空调专业毕业设计.doc

目 录第一章 绪论 2第二章 冷负荷、热负荷与湿负荷计算 3 第一节 计算夏季冷负荷 3第二节 计算冬季热负荷 6第三节 计算湿负荷 7第三章 确定空调方案 9 第一节 空调方案的比选 9 第二节 全空气系统的送风量和送风参数的确定 11第四章 空调房间的气流组织 18第一节 气流组织的设计计算 18第二节 新风出口和排风出口的选取 21第五章 空调系统的风管设计 23第一节 风管设计的基本内容 23 第二节 风管的水力计算 24第六章 主要设备选型 28第一节 选择空调机组 28第二节 喷淋室的选型计算 28第三节 过滤器的选型 29第四节 加热器的选型 29 第五节 风机的选型 30第七章 消声 32第八章 减震 36结束语 133致谢 134 参考文献 135第一章 绪论人类的生产力与科学技术已经达到新的水平，人们对于室内环境的温湿度要求越来越高，这就需要空气调节技术的支持。建筑是人们生活与工作的场所。现代人类大约有五分之四的时间在建筑物中度过。人们已逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用。 我们日常接触的空气调节技术有：室内分体空调，商场中的冷热风系统。其实空气调节涉及的范围很广，医药方面，微电子制造业需要更加严格的卫生，空气中尘粒更少的环境等等，这就需要空气调节技术的应用。 空气调节的意义在于“使空气达到所要求的状态”或“使空气处于正常状态”。据此，一个受控的空气环境，一般是指某一特定空间内，对空气温度、湿度、流动速度及清洁度进行人工调节，以满足人体舒适和工艺生产过程的要求。现代技术发展有时还要求对空气压力、成分、气味及噪声等进行调节与控制。由此可见，采用技术手段创造并保持满足一定要求的空气环境，乃是空气调节的任务。 空气调节对国民经济各部门的发展和对人民物质文化生活水平的提高具有重要意义。这不仅意味着受控的空气环境对工业生产过程的稳定操作和保证产品质量有重要作用，而且对提高劳动生产率、保证安全操作、保护人体健康、创造舒适的工作和生活环境有重要意义。实践证明，空气调节不是一种奢侈手段，而是现代化生产和社会生活中不可缺少的保证条件。本设计为郑州市某商场空调的设计，由于其功能的特殊性，决定了需要照顾室内环境的各个方面。一方面，商场内人员需要适宜的温湿度环境；另一方面，工作人员在其中工作时，所以要照顾其中的人员的卫生、温湿度要求。 通过查阅各种资料、进行仔细的计算、周密的思考，我们制定了一套商场空气调节方案。由于资料不足，设计者水平有限，难免有错误和不妥之处，恳请各位老师批评、指正。第二章 冷负荷、热负荷与湿负荷计算第一节 计算夏季冷负荷一、夏季建筑围护结构的冷负荷本设计采用冷负荷系数法计算空调冷负荷。冷负荷系数法是建立在传递函数法的基础上，是便于在工程上进行手算的一种简化计算方法。夏季建筑围护结构的冷负荷是指由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑物围护结构传入室内的热量形成的冷负荷。具体的计算方法如下：（一）外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算： =AK式中 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； A外墙和屋面的面积，m2； K外墙和屋面的传热系数，W/（m2.），可根据外墙和屋面的不同构造，由暖通空调教材中附录2-2和附录2-3中查取； 室内计算温度，； 外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，根据外墙和屋面的不同类型分别在暖通空调教材中附录2-4和附录2-5中查取。必须指出：1.由附录2-4和附录2-5中指出的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京地区的气象参数为依据计算出来的，因此，对于西安的设计地点，应对值进行修正，即为+。其地点修正值可由暖通空调教材中附录2-6中查得。2.当放热系数不同于18.6 W/（m2.）时，应将（+）乘以暖通空调教材中表2-8中的修正值。