西安某办公楼空调系统设计毕业论文.doc

第 1 页 西安某办公楼空调系统设计毕业论文西安某办公楼空调系统设计毕业论文 目录 摘要摘要 1 ABSTRACT 2 前言前言 3 目录目录 4 附表附表 5 1 工程概况 设计任务 设计参数工程概况 设计任务 设计参数 6 1 1 工程概况 6 1 2 设计任务 6 1 3 主要设计参数 6 1 3 1 建筑热工参数 6 1 3 2 室外气象参数 6 1 3 3 室内设计参数 7 1 3 4 供回水温度 7 2 空调系统设计空调系统设计 7 2 1 冷负荷 热负荷和湿负荷的计算 7 2 1 1 外墙和屋面传热冷负荷计算 7 2 1 2 外窗的温差传热冷负荷 8 2 1 3 外窗太阳辐射形成的逐时冷负荷 8 2 1 4 内围护结构的传热冷负荷 9 2 1 5 人体散热形成的冷负荷和湿负荷 9 2 1 6 餐厅食物形成的冷负荷和湿负荷负荷 10 2 1 7 灯光冷负荷 10 2 1 8 设备冷负荷 11 2 1 9 冬季热负荷的计算和校核 12 2 1 10 下送风负荷的计算 12 2 2 空调方式的确定 14 2 2 1 单风管集中式系统 15 2 2 2 风机盘管加新风系统 16 2 2 3 下送风空调系统 16 2 2 4 方案比较 17 2 2 5 系统划分 19 2 3 送风量和新风量的确定 19 第 2 页 2 3 1 送风量的确定 19 2 3 2 送风量的计算 20 2 3 3 四层夏季送风状态的校核 22 2 3 4 新风量的确定 22 2 3 5 新风量的计算 23 2 4 新风负荷 冷水机组供冷负荷及市政供热负荷的计算 24 2 4 1 全空气系统新风负荷的计算 24 2 4 2 冷水机组供冷负荷的计算 30 2 4 3 三层风机盘管加新风系统的新风负荷计算 30 2 5 气流组织计算 36 2 5 1 气流组织的意义 36 2 5 2 送风形式的选择 37 2 5 3 回风形式的选择 37 2 5 4 排风形式的选择 38 2 5 5 气流组织计算 38 2 6 空调输送系统 设备的布置 45 2 6 1 空调输送系统 风管 的布置 45 2 6 2 空调设备的选择和布置 45 2 7 空调风系统的水力计算及风机的选择 47 2 7 1 水力计算 47 2 7 2 风机的选择 56 2 8 空调水系统的水力计算及设备的选择 57 2 8 1 空调水系统的选型比较 57 2 8 2 空调水系统的布置 58 2 8 3 十五层水系统水力计算 58 2 8 4 三层水管最不利环路水力计算 63 2 8 5 空调水系统供 回 凝水管 65 2 8 6 水管系统中的阀门 65 2 8 7 制冷机房的布置 66 2 8 8 设备选择 66 2 9 空调系统的消声计算 73 2 9 1 空调系统噪声源 73 2 9 2 空调系统的消声 74 2 9 3 消声设计计算 74 3 空调系统的保温 防腐 防火和隔振空调系统的保温 防腐 防火和隔振 76 3 1 空调系统的保温 76 3 1 1 保温材料和结构 76 3 1 2 保温层厚度 76 3 2 空调系统的防腐 76 第 3 页 3 3 空调系统的防火 77 3 4 空调系统的隔振 77 致谢致谢 78 参考文献参考文献 79 附表附表 1 工程概况 设计任务 设计参数工程概况 设计任务 设计参数 1 1 工程概况 本设计为西安市翔宇能源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 231252 9 1 2 设计任务 西安市翔宇能源工程公司二 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 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 类结构保温层沥青膨胀珍珠岩 K 0 45 1 3 2 室外气象参数 表 1 2 室外气象参数表 第 4 页 室外计算干球温度 站台位置 冬季夏季 夏季空调室外 计算温度 室外风速 m s 地名 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 6 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 夏季冬季 建筑类型 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 2 1 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 第 5 页 t lo t lo td C C 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 6 选用 C 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 C 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 第 6 页 下列各式计算 当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时 LQ CsCnC 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 C 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 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 CsCnC F1JzdCl 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 tf tn 4 1 式中 Q 稳态冷负荷 下同 W 第 7 页 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 tf 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 Cr W nw Cr 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 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 第 8 页 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 n1 CCL 1 7 2 暗装荧光灯 灯管暗装在吊顶玻璃罩内 LQ N1n1 n2 CCL 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 第 9 页 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 n3 电动机的符合系数 一般取 0 4 0 5 本设计取 0 45 第 10 页 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 a FK 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 