新風量/3600/實際面積= 161.3/3600/(0.12×0.12)=3.11m/s

127、.5此時的比摩阻為1.204Pa/m，管段9—10的沿程阻力為：z1=6×1.204=7.225Pa。</p><p><b>　　局部阻力部分：</b></p><p>　　90º矩形彎頭：查文獻[5] 第365頁，r/b=1，a/b=1時，該局部阻力系數(shù)為0.2。</p><p>　　管段7—8的局部阻力z2=2

128、5;0.2×1.2×3.11×3.11/2=2.866Pa</p><p>　　管段7—8的總阻力為Z= z1+z2 =7.225+2.866=10.091Pa</p><p>　　管段6—7：（新風量L=252.5m3/h，管長為4米，假定流速為4m/s）</p><p>　　沿程阻力部分：新風量為252.5m3/h，假定流速為4m/