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文档简介
南京市某办公楼空调工程设计南京某办公楼空调工程毕业设计目 录前言1第一章原始资料21.1办公楼概况21.2南京地区气象资料21.3办公楼土建资料3第二章冷负荷计算72.1 负荷计算72.1.1夏季冷负荷计算72.1.2湿负荷和新风负荷计算102.2计算举例10第三章空调系统方案的选定和风量的计算153.1 确定空调方案153.1.1 空调方案的确定153.1.2空调系统的新风量的确定173.2空调水系统的形式和设计原则173.2.1空调水系统的形式193.2.2空调水系统的设计原则203.3送风状态点的计算和确定213.3.1 风机盘管加新风系统213.3.2 典型房间计算举例24第四章空调设备的选择274.1 风机盘管的选择274.2 新风机组的选择294.3冷水机组的选择32第五章气流组织345.1气流组织方式355.2气流组织计算35第六章水力计算386.1 空调系统的风管、水管布置386.2风管水力计算386.3水管水力计算416.4冷凝水管的设计436.5机房的水力计算44第七章其它设备的选择487.1冷却塔的选择487.2水泵的选型487.3膨胀水箱50第八章排风系统的设计52第九章空调系统的消声减振539.1 空调系统的消声539.2空调装置的减振53第十章空调系统的保温与防腐设计5410.1空调系统的保温5410.2空调系统的防腐和保温55第十一章空调系统的防火排烟5611.1空调系统的防火措施5611.2空调系统的排烟56结论57参考文献58致谢59I前言从空调发明至今,空调技术迅猛发展,随着人们经济条件的改善生活水平的提高,人们越来越渴望舒适的环境,希望能有一个健康舒适的工作生活环境,这样同时也促进空气调节的技术也不断提升。 新时代的办公者需要一个更为舒适的环境,不仅温度要合适,而且要湿度也要感觉舒适,不能让人总感觉空气干燥,好的、舒适的、健康的、安逸的办公生活环境令人高兴,精神愉悦,工作效率自然就高了,且有益于身心健康。本设计为十层的南京某综合办公楼,根据地区特点与建筑结构的特点,进行合理的设计,我们设计师要为室内环境营造一种健康舒适的环境。但是,我们在做设计时也考虑了一些节能的情况,尽量的做到节约能源。 本设计的空调方案采用了风机盘管加新风空调系统。风机盘管加新风系统为我国高层民用建筑做出了突出贡献,因为它常被用于高层民用建筑,并且效果不错,深受广大新老客户的喜爱。安装了风机盘管的房间可以独立操作,投资也少,布置可以很灵活,施工、管理运营方面已经非常成熟。但是,它也有不少缺点:风机盘管数量较多,分散,导致维修、维护日常工作量增加;水管阀门的漏水,特别是是冷冻水管因保温时间长了易老化,造成凝结水滴下将污染吊顶板,发生霉变,滋生细菌,影响人体健康该综合办公楼采用离心式冷水机组提供冷水,适合中性工程量的地区。离心式冷水机组有加工简单,操作简单,可实现无级调节,离心式机组的部件也不多,噪声也不大,用的制冷机对臭氧层的破坏也不大。运行费用少等优点。 本设计是针对南京某综合楼的办公建筑,对它的开发区分局、土地办证中心大厅、党员活动室、办公室等的室内空气进行合理规范的设计,使各个房间满足四度的要求,即温度、适度、气流速度、洁净度。根据南京当地的夏季空气的温湿度及该综合办公楼的结构特点使用功能,及办公人员对室内空气的要求,我运用了专业方面的知识,查阅了所有的设计手册,翻阅了最新的设计规范,独立的完成此次设计,同时参考了已有的对办公楼的设计,吸取了它们的设计精华,开阔了我的设计思想,培养了我解决工程实际问题的能力。第一章原始资料1.1办公楼概况本设计为南京某办公楼空调工程设计,设计的房间大概包括:办公室、土地中心大厅、开发区分局、会议室、文体活动室等。一层高5.7m,其他层均为3.9m。名称:南京某综合办公楼空调工程设计地点:南京用途:地下室为机房、车库,一层为土地办证中心大厅、信访接待大厅开发区分局等,二层为档案库房、荣誉室、办公室等,五层为党员活动室、文体活动室等,顶层多有一个大的会议室,其余各层为办公室。建筑空调面积:9112 m21.2气象资料整理的室外气象资料见表1-1和表1-2。