由公式 =4.48+10.4 W/（m2.） 式中 夏季室外风速，m/s。郑州的夏季室外风速为2.2 m/s。故必须对+值进行修正，可得出外表面放热系数修正值ka为0.986。3.建筑围护结构表面为浅色，故外墙和屋面的吸收系数修整值k可由暖通空调教材中表2-9中查得。外墙和屋面冷负荷计算温度为：=（+）kak故外墙和屋面冷负荷计算应为：=AK(-)（二）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算：=cwAwKw 式中 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W； Kw外玻璃窗传热系数，W/（m2.），可由暖通空调教材中附录2- 7和附录2-8查得； Aw窗口面积，m2；外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值，可在暖通空调教材中附录2-4和附录2-5中查取。必须指出：1.由附录2-7、附录2-8中的Kw值要根据窗框等情况不同加以修正，修正值cw可由暖通空调教材中附录2-9查得。2.对暖通空调教材中附录2-10中的值进行地点修正，修正值可从附录2-11查得。（三）透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷采用了6mm厚的普通玻璃，由暖通空调教材中附录2-15中查得单层钢窗有效面积系数Ca=0.85，计算窗的有效面积Aw，由附录2-13中查得6mm厚的普通玻璃的遮挡系数Cs=0.89，由于商场部分不挂窗帘，所以窗内遮阳设施的遮阳系数Ci=1。由郑州地区为北纬3418,属于北区查各城市大气透明度等级表，郑州透明度等级为5级，按照此透明度等级查窗日射得热因数最大值Djmax，由暖通空调教材中附录2-16查得北区无内遮阳玻璃窗冷负荷系数逐时值CLQ。透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算：=CaAwCsCiDjmaxCLQ 式中 Aw窗口面积，m2； Ca有效面积系数 CLQ玻璃窗冷负荷系数二、室内热源散热引起的冷负荷（一）照明散热形成的冷负荷电压一定时，照明散热方式是以对流与辐射两种方式进行散热，因此，照明散热方式的冷负荷计算仍采用冷负荷系数法。由于照明灯具的类型是日光灯，其冷负荷计算式为：=1000N CLQ式中 N照明灯具所需功率，kW； CLQ照明散热冷负荷系数，可由暖通空调教材中附录2-22查得。（二）人体散热形成的冷负荷由于人体散发的潜热量和对流热直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷负荷。因此，应采用相应的冷负荷系数进行计算。对于商场建筑物来说，人员较多，故对成年男子、女子、儿童不同的组成进行修正。商场属于轻度劳动，可由暖通空调教材中表2-13中查得，当室温为27时每人散发的显热和潜热量，由暖通空调教材中表2-12中查得商场内的群集系数=0.89，再由暖通空调教材中附录2-23中查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。人体显热散热引起的冷负荷计算式为：=nCLQ式中 人体显热散热引起的冷负荷，kW； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； n室内全部人数； 群集系数； CLQ人体显热散热冷负荷系数。人体潜热散热引起的冷负荷计算式为：= n式中 人体潜热形成的冷负荷，kW； 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W； n室内全部人数； 群集系数；冷负荷计算数据见附表2.1。第二节 计算冬季热负荷对于民用建筑，冬季热负荷包括两项：围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。一、围护结构的耗热量规范中所规定的“围护结构的耗热量”实质上是围护结构的温差传热量、加热由于外门短时间开启侵入的冷空气的耗热量以及一部分太阳辐射热量的代数和。