4 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 10 1 其修正系数 见下表 2 1 查自 下送风空调原理与设计 表表 2 12 1 修正系数修正系数 负荷种类 墙体 0 75 照明 0 65 设备 地板上 0 95 第 11 页 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 表表 2 22 2 二层商场及办公室负荷汇总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 80 77102 62 58432 14 1 7517 45 1059 32 5270 34 2 3 7192 79 1059 32 3651 33 4 7306 06 1059 32 4477 69 5 6354 56 674 11 4008 81 6 3330 38 385 21 2401 58 7 6708 55 674 11 6212 27 8 2753 69 481 51 3143 28 9 10 1852 46 385 21 1657 41 11 2144 16 385 21 2498 56 12 17485 91 6461 52 9100 77 13 15338 78 7256 78 6723 07 办 公 室 14 15672 96 7256 78 8600 07 表表 2 32 3 顶层宿舍负荷汇总顶层宿舍负荷汇总 房间编号 冷负荷 W 湿负荷 g h 热负荷 W 13753 55 101 37 3815 72 2 3 4 5 6 7 8 2543 70 101 37 1157 33 92646 27 101 37 2800 38 102329 69 101 37 2004 47 112512 83 101 37 2625 22 124530 88 770 04 2384 71 1310103 22 3165 72 5422 51 147082 38 2290 96 5375 17 154351 13 2656 08 3403 51 164811 48 2904 76 6496 36 第 12 页 172985 96 101 37 4940 63 18 19 2899 26 101 37 3699 71 205159 34 101 37 5420 40 表表 2 32 3 房间冷热负荷指标房间冷热负荷指标 房间编号 面积 冷负荷指标 W 热负荷指标 W 商场 2312 00 61 22 25 27 1 91 26 82 37 57 75 2 3 91 26 78 82 40 01 4 91 26 80 06 49 07 5 58 50 108 62 68 53 6 29 25 113 86 82 11 7 58 50 114 68 106 19 8 40 50 67 99 77 61 9 10 29 25 63 33 56 66 11 29 25 73 30 85 42 12 161 31 108 40 56 42 13 182 52 84 04 36 83 办公 室 14 182 52 85 87 47 12 123 49 159 79 162 44 2 3 4 5 6 7 8 23 49 108 29 49 27 923 49 112 66 119 22 1023 49 99 18 85 33 1123 49 106 97 111 76 1236 78 123 19 64 84 1392 25 109 52 58 78 1490 78 78 02 59 21 1540 50 107 44 84 04 1658 50 82 25 111 05 1751 78 57 67 95 42 18 19 51 78 55 99 71 45 宿舍 2051 78 99 64 104 68 2 2 空调方式的确定 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 第 13 页 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 第 14 页 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 第 15 页 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 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 第 16 页 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 第 17 页 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 1000 oNoN dd W ii Q G 式中 送风量 kg s G 室内冷负荷 kW Q 室内湿负荷 kg s W 第 18 页 室内空气的焓值 kJ kg N i 送风状态下的空气的焓值 kJ kg o i 室内空气的含湿量 g kg N d 送风状态下的空气的含湿量 g kg o d 和都是已知的 室内状态点在图上的位置已经确定 因此 QWNdi 只要过点作线 也能确定点 从而算出送风量N OG 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 6608 31 W Q141532 8w 21 41 g s 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 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 ON ii Q 141 532 63 7550 96 送风温差 t 26 18 4 7 6 150 3651 15 200 65801 60 250 801001 80 321 001252 00 401 50 1502 00 3 00 501 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 第 59 页 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 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 第 60 页 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 冷负荷 kW 和流量 L s 的关系如下 L s Q G Cpt 其中 G 冷冻水流量 L s Cp 水的比热容Cp 4 2 kJ kg K A 进出水温差 进水取7 回水取12 5 t t 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 Q G Cpt 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 第 61 页 供水水力计算见下表2 50 表表 2 502 50 