表1-1室外气象参数地理位置(杭州)海拔(m)大气压力(Kpa)室外平均风速(m/s)室外计算相对湿度北纬东经50.7冬季夏季冬季夏季冬季空调夏季空调最热月月平均3111822102.79100.252.72.4-434.879%表1-2室外空气参数表冬季夏季夏季空调室外计算湿球温度空气调节通风采暖空气调节空调日平均通风28.1-4-1.1-134.831.233室内参数设计为:夏季:温度为26,相对湿度为50%1.3办公楼土建资料围护结构(主要为外墙)传热阻,不能随便确定,他的确定要经过经济比较确定,要负荷国家对该行业设计的要求。围护结构,要进行最小传热热阻计算。(1-1)式中Romin围护结构的最小传热阻(m2/);tn冬季室内计算温度(),本设计取20;tw冬季围护结构室外计算温度;冬季室内计算温度与维护结构内表面温度的允许温差(),按文献14采用;围护结构温差修正系数;n围护结构内表面换热系数w/(m2)。一、外墙的选取外墙为普通砖外墙,属于类外墙其结构见表1-3。表1-3外墙结构类型表类型壁厚(mm)保温厚(mm)导热热阻(m2K/W)传热系数(W/m2)质量(kg/m2)热容量(kJ/(m2K)3700.481.57698612二、屋面的选取所选屋面为普通型屋面,其结构参数见表1-4。表1-4屋面结构类型表壁厚(mm)保温层导热热阻(m2K/W)传热系数(W/m2)类型材料厚度l70水泥膨胀珍珠岩1251.910.49注:屋面颜色为浅色,吸收系数K=0.94三、校核维护结构的传热的性能主要有他的传热热阻决定,R传热热阻的大小是直接影响围护结构传热量的多少,也会影响围护结构的造价。所以呢,围护结构、外墙外窗啊之类的传热热阻要根据技术经济比较确定,要符合国家标准,即负荷民用建筑热工设计规范。外墙:=1,tn =20,=6,n=8.7,tw按表1-5中公式计算表1-5 冬季围护结构室外计算温度表围护结构类型热惰性指标D值tw的取值()6.0tw=twn4.16.0tw=0.6twn+0.4tp,min1.64.0tw=0.3twn+0.7tp,min1.5tw=tp,min注:twn 和tp,min分别为采暖室外计算温度和累年最低日平均温度(),按文献1数据采用。其中所选墙为型墙,根据上表得tw=0.6(-1)+0.4(-6)=-3()。则=0.44(m2/)所选外墙的传热系数为1.57(W/m2),则其导热热阻为1.110.44,则所选型号合格。屋面:=1,tn =20,=4,n=8.7,屋面为围护结构类,则tw=tp,min=-6()。则=0.747(m2/)所选屋面的传热系数为0.87(W/m2),其导热热阻为1.150.747,则所选型号合格。四、内墙的选取:本设计内墙的型号与外墙相同。五、楼板的选取楼板的构造如下图1-3图1-3楼板构造示意图楼板为钢筋混凝土楼板,厚度为80 mm;面层厚度为20mm,内粉刷厚度为25mm;K= 1.65(W/m2)六、窗、照明等设备的选取(1)窗的系数根据i和o 来决定,其中i=8.7(W/m2K),o根据一下公式计算得o=3.5+5.6(1-2)式中室外平均风速,取2.2m/s则,o=15.82(W/m2K)查文献得窗的传热系数为K=2.84(W/m2K),所选材质为金属框双层活动百叶帘3mm厚普通窗。(2)照明均采用明装荧光灯,镇流器装设在房间内,故镇流器消耗功率系数n1取1.2,灯罩隔热系数n2取1.0。七、人员及照明等指标每个房间人数的确定,是按照该房间的功能,大小,查阅相关规范确定的。办公室的工作人员劳动强度极轻,办公室工作人员的散热量和散湿量根据规范查阅。查文献得如表1-6,人员密度和照明见表1-7:表1-6 不同温度下成年男子散热量和散湿量表体力活动性质热湿量w(g/h)室内温度()2026电子计算显热9058潜热47123全热137181湿量6918489第二章冷负荷计算2.1 负荷计算2.1.1夏季冷负荷计算现在,我国的暖通设计师常用冷负荷系数法计算空调建筑冷负荷。冷负荷系数法是建立在一种数学函数的基础上,也是数学在暖通行业的成功运用,该函数叫做传递函数,冷负荷系数法便于手算,大大减轻了我国设计师的工作量。夏季建筑围护结构的冷负荷是指由于空调房间外的温度过高,房间里的温度低,而产生的温差传热,还有太阳通过玻璃照射到房间的辐射传热。温差传热和辐射传热进入房间热量即成为冷负荷具体计算方法如下:一、 冷负荷计算方法1、外墙和屋顶顺便传热引起的冷负荷在日射和室外气温综合作用下,外墙和屋顶顺便传热引起的冷负荷可按下式计算(2-1)式中外墙屋面的逐时冷负荷,W;A外墙或者屋面的面积,m2;外墙或者屋面的传热系数,(W/m2),室内计算温度,;外墙或者屋面的逐时冷负荷计算温度, (1)由于文献中给出的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京为参考。