为了简化计算，规范规定，围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量两部分。（一）围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量按下式计算式中 部分围护结构的基本耗热量，W； 部分围护结构的表面积，m2； 部分围护结构的传热系数，W/（m2.）； 冬季室内计算温度，； 冬季室外空气计算温度，； 围护结构的温差修正系数。应注意，1.围护结构的面积A,应按一定的规则从建筑图上量取。 2.一些定型的围护结构的传热系数，可从设计手册上直接查取。一般情况下，根据传热学原理，可按多层均质材料的结构计算其传热系数。（二）围护结构附加耗热量1.朝向修正率不同朝向的围护结构，受到的太阳辐射热量是不同的；同时，不同的朝向，风的速度和频率也不同。规范规定对不同的垂直围护结构进行修正。其修正率为：北、东北、西北朝向： 0；东、西朝向： -5%；东南、西南朝向： -10-15%；南向： -15%-25%。选用修正率时应考虑当地冬季日照率及辐射强度的大小。冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向的修正率宜采用-10%0%，其它朝向可不加修正。2.风力附加在规范中明确规定：在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物，垂直的外围护结构热负荷附加5%10%。3.高度附加 由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量加大。因此规定：当房间净高超过4m时，每增加1m，附加率为2%，但最大附加率不超过15%。应注意高度附加率应加在基本耗热量和其他附加耗热量（进行风力、朝向、外门修正之后的耗热量）的总和上。（三）门窗缝隙渗入冷空气的耗热量 由于空调建筑室内通常保持正压，因而在一般情况下，不计算门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量。对于有封窗习惯的地区，也可以不计算窗缝隙的冷风渗入。因此，本设计不计算冷风渗透耗热量。二、地带的划分方法平行于建筑物的所有外墙，自外墙内表面起，向建筑内划，缩进2m划一个与外墙轮廓相同的区域，作为第一地带。如此继续向内划，每2m宽为一地带。当距外墙内表面6m以后，皆属第四地带。注：角隅房间的外墙角第一地带的面积要增加4 m2，以补偿外角传热的增强。 热负荷计算数据见附表2.2。第三节 计算湿负荷湿负荷是指空调房间的湿源（人体散湿、敞开水池（槽）表面散湿、地面积水等）向室内的散湿量，也就是为维持室内含湿量恒定需从房间除去的湿量。本设计只考虑人体散湿量。人体散湿量可按下式计算 式中 人体散湿量，kg/s； g成年男子的小时散湿量，g/h,见暖通空调中表2-13； 湿负荷计算数据见附表2.3。第三章 确定空调方案第一节 商场空调方案的比选商场特点是：空间大，装饰要求高，冷负荷湿负荷较大，室内污染物（灰尘和细菌）量较多，一般不宜采用风机盘管加新风系统。风机盘管的盘管为23排，除湿能力较低；风机盘管无空气过滤器或只有效率很低的过滤器、且机外余压很小，无法再增设初、中效过滤器；每台机组的制冷量很小，在营业厅中装有太多的风机盘管，管理和维修均很不方便。全空气一次回风系统的特点：特征：回风与新风在热湿处理之前混合。适用性：（一）送风温差较大时；（二）室内散湿量较大时。优点： （一）设备简单，节省最初投资；（二）可以严格地控制室内温度和相对湿度；（三）可以充分进行通风换气，室内卫生条件好；（四）空气处理设备集中设置在机房内，维修管理方便；（五）可以实现全年多工况节能运行调节，经济性好；（六）使用寿命长；（七）可以有效地采取消声和隔振措施。本设计采用全空气一次回风系统进行设计。本设计有独立的机房。一、商场一层夏季方案的确定本设计采用一次回风式系统。根据第二节介绍的送风状态点和送风量的确定方法，可在h-d图上标出室内状态点R，过R点作室内热湿比线，如图3.3所示。将室外空气和室内的回风混合，根据最小新风比m=RM/RW=0.3 确定出混合状态点M，然后将混合后的空气通过冷却减湿过程，处理到“机器露点”S点，S点为送风状态点，最后将S点的空气送入室内。