顶层冷冻水供水最不利回路计算顶层冷冻水供水最不利回路计算 管 段 编 号 负荷 流量 kg h 管径 管长 m m s R Pa m Py P a 动压 Pa Pj P a Py Pj P a 190816 15620De8030 853154 1308 22 25363 41817 671125 9 260627 10428De705 10 798169 01861 971 86318 09591 641453 6 355575 9558 9De704 60 731142 67656 280 36267 2996 226752 5 450524 8690De7030 665118 54355 621 36220 91300 43656 06 545993 7910 6De7030 60598 792227 221 86183 06340 49567 71 643449 7473 2De706 20 57288 491548 651 5163 38245 07793 71 740905 7035 7De501 750 886288 85505 491 5392 39588 581094 1 838362 6598 1De506 30 831254 821605 33345 11035 32640 6 933305 5728 5De5230 721193 48386 973260 12780 371167 3 1028432 4890 1De505 80 616142 31825 43189 56568 681394 1 1123242 3997 5De5030 50396 399154 241 5126 67190344 24 1220698 3560 1De406 40 749293 951881 31 5280 54420 82302 1 133753 645De2030 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 表表 2 512 51 顶层冷冻水回水最不利环路水力计算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 m s R Pa m Py P a 动压 Pa Pj P a Py Pj P a 15052 868 77De256 70 422169 041132 60 7288 86463 9821196 6 210103 1737 7De323 550 481148 42526 911 5115 67173 51700 41 314634 2517 1De4030 53148 57297 151 86140 29260 93558 08 417178 2954 4De406 20 622202 791257 31 5193 28289 921547 2 519722 3392De4030 714265 41451 191 5254 77382 15833 35 第 62 页 622265 3829 6De506 10 48287 773535 423116 3348 89884 31 727322 4699 2De5030 592130 51274 083175 11525 33799 41 832195 5537 5De505 450 698179 67979 183243 16729 491708 7 937385 6430 2De5030 81240 59396 971 5327 88491 82888 79 1039929 6867 6De506 40 865273 671751 51 5374561 012312 5 1143682 7513 3De7030 57588 5644 281 5165 19247 79292 07 1260627 10428De7046 40 798167 797785 62 16318 21687 328472 9 1390816 15620De8030 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 yjm PPPP 其中 水系统沿程阻力损失 Pa y P 局部阻力损失 Pa j P 设备阻力损失 Pa m P 第 63 页 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 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 表表 2 522 52 其余立管管径其余立管管径 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 m P 第 64 页 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 2 mH2O 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 5 kPa 总计 冷冻水循环水泵扬程 123 9 5 60 20 20 500 282 5 kPa 51 25mH2O 51 3 mH2O 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 第 65 页 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 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 第 66 页 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 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 1182304 W 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 60 KPa 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 第 67 页 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 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 第 68 页 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 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 5 mH2O 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 3 kW 转速 1900r min 电机功率 37 kW 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 第 69 页 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 5m 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 第 70 页 3 水箱的选