因此,对于不同的设计地点,应对值修正为+td,见表2-1。表2-1 结构地点修正值表城市ESWN水平南京2.11.02.12.72.0(2)吸收系数修正如表2-2表2-2 吸收系数修正值K表颜色外墙屋面浅色0.940.88中色0.970.94二、内围护结构冷负荷2当隔壁房间不供冷,即当隔壁房间不是空调房间,通过隔墙( 就是用来隔开不同功能房间的墙)和楼板(隔开层与层之间的隔开物)的温差传热而产生的冷负荷可按公式(2-1)计算。当邻室与空调区的夏季温差在3以上时,通过空调房间隔墙( 就是用来隔开不同功能房间的墙)、楼板(隔开层与层之间的隔开物)、内窗、内门等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷,按下式计算:=KiAi(to.m+ta-tR)(2-2)式中Ki内围护结构的传热系数,(W/m2);Ai内围护结构的面积,m2;to.m夏季空调室外计算日平均温度,;ta附加温升,可按表2-3选取表2-3 温度的差值邻室散热量W/m2ta()邻室散热量W/m2ta()很少2302、32311611657三、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内温差作用下,通过外玻璃窗传热形成的冷负荷可按下式公式计算(2-3)式中外玻璃窗的逐时冷负荷,W;窗口面积,m2;外玻璃窗的传热系数,(W/m2),外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值, 四、透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷的计算方法(1)日射得热因数:(1)日射得热因数:通过玻璃窗能进入室内的热量有两份儿,直接进入的一份儿为太阳辐射热ql和玻璃吸收后再传入的另一份儿为传入室内的热量qa。采用3mm厚的普通平板玻璃作为“标准玻璃”,在特定的的条件下,得出夏季通过这一“标准玻璃”的日射得热量ql和qa值,两者相加得: Dj=ql+qa(2-4)称Dj为日射得热因数。(2)透过玻璃窗日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算:(2-5)式中窗口面积,m2;有效面积系数, 窗玻璃冷负荷系数, 五、照明设备形成的冷负荷根据照明灯具的类型和安装方式不同,其逐时冷负荷计算公式分别为:(2-6)(2-7)其中,(2-6)为白炽灯的计算公式,(2-7)为荧光灯的计算公式。式中灯具散热形成的逐时冷负荷,W;照明灯具所需功率,Kw;镇流器消耗功率系数, 灯罩隔热系数, 照明散热冷负荷系数, 六、人体散热形成的冷负荷21、人体显热散热引起的冷负荷计算公式为:(2-8)式中人体显热散热量形成的逐时冷负荷,W;不同室温和劳动性质成年男子显热散热量,W,见表1-5;室内全部人数;群集系数,取1;人体显热散热冷负荷系数, 2、人体潜热散热引起的冷负荷计算公式为:(2-9)式中人体潜热散热形成的冷负荷,不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量、同式2-8。2.1.2湿负荷和新风负荷计算一、湿负荷计算湿负荷是指空调区的湿源(人体散湿、敞开水池表面散湿、地面积水、化学反应过程的散湿、食品或者其他物料的散湿、室外空气带入的湿量等)向室内的散湿量,计算公式如下:(2-10)式中人体散湿量,kg/s;成年男子的小时散湿量,g/h,见表2-5;、同式2-9。二、新风负荷为了保证室内良好的空气品质,空调系统必须引入室外的新鲜的空气。因为夏季室外空气温度较高,也就是空气的焓值高于室内空气的焓值,还有就是外面的空气温度也要高于里面的空气的温度。根据人们的调查,空调系统中给新风降温降焓所消耗的能量是很多的,占空调系统总能耗的25%30%,一些高档的建筑占的更多。占的能耗比大,所以我们要想办法降低,在考虑室内空气品质的前提下,尽量选用较小的新风量。还有,新风量大的话,空调制冷系统和设备的容量会增大,空调系统新风量的确定,根据最新规范确定。1、夏季空调新风冷负荷按下式计算:(2-12)式中夏季新风冷负荷,kW;新风量,kg/s;室外空气的焓值,kJ/kg;室外空气的焓值,kJ/kg。2.2计算实例一、夏季冷负荷计算实例以601房间为典型房间进行计算:601办公室长8.1m,宽6.6m,人员为12人,办公时间为早8点到晚7点。