校核送风温差，在允许范围以内则方案成立；否则重新确定。室内状态点参数：=27，=61.5 kJ/kg ，=60%；室外状态点参数：=35.2，=86.0 kJ/kg ，=55%；图3.3 夏季方案的确定过程热湿比 =由 = 得出 =65.7 kJ/kg由上图得出送风状态点S的参数：=17.8，=47 kJ/kg；校核送风温差 ：=27-17.8=9.210 满足要求。二、商场一层冬季方案的确定本设计采用一次回风式系统。由于室内有热负荷和湿负荷，送风在室内的变化为减焓增湿过程。在冬季方案确定中，如图3.4所示，标出室内状态点R，过R点作室内热湿比线。冬季的送风量取夏季的确定的送风量，求出送风状态点S的含湿量与冬季的热湿比线相交确定出送风状态点S。冬季的新风比可取夏季的新风比，确定室外新风和室内回风的混合状态点M，然后将混合后的空气通过等焓加湿过程，处理到“机器露点”D点，将D点的空气直接加热到送风状态点S，最后将S点的空气送入室内。通过分析得知，冬季的新风比取夏季的新风比，其冬季的新风比=30%，考虑到不再进行等焓加湿过程需要加湿设备，故改变其冬季的新风比，这样只需在新风管道上安装多叶调节阀。调节新风比的作用：（一）可以满足冬季的送风要求，使商场内部达到预定的舒适程度；（二）可以大大方便运行管理等方面。图3.4 冬季方案的确定过程室内状态点参数：=18，=5.1g/kg ，=40%；室外状态点参数：=-6，=1.5g/kg ，=67%；热湿比 =计算送风状态点的含湿量 g/kg由上图得出送风状态点的参数：=26.5，=36.3 kJ/kg；由新风比=30%，得出混合状态点的参数：=20.1 kJ/kg；=4.09g/kg。校核送风温差 ：=25.3-18=7.310 满足要求。二、三、四层的夏、冬季方案的确定与一层设计方案相类似。第二节 全空气系统的送风量和送风参数的确定图3.1为送入室内的空气（送风）吸热、湿负荷的状态变化过程在h-d图上的表示。图中R为室内状态点，S为送风状态点。变化过程的角系数为= 式中 角系数，又称热湿比，kJ/kg； 房间湿负荷，kg/s。 在系统设计时，室内状态R是已知的（可根据规范或工艺要求确定），冷负荷与湿负荷及室内过程的角系数也是已知的，待确定量是和S的状态参数。工程上常根据送风温差来确定S点。显然愈大，风量愈小，相应的空气处理设备和管路也愈小，系统比较经济；但是，风量小会导致室内温湿度分布均匀性和稳定性差。因此，对于温湿度控制严格的场合，送风温差应小些。对于舒适性空调和温湿度控制要求不严格的工艺型空调，可以选用较大的送风温差。我国规范规定，送风口高度5m时，不宜大于10，送风口高度5m，不宜大于15。目前工程设计中经常采用“露点”送风，即取空气冷却设备可能把空气冷却到的状态点，一般为相对湿度90%95%的“机器露点”D。图3.1 夏季送风状态的变化过程确定消除室内负荷应送入室内的风量可按下式计算式中 送入房间的风量，称送风量，kg/s； 房间的全热冷负荷，kW； 分别为室内空气和送风的比焓，kJ/kg；对于全年应用的全空气系统，冬季的送风量就取夏季设计条件下确定的送风量。这时只需要确定冬季的送风状态点。在冬季室外温度较低的地区，冷负荷为负。其空调设计热负荷主要是建筑围护结构热负荷。当室内有稳定的热源、湿源时，总热负荷中应扣去热源的散热量，还应考虑湿源的散湿量；而当室内的热源和湿源随机性很大时，就不宜考虑。商场人员的散热量和散湿量很大，冬季系统甚至不需加热和加湿。然而商场冬季的不利工况在商场刚开门营业或未营业时段，显然这时人很少，这些热量和湿量可以忽略不计。图3.2 冬季送风状态的变化过程冬季的送风量如取夏季的确定的送风量，则送风状态点的含湿量为 式中 分别为送风和室内空气的含湿量，g/kg。一个完善的空调系统，除了满足对环境的温、湿度控制以外，还必须给环境提供足够的室外新鲜空气。从改善室内空气品质角度，新风量宜少些好。在系统设计时，一般必须确定最小新风量。本设计由于商场面积较大，人员较多，必须满足以下三个要求：1、稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；2、保证房间正压；3、满足新风比不小于15%的要求。