1、北外墙由2附录2-4得型外墙冷负荷计算温度,将其逐时值及计算结果列入表2-5中。按公式(2-1)计算。表2-5 北外墙冷负荷北外墙冷负荷T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00twl32.332.131.831.631.431.331.231.231.331.431.631.8td2.71.041twl36.436.1935.8835.67235.46435.3635.25635.2635.3635.46435.6735.88tnx26t10.410.199.889.6729.4649.369.2569.2569.369.4649.6729.88K1.57F22.35CL365 358 347 339 332 328 325 325 328 332 339 347 2、外窗瞬时冷负荷由2附录2-10得玻璃窗冷负荷计算温度,将其逐时值及计算结果列入表2-6中。按公式(2-3)计算。表2-6 外窗瞬时冷负荷表外窗瞬时传热冷负荷T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00twl26.9 27.9 29.0 29.9 30.8 31.5 31.9 32.2 32.2 32.0 31.6 30.8 td3.00 tnx26.00 T3.90 4.90 6.00 6.90 7.80 8.50 8.90 9.20 9.20 9.00 8.60 7.80 Cw1.20 Kw2.84 Fw9.24 CL123 154 189 217 246 268 280 290 290 283 271 246 3、北外窗日射得热冷负荷由2附录2-17得玻璃窗冷负荷计算温度,将其逐时值及计算结果列入表2-7中。按公式(2-5)计算。表2-7 北外窗日射得热冷负荷表北窗日射得热冷负荷T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00CLQ0.54 0.65 0.75 0.81 0.83 0.83 0.79 0.71 0.60 0.61 0.68 0.17 Dj.max115.00 Cs1.00 Ci0.60 Ca0.85 Fw9.24 CL293 352 406 439 450 450 428 385 325 331 369 92 4、人员散热引起的冷负荷由2附录2-23得人体显热散热冷负荷逐时值,将其逐时值及计算结果列入表2-8中。按公式(2-8)和(2-9)计算。表2-8 人员散热引起的冷负荷表T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00CLQ0.55 0.64 0.70 0.75 0.79 0.81 0.84 0.86 0.88 0.89 0.91 0.92 qs58.00 n12.00 0.90 CLs345 401 438 470 495 507 526 539 551 557 570 576 q1123 CL11328 合计1673 1729 1767 1798 1823 1836 1855 1867 1880 1886 1898 1905 5、照明散热引起的冷负荷由2附录2-22得照明散热冷负荷系数,将其逐时值及计算结果列入表2-9中。按公式(2-7)计算。表2-9 照明散热引起的负荷表照明冷负荷T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00CLQ0.63 0.90 0.91 0.93 0.93 0.94 0.95 0.95 0.95 0.96 0.96 0.37 n11.00 n20.60 N200.00 CL76 108 109 112 112 113 114 114 114 115 115 44 6,内维护结构冷负荷 将其逐时值及计算结果列入表2-10中。按公式(2-2)计算。表2-10内围护结构冷负荷表内围护结构冷负荷T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00twp31.20 tls3.00 tnx26.00 K1.57 F57.33 CL738.07 7,室内办公设备冷负荷将其逐时值及计算结果列入表2-11中。表2-11室内办公设备冷负荷表 室内办公设备显热冷负荷 时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00qf11.00 F54.30 Qs597.30 Clq0.62 0.69 0.75 0.79 0.82 0.84 0.86 0.88 0.89 0.91 0.92 0.93 CL370 412 448 472 490 502 514 526 532 544 550 555 8、各项汇总表2-12 113房间各分项逐时冷负荷汇总表冷负荷汇总T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00北外墙365 358 347 339 332 328 325 325 328 332 339 347 外窗瞬时123 154 189 217 246 268 280 290 290 283 271 246 内围护738 北窗日射293 352 406 439 450 450 428 385 325 331 369 92 设备显热370 412 448 472 490 502 514 526 532 544 550 555 照明76 108 109 112 112 113 114 114 114 115 115 44 人员1673 1729 1767 1798 1823 1836 1855 1867 1880 1886 1898 1905 总计3637 3852 4004 4115 4190 4234 4253 4244 4207 4229 4280 3927 注:其他房间的冷负荷汇总见附表由表2-12 601房间各项逐时冷负荷汇总表可以看出,夏季冷负荷最大值出现在18:00,共4280W,建筑物总冷负荷汇总表见表2-13,最大值为507497W,出现在15点。三、新风负荷和人员湿负荷计算1、各房间每人新风量指标如表2-14表2-15 各功能房间新风指标表房间新风量(m3/h.人)办公室30大厅20会议室10党员活动室10驾驶员休息室30信息中心机房20以601房间进行计算601房间为办公室,人员为人,新风量=30121.23600=0.12(kg/s)(1)夏季新风冷负荷计算:根据夏季室内外气象参数查焓湿图得夏季室内、外焓值分别为:53.33kJ/kg,90.70kJ/kg。由公式2-12得=0.12(90.7053.33)=44.84(kW)2、人员湿负荷计算:房间人员散湿量和散热量见表1-5(1)夏季人员散湿量由公式2-11得=0.278121184=613(kg/s)第三章空调系统方案的选定和风量的计算3.1 确定空调方案 空气处理设备、空气输送管道(一般用矩形风管,用镀锌钢板制作)、空气分配装置(即末端装置)共同构成了空调系统,如果需要的话,在遵守规范的前提下,根据自己的喜好自由组合。在以前现有的工程中,常用的空调系统,新风加风机盘管系统、变风量空调系统、一次回风空调系统、水环热泵空调系统、等等,而在高层民用建筑中风机盘管加新风系统用的最多最成熟。一、空调系统的划分原则(1) 能保证室内要求的参数,不仅设计的时候,在实际运行的时候都要满足保证室内温度、相对湿度、净化要求。 (2) 第一把投进去的资金少,用起来也省钱。 (3) 在一个大系统中,各个房间之间不免相互影响,我们做的就是尽量降低这种不利影响; (4)尽量减少风管长度和风管重叠,便于施工、管理和测试。空调系统所负担的房间不宜过多,以便于调节、使用灵活和减少噪声。(5)便于管理和维护简单。二、确定空调系统方案的因素 要给综合办公楼设计空调系统,有很多因素影响,在设计的时候,要与相关专业相互配合,比如电气专业、水专业等还要与用户磋商,满足用户的需求才是设计的王道。确定设计方案前要知道以下内容:1、外部环境(1)气象资料:设计地区的气象资料:办公楼所在的地点,经度、纬度,距离海平面的高度,房间外气体的温度,空气的干湿程度,空气的流动的方向,平均风速,冬季和夏季的日照等。 (2)办公楼周围的环境:办公楼周边有没有严重污染的气体会不会影响到室内气体,建筑周围有无灰尘放散源,楼内办公人员对噪声的要求,还涉及到周围建筑的地理位置,高度,会不会遮光挡风,该城市规划部门对本建筑物的要求。2、所设计的建筑物的特点(1) 规模:空调区域的大小、空调房间的位置。(2) 用途:当前该建筑的用途,以后可能出现的变故,扩建啊之类的,使用该建筑的人对空调标准的要求,还有能量计量方法的要求,空调系统要不要分区,不同功能的房间不同使用用途的房间使用空调的时间和工作时间。 (3) 室内参数要求:根据人的感觉舒适程度,室内的温、湿度可以有一定的允许波动范围。