为了充分考虑满足上述要求，本设计最小新风量取系统送风量的30%。最小新风比用下式计算式中 混合状态点的焓值，kJ/kg。一、一层夏季的风量计算（一）计算送风量 12.25 kg/s=44106kg/h=36755 m3/h（二）计算新风量 =30%36755=11026.5 m3/h（三）计算回风量 =85%36755=31241.75 m3/h（四）计算制冷量 kW二、一层冬季的风量计算（一）计算新风量 =30%36755=11026.5 m3/h（二）计算加热量 kW三、二层夏季的风量计算室内状态点参数：=27，=61.5 kJ/kg ，=60%；室外状态点参数：=35.2，=86.0 kJ/kg ，=55%；热湿比 =送风状态点S的参数：=18.2，=48 kJ/kg；由 = 得出 =65.7 kJ/kg（一）计算送风量 12.24 kg/s=44052kg/h=36710 m3/h（二）计算新风量 =30%36710=11013 m3/h（三）计算回风量 =85%36710=31203.5 m3/h（四）计算制冷量 kW四、二层冬季的风量计算室内状态点参数：=18，=5.1g/kg ，=40%；室外状态点参数：=-6，=1.5g/kg ，=67%；热湿比 =计算送风状态点的含湿量 g/kg送风状态点的参数：=24.7，=35.3 kJ/kg；由新风比=41%，得出混合状态点的参数：=22.8kJ/kg；=4.03g/kg；（一）计算新风量 =24%36710=8810.4 m3/h（二）计算加热量 kW五、三层夏季的风量计算室内状态点参数：=27，=61.5 kJ/kg ，=60%；室外状态点参数：=35.2，=86.0 kJ/kg ，=55%；热湿比 =送风状态点S的参数：=18.2，=50kJ/kg；由 = 得出 =68.85 kJ/kg（一）计算送风量 12.39kg/s=44594kg/h=37162 m3/h（二）计算新风量 =30%37162=11148.6 m3/h（三）计算回风量 =85%37162=31587.7 m3/h（四）计算制冷量 kW六、三层冬季的风量计算室内状态点参数：=18，=5.1g/kg ，=40%；室外状态点参数：=-6，=1.5g/kg ，=67%；热湿比 =计算送风状态点的含湿量 g/kg送风状态点的参数：=24.4，=35.5 kJ/kg；由新风比=14.5%，得出混合状态点的参数：=25.9kJ/kg；=4.4g/kg；（一）计算新风量 =14.5%37162=5388.5 m3/h（二）计算加热量 kW七、四层夏季的风量计算室内状态点参数：=27，=61.5 kJ/kg ，=60%；室外状态点参数：=35.2，=86.0 kJ/kg ，=55%；热湿比 =送风状态点S的参数：=19.3，=51kJ/kg；由 = 得出 =65.7 kJ/kg（一）计算送风量 20.47kg/s=73705kg/h=61421 m3/h（二）计算新风量 =30%61421=18426.3 m3/h（三）计算回风量 =85%61421=52207 m3/h（四）计算制冷量 kW八、四层冬季的风量计算室内状态点参数：=18，=5.1g/kg ，=40%；室外状态点参数：=-8，=1.5g/kg ，=67%；热湿比 =计算送风状态点的含湿量 g/kg送风状态点的参数：=23.7，=35.4 kJ/kg；由新风比=11.6%，得出混合状态点的参数：=27.3kJ/kg；=4.7g/kg；（一）计算新风量 =11.6%61421=7124.8 m3/h（二）计算加热量 kW第四章 空调房间的气流组织第一节 气流组织设计计算气流组织也称空气分布，对气流组织的要求主要是针对“工作区”，所谓工作区是指房间内人群的活动区域，一般指距地面2m以下。室内温湿度有允许波动范围要求的空调房间，主要是在工作区域内满足气流的区域温差、室内温湿度基数及其波动范围的要求。气流的区域温差是指工作区域内无局部热源时，由于气流而引起的不同地点的温差。本设计温度波动为1，湿度波动为5%。气流组织的基本要求：本设计属于舒适性空调，由于送风高度小于5m，送风温差不宜大于10；每小时的换气次数不宜小于5次。