房间内各个区域有没有温差要求,工作区域对空气流速的要求,对空气洁净度的要求,还有对噪声的控制等。(4) 负荷情况:空调房间朝向、人家设计的围护结构的构造,窗户的尺寸和构造,办公设备主要是计算机打印机的发热情况,办公人员的散热散湿,照明设备的发热情况,排风量。 (5) 能源:能不能接到城市热网,为建筑冬季采暖,电力供应情况,原有设备锅炉和冷冻设备的利用情况,工程扩建的考虑。 三、几种比较常用空调方式的比较和选择各种空调方式有不同的优缺点和适用范围,在这仅对比较常见的全空气系统和空气-水系统进行相关的比较。1、设备布置和机房的比较全空气系统:空调和制冷设备可以集中布置在机房,机房面积较大,净高较高,可以不知在屋顶或者安放在车间柱间平台上。空气-水系统:只需要新风空调机房,机房面积小,风机盘管可以设在空调机房内,布置较分散,敷设各种管线较麻烦。2、风管系统的比较全空气系统:空调送、回风管系统复杂、布置困难,支风管和风口较多时不易均衡调节风量空气-水系统:放在室内不接送、回风管,当和新风系统联合使用时,新风管较小。3、节能与经济性的比较 全空气系统:可以根据室内气象参数的变化和室内符合的变化实现全年多工况节能运行调节,过度季节尽量使用新风,冷热抵消现象尽量减少,最好杜绝,冷冻机运行的时间降到最少,有些房间冷热负荷变化差异大,室内参数有时也不一样,有些房间有时不使用。如果整个空调系统运行则很不经济。空气-水系统:灵活性大、节能效果好,可根据各房间符合情况自我调节,但是盘管冬夏兼用,内壁容易结垢,降低传热效率,无法实现全年多工况节能运行。4、使用寿命和安装的比较全空气系统:使用寿命长,设备与风管的安装工作量大,周期长。空气-水系统:使用寿命较长,安装投产较快,介于集中式空调系统与单元式空调系统之间。5、维护运行和温湿度控制的比较全空气系统:空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护,并且可以严格地控制室内温度和室内相对湿度。空气-水系统:布置分散维护管理不方便,水系统布置复杂、易漏水。对室内温度要求严格时难于满足。6、空气过滤和净化的比较全空气系统:可以采用初效、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污染,需要常换水。空气-水系统:过滤性能差,室内清洁度要求较高时难于满足7、消声与隔振及风管互相串通的比较全空气系统:可以有效低采取消防和隔振措施,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。空气-水系统:必须采用低噪声风机才能保证室内要求,各空调房间之间不会互相污染。3.1.1 空调方案的确定本设计为办公楼设计,房间多为办公室,考虑其为灵活使用的特点,采用风机盘管+新风系统。这样可以利于系统简单化,有利于水管、风管的安装,减小阻力,减少能源消耗和后期的维护。新风加风机盘管空调系统空气水+空气空调系统里面的一种重要的形式,在我国高层民用建筑中最长采用。它有很多优点,比如初投资少,使用灵活,安装操作方便,由于这些优点被广泛使用。新风加风机盘管系统,不用想肯定分成了两份儿:第一个是风机盘管,它安装在每个需要空调的房间,它的的作用:负担室内的冷热负荷。第二个当然是新风嘛:新风经过处理后送入房间,保证之内的空气品质。1、风机盘管的有点多得很,与其它的空调系统相比,优点如下:(1)噪音小。(2)具有个别控制的优越性,水系统采用冷热水自动控制温度调节器等,可灵活调节各房间的温度,房间不使用时,工作人员可以让它停止工作,就是关了阀门。(3)系统分区进行调节控制容易。(4)风机盘管个头不大,安装起来容易,可以灵活布置,是最好用的末端。(5)占建筑空间小。(6)对于将来的建筑扩建,风机盘管最好加了,扩多大加多少。(7)初投资小,耗电少,冷热混合损失少。2、风机盘管加新风系统的缺点:(1)因机组设在室内,与建筑布局可能有矛盾,需在建筑上配合和协调。(2)因为每个空调都得安装盘管,所以肯定分散,台数自然多起来,维修的工作量就大了,今后随着机组质量的提高,这一缺点将逐渐减小。(3)风机盘管本身无法自己提供新风,所以要另设新风系统。(4)由于机组风机静压小,风机盘管无法使用高性能的过滤器,所以呢,空气的洁净度自然不高。(5)盘管要安装在室内,可能产生噪声,所以,对加工质量要求较高,供给机组水系统。3、风机盘管的特点:(1)布置方便灵活,每个空调房间可以独立操作,不使用房间可关闭,节能省钱。(2)新风系统独立于盘管,两者操作互不影响,但又相互协同,调节灵活,管理方便。(3)系统噪声小,有利于形成比较宁静的环境。舒适感有比较宽的调节范围。4、风机盘管选型时用户选择原则为:1) 风机盘管的规格型号,要根据房间的冷负荷,热负荷来选定,要尽量准确; 2) 风机盘管分为普通和高静压,要根据房间的噪音要求选择; 3) 根据屋内的装饰布置要求;3.1.2空调系统的新风量的确定 空调系统的新风量不应小于总送风量的10%,且不应小于下列两项风量中的较大值1)补偿排风和保持室内正压所需的新风量2)保证个房间每人每小时所需的新风量3.2空调水系统的形式和设计原则3.2.1空调水系统的形式一、 开式系统和闭式系统1、开式系统通常带冷却塔的冷却水系统是开式系统,整个系统直接与大气相通,系统回水是冷却水水泵从开式冷却塔的水盘中吸取的。为了是水泵吸入侧不至于发生气化现象,在开式系统中,特别值得注意的是,水泵的吸入侧要有足够的水箱水面高度给予静压压头。另外,应掌握水泵的扬程用于克服管路阻力和将水从水箱水面提升到管路最高点的高度H,泵的扬程必须计入这项提升高度。2、闭式系统闭式循环系统:闭式系统就是,封闭的,不与大气相同的,系统最高点设循环水泵,并有泄水装置的系统。空调系统用风机盘管,处理室内空气,冷却室内空气,冷却水系统采用闭式系统,并且,民用高层建筑适宜采用闭式系统。其优点在于:A管道与设备不易腐蚀。B不需要为提升高度的静水压力,循环水泵只需克服管道阻力与设备阻力,所以水泵的功率小。其缺点在于:A蓄冷能力小,负荷不大时,冷水机组也要运行。 B膨胀水箱的补水有时需另外加加压水泵。二、同程系统和异程系统1、同程系统同程系统是指系统供水和回水管路加起来长度接近或相等,有水平管路同程和垂直管路同程、水平与垂直管路都同程。同程的特点:各回路长度相近,阻力比较容易平衡;但多耗管材。 2、异程系统异程系统是指系统水流经每一用户回路的管路长度不相等。特点:各回路难以平衡,主要通过管径选择和调节阀门达到平衡各回路阻力的目的。三、定流量与变流量系统 1、定流量系统定水量系统简单,不需要变水量定压控制。系统里面的各用户,冷量发生变化时,用的是三通,调节进入盘管的水量,用户之间干扰少。但是,它也有缺点:盘管的水量是按负荷最大的时刻确定的。各房间负荷最大的时候不在同一个时间点,所以供水量往往过大,若有多台制冷机时多台水泵时,负荷减少很多时,要停止运行一些机组,但水泵运行时,供水温度提高,这样盘管的除湿能力下降,室内湿度没法降下来,会加大室内相对湿度。定水量系统,一般用于间歇性降温的空调。 3.2.2空调水系统的设计原则1、本办公楼设计采用闭式水系统系统的设计原则:供水管道不宜腐蚀,水泵的扬程小。用闭式循环一次泵系统时,冷水泵的扬程等于水流动的管道、连接管道的管件、离心式冷水机组的的蒸发器的水阻力和末端风机盘管表面式冷却器阻力之和。2、本设计采用同程式系统的设计原则:优先考虑设计同程系统,以利于个回路阻力的基本平衡,再加上支管上的阀门的辅助调节。增加平衡度的手段; 3、本设计采用两管制系统:本设计的空调为季节性空调(过渡季节不使用)所以采用两管制; 4、本设计采用一次泵系统的设计原则:此工程为中小工程。循环水泵的台数,一次泵的台数,应按冷水机组的台数一对一设置,可不设备用泵,互为备用。循环水泵的流量:为所对应的冷水机组的冷水流量。空调冷水泵,选用低比转数的单级离心泵; 5、分、集水器:分、集水器:多于两路供应的空调水系统,分、集水器的直径初选按总流量选,一定要大于最大接管开口直径。3.3送风状态点的计算和确定3.3.1 风机盘管加新风系统风机盘管加新风系统是目前我国的高层民用建筑空调中,采用最为普遍的一种空调系统形式,它以其投资少,使用灵活性高、安装操作简便等优点,广泛应用于各种建筑之中,本设计采用了这一系统。新风+盘管系统,新风送入的方式,有三种,现分别介绍:一、新风与风机盘管送风独立送入房间其布置方式如图3-4所示,h-d图上的处理过程如图3-5所示图3-4 新风与风机盘管送风各自独立送入OS1S2ROOS1RS2S390%图3-5 新风与风机盘管送风各自独立送入时的处理过程(1) 夏季:夏季:新风送风点S1为与室内状态点等焓线,hR线与新风空调机器露点的交点,盘管处理空气的状态点,按照风量与h-d图线段反比确定,盘管处理的回风与新风汇合的状态点为室内热湿比线与盘管机器露点的交点。 总结:新风独立送入室内,这个送风方式还是蛮有有点的,新风与盘管运行互不干扰,过度季节,盘管停止工作,在民用建筑设计工程中,这种方式对于施工人员来说也简单,施工难度不大,风管的连接方便,但是有利必有弊嘛,不好之处在于,室内至少有两个送风口,对吊顶装修有影响,影响美观。