影响室内气流组织的因素较多、气流组织的效果不仅与送风装置的形式、数量、大小、和位置有关，而且空间的几何尺寸、热源分布和性质、送风参数（送风温差和风口速度）与回风方式等对气流组织也有影响。一般的气流组织设计流程为：（一）确定建筑类别（二）确定建筑具体类型（三）确定气流组织形式（四）选定送回风口（五）气流组织设计计算本设计是商场空调设计，设有吊顶，所以采用上送上回的气流组织设计形式。一、空调送风口与回风口（一）送风口的选择综合本设计的建筑特点 ，样本中送风射程指散流器中心到末端速度为0.5m/s的水平距离，方形散流器是四面出风，适用范围为公共建筑的舒适型空调。本设计选用方形散流器，一、二、三、四层选择散流器型号为420420和300300两种，气流流型为平送送风。（二）送风口的布置方形散流器直接装于顶棚上，有多层同心的平行导向叶片，使空气流出后贴附于顶棚流动。根据空调房间的大小和室内所要求的参数，选择散流器个数。一般按对称位置或梅花形布置，梅花形布置时每个散流器送出气流有互补性，气流组织更为均匀。其布置见草图（图4.1，4.2，4.3，4.4）。方形散流器相应送风面积的长宽比不宜大于1：1.5。散流器中心线和侧墙的距离，一般不应小于1m。布置散流器时，散流器之间的间距及离墙的距离，一方面应使射流有足够射程，另一方面又应使射流扩散效果好。布置时充分考虑建筑结构的特点，散流器平送方向不得有障碍物（如柱）。每个方形散流器所服务的区域最好为正方形或接近正方形。（三）回风口的选择 房间内的回风口是一个汇流的流场，风速的衰减很快，它对房间气流的影响相当于送风口来说比较小，因此风口的形式也比较简单。本设计采用单层固定百叶回风口，其型号规格为1600630。其布置见草图（图4.1，4.2，4.3，4.4）。（四）回风口的布置空调房间的气流流型主要取决于送风射流，回风口的位置对气流流型影响很小，对区域温差的影响亦小。因此，除了高大空间或面积大而有较高区域温差要求的空调房间外，一般可仅在一侧布置回风口。本设计根据建筑空间比例特点，采用两侧布置顶棚回风口。回风口风速按表4.1选用。表4.1 回风口风速表回风口位置回风速度/(m/s)备注房间上部4.05.0用风管回风房间下部不靠近操作位置3.04.0回风口距离较远，还可再提高些靠近操作位置1.52.0用于走廊回风1.01.5回风口风量需要调节时，可在支管或通过调节回风口来调节，根据调节方便决定。二、送风口的校核计算气流分布的计算方法：对于比较典型的气流分布方式及计算条件，已知下送风射流直接进入工作区，在风口型式选定后，在确定的距离处与值应满足使用对象的要求。上段 由风口至计算断面的距离，m； 以风口为起点，到射流计算断面距离为处的轴心速度，m/s； 距风口处的轴心温度，。送风气流分布计算时，要注意值的选定，即值应等于从射流出口到达计算断面的总长度。空间气流分布的计算需要考虑射流的受限、重合及非等温的影响等因素。现分别说明：一、考虑射流受限的修正系数，空气调节中图5-13中各曲线是对不同射流类型考虑受限的修正系数。二、考虑射流重合的修正系数，考虑射流重合对轴心速度的影响可由空气调节中图5-14所示的修正曲线求出。三、考虑非等温影响的修正系数，非等温射流受到重力（冷射流）或浮力（热射流）的作用，其轴心速度的衰减不同于等温射流。360x360型散流器送风气流分布校核计算的程序为：1.计算风口的送风量为 =36755 m3/h换气次数 1/h2.计算射流总长度= m= m3.由选定的出风口速度计算出风口面积= m24.校核射流至工作区边界(、h点)的风速，根据式 式中 特性系数，由空气调节中表5-2查得，1.35；根据0.1=和，查空气调节中表5-13得=0.47；、均取1。代入各已知值得： m/s送热风时，=0.294（1-20%）=0.2350.3 m/s计算校核结果满足要求。5. 校核射流至工作区边界(、h点)的温差：=式中 送风温差，9 ； 特性系数，由空气调节中表5-2查得，1.1；代入各已知值得：=91 计算校核结果说明满足室温允许波动范围要求。6. 校核射流贴附长度：=0.4exp 式中 射流几何特性系数，是考虑非等温射流的浮力（或重力）作用而在形式上相当于一个线性长度的特征量； 风口出流的平均速度，m/s。 m=0.49exp0=3.6 m 因此，贴附的射流长度满足要求。第二节 新风出口和排风出口的选取一、新风出口的选取 本设计选用的固定金属百叶带铁丝网的风口。根据已知的风量和假定的风口风速来确定风口的尺寸，其计算数据见表4.2。表4.2 新风口尺寸的计算数据表层数假定风速（m/s）风量(m3/h)断面尺寸(mmmm)实际风速（m/s）一层3.01102612508003.06二层3.01101312508003.06三层3.111148.612508003.10四层4.118426.3125010004.10二、排风出口的选取 本设计选用的排风口处应设有网格。根据已知的风量和假定的风口风速来确定风口的尺寸，其计算数据见表4.3。表4.3 排风口尺寸的计算数据表层数假定风速（m/s）风量(m3/h)断面尺寸(mmmm)实际风速（m/s）一层2.4551310006302.43二层2.45506.510006302.43三层2.55574.310006302.46四层3.2921310008003.2第五章 空调系统的风道设计第一节 风道设计的基本内容一、风管设计的基本任务（一）确定风管的形状和选择风管。（二）计算风管的压力损失。通过对风管的沿程（摩擦）压力损失和局部压力损失的计算，最终确定风管的尺寸。二、风管设计注意事项（一）风管材料的选用：一般应采用钢板制作，其优点是不燃烧、易加工、耐久，也较经济。选用风管材料时，应优先选用非燃烧材料制作。保温材料也应优先考虑非燃烧材料。（二）风管形式的确定：风管形式很多，一般采用圆形或矩形风管。圆形风管的强度大。耗材料少，但加工工艺复杂，占用空间大，不易布置得美观，常用于暗装。矩形风管易布置，弯头及三通等部件的尺寸较圆形风管的部件小，且易加工，使用较为普遍。矩形风管的宽高比宜小于6，最大不应超过10。（三）风管各环路中压力的平衡：风管设计时各并联环路之间的压力损失的差值应保持在小于15%的范围内。（四）风管的变：风管的扩大或缩小，不应做成突扩或突缩，而宜做成渐扩或渐缩。（五）风管断面形状应与建筑结构配合，并争取做到与建筑空间完美统一。（六）风管布置要尽可能短，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件要安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力和噪声；同时还要考虑便于风系统的安装、调节、控制与维修。（七）风系统新风入口应选在室外空气较洁净的地点，为避免吸入室外地面灰尘，进风口底部距室外地面不宜低于2m（绿化地带时不宜低于1m）。当新风入口与排风口同时存在时，应使新风口位于主导风向的上风侧，新风入口宜低于排风口3m以上，且水平距离不宜小于10m。（八）风系统布置好后，适当的部位放置风管阀门，如一次性调节阀、经常开关的调节阀、电动调节阀和防火阀等，否则风系统的水力计算将不准确。三、风机与风管的连接正确地安装风机，才能保证达到风机铭牌的性能，这包括风机的入口和出口的连接。（一）风机入口的连接：转弯或弯头的风管内边至风机入口的距离应大于风机入口的直径，以保证气流均匀进入风机叶片。当转弯半径不够时，应加导叶片。（二）风机出口的连接：在靠近风机出口处的转变，必须和风机的转动方向一致，使气流畅通均匀，避免不必要的能量损耗。风机出口到转弯处应有不小于3D(D为风机入口直径)的直管段，以免造成不必要的静压损失。风机的入口和出口处应加软接头，以减少振动的影响。软接头材料宜采用人造革或帆布。本设计在安装风机出口的管段时，在有弯头的地方安装一个静压箱，这样可以帮助系统减噪减速，达到设计要求。四、风管的选择本设计选用的风管材料为1mm厚的薄钢板。风管断面尺寸：本设计选用标准矩形风管。第二节 风管的水力计算空气在风管内流动时，由于粘性及流体的相对运动，因而产生了内摩擦力，空气在风管内流动过程中，就要克服这种阻力而消耗能量，此外，由于流动惯性，特别是在风管边壁扰动的局部地区形成涡流，产生所谓的局部阻力，也要消耗能量。空气流动阻力就包括摩擦阻力和局部阻力。一、摩擦阻力摩擦阻力主要发生在流动边界层内。空气在风管内流动时，由于边壁上流体质点无滑动，故而从边壁开始形成一个边界层。边界层内存在较大的流速梯度，所以在流体流动时，就产生了阻碍流体运动的内摩擦力。空气在风管中的流动阻力，通常以单位体积流体的能量损失表示。