二、新风与风机盘管送风相混合其布置方式如图3-6所示,h-d图上的处理过程如图3-7所示。回风口风机盘管新风管送风空调房间图3-6 新风与风机盘管送风相混合送入图3-7 新风与风机盘管送风相混合送入时的处理过程(1) 夏季:新风处理到s一点,风机盘管送风点为S二,混合点为S零点,送入房间。(2) 冬季:新风加热至O点,再等温加湿到S1点,风机盘管送风加热至 S2点,其混合点为S点,然后送入室内。总结:盘管送风与新风混合再送入室内,如果新风送风口与盘管送风口很接近,就涉及到了压力平衡的问题,若压力难以平衡则影响两者的送入。三、新风送风与风机盘管回风相混合其布置方式如图3-8所示,h-d图上的处理过程如图3-9所示回风口风机盘管新风口送风空调房间图3-8 新风与风机盘管回风送风相混合o90%oS1SRS2oS1S2SR图3-9 新风与风机盘管回风送风相混合时的处理过程(1)夏季:新风预处理到s一点后与回风混合至S二点,经风机盘管处理至S没有点后送入室内。(2)冬季:新风加热并加湿处理后到达O点与回风混合至S2点,再经过风机盘管加热至送风点S。总结:新风送风管直接接入盘管的回风口,或直接送到盘管的回风的吊顶处,会使室内的通风量减少,但是当盘管停止工作时,新风可会把过滤器里的不干净的东西吹入室内。四、总结第一方案和第二方案是现实中应用比较广泛的风机盘管加新风系统装置,由于第三种方案对室内洁净度有一定影响,安装和检修都存在一些固有的不足,本设计采用第一方案,进行布置,不仅满足施工简单,节能环保的特点还能有效地运行,更具有针对性和实用性。3.3.2 典型房间计算一、独立送风系统的计算公式及步骤:(1)计算热湿比:=Q/W(3-5)式中Q室内冷(热)负荷,kW;W室内湿负荷,g/s(2)总送风量即回风量:G= Q/( hR -ho)(3-6)式中hR室内焓值,kJ/kg;ho室外焓值,kJ/kg(3)新风冷负荷QX= GX (hO- hR)(3-7)二、以601房间进行风机盘管加新风送风点计算:1、601房间的风盘和新风管的布置属于第一方案,焓湿图如图3-10:OS1S2R90%图3-10 夏季新风与风机盘管送风各自独立送入时的处理过程601办公室:长l=8.1m,宽b=6.6m,人员为12人,室外设计计算参数to=34.8,to.s=28.1,室内冷负荷Q=4.27kW,湿负荷w=1.84g/s,室内计算参数为:tR=26,=50%。(1)计算热湿比=Q/W=4.27/1.84=8373kJ/kg在h-d图上根据室内26及相对湿度50确定R点,过R点作线与90相对湿度线相交与送风状态点S2,hS2=22.05 kJ/kg由室内等焓线与90%机器露点的交点确定S1,hS1=33.59 kJ/kg;则:hR =53.33kJ/kg; ho=90.70kJ/kg;(2)计算回风量GR= Q/( hR -ho)=4.27/(90.70-53.33)=0.14kg/s(3)计算新风量GX =12201.2/3600=0.08 kg/s(4)确定最小新风比m= GX/( GX+ GR)=37%10%,符合要求。(5)计算新风冷量QX= GX (hO hR)=2.99kW注:各房间送风量见附录第四章空调设备的选择4.1 风机盘管的选择以901办公室为例采用新风不承担室内负荷的方案,新风处理到室内状态的等焓线,风机盘管应根据其要求处理的冷量和对所确定的空气处理过程计算得到的风量,在相应的产品样本中选择相应的型号。901房间的冷负荷为4.27kW,送风量为410m3/h,结合两者考虑选用FP-8WA型风机盘管。由以上对房间计算可看出,风机盘管的冷量比房间的冷负荷稍大,但是风量满足要求,达到两者兼顾的标准,其余房间风机盘管的选择主要以按照房间冷负荷选取。一、 以下为风机盘管性能参数表,风机盘管选择北京振兴华龙FP系列风盘表4-1 FP系列风盘技术参数表型号项目FP-6.3WAFP-8WAFP-10WAFP-14WAFP-18WAFP-21.5WAFP-25WA-Z风量m3/h5006508501130145018002000冷量Kw3.44.66.17.7.1011.913.956热量Kw5.77.71012.71619.222.82噪声dB(A)3534.940.845.84444.647水量Kg/h5
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