摩擦阻力的数学表达式为 Pa式中 摩擦阻力系数； 风管当量直径，m； 空气密度，kg/m3； 风管内空气平均流速，m/s； 风管长度，m。对于矩形风管式中 矩形风管的边长，m。二、局部阻力在风管系统中，总要安装一些管件用以控制或调节风管内空气的流动。比较典型的管件有：弯头、三通及变径管。当空气流经管件时，由于流量大小和流动方向的改变，引起了流速的重新分布并产生涡流。由此产生的阻力，称为局部阻力。局部阻力可按下式计算：式中 局部阻力系数； 与之对应的断面流速，m/s。三、风管内空气流动阻力风管内空气流动阻力，等于摩擦阻力和局部阻力总和，即本设计采用假定流速法。对本设计计算而言，风量是作为已知条件，假定流速，则管径和单位长度摩擦阻力就可确定。其设计计算步骤：（一）绘制计算草图，标注各管段长度和风量。由于本设计的每层的管道布置基本在同一平面上，绘制草图见图5.1、图5.2、图5.3、图5.4。（二）选定最不利环路，划分管段，选定流速。选定流速时，要综合考虑建筑空间，初投资和运行费及噪声等因素，如果风速选得大，则风道断面小，消耗管材少，初投资省，但是阻力大，运行费高。而且噪声也可能高。如果风速选得低，则运行费低，但风道断面大，初投资大，占用空间也大。经过技术经济比较，参考表5.1选取流速进行设计计算。表5.1 推荐风速表风管类别钢板及塑料风管砖及混凝土风道干管614412支管2826（三）根据前面计算风量和选定流速，计算管道断面尺寸，并使其符合标准通风管道的统一规格。再用规格化了的断面尺寸及风量，算出风道内实际流速。注：由于送风过程中，风通过空气处理设备、风机、风管、风管上的法兰连接处、变径管、三通、弯头及阀门等时，这些地方存在缝隙或不严密而导致的漏风，故在进行水力计算时需将计算的风量乘以漏风系数1.1。（四）根据风量或实际流速和断面当量直径查实用供热空调设计手册中表8.2-2钢板矩形风管计算表，得到单位长度摩擦阻力。（五）计算各段的局部阻力。（六）计算各段的总阻力。（七）检查并联环路的阻力平衡情况。为保证各送、排风点达到预期的风量，必须进行阻力平衡计算。如果并联环路之间的不平衡率超过15%，则应采取下面几种方法使其阻力平衡。1.在风量不变的情况下，调整支管的管径。由于受风管的经济流速范围的限制，该法只能在一定范围内进行调整，若仍不满足平衡要求，则应辅以阀门调节。2.在支管断面尺寸不变的情况下，适当调整支管风量。风量的增加不是无条件的，受多种因素制约，因此该法只能在一定范围内进行调整，此外，应注意到调整支管风量后，会引起干管风量、阻力发生变化，同时风机的风量、风压也会相应增加。3.阀门调节。通过改变阀门开度，调整管道阻力，理论上最为简单易行；但实际运行时，应进行调试，但调试工作复杂，否则难以达到预期的流量分配。上述的1、2方法在设计阶段即可完成并联管路阻力平衡，但只能在一定范围内调整管路阻力，如不满足平衡要求，则需辅以阀门调节。3方法具有设计过程简单，调整范围大的优点，但实际运行工作量较大。以一层L3-4管段为例，采用假定流速法来说明：风量=28770m3/h，管段长=10m。摩擦阻力部分：初选流速为5m/s，风量为28770m3/h，算得风道断面积为m2将规格化为2000800mm，=1.6 m2，这时实际流速为5m/s，流速当量直径为1140mm。根据流速5m/s和流速当量直径1140mm，查实用供热空调设计手册中表8.2-2钢板矩形风管计算表，得到单位长度摩擦阻力=0.217 Pa/m，管段L3-4的摩擦阻力 Pa。 局部阻力部分：该段存在局部阻力的部件有直流三通、弯头、渐缩管、防火调节阀。直流三通：根据三通直流断面与总流断面之比为0.64，三通直流风量与总风量之比为0.53，查实用供热空调设计手册中F-5,得=0.02。弯头：根据=，查实用供热空调设计手册中C-1,得=0.22。渐缩管：根据=，查实用供热空调设计手册中E-1,得=0.048。防火调节阀：根据，叶片开启度为，查实用供热空调设计手册中G-7,得=1。该段局部阻力 =20.9 Pa该段总阻力 +=2.17+20.9=23.07 Pa以上计算数据均见附表5.2，其余各段的设计计算与上述类似。 风管各环路中压力的平衡计算见附表5.4。 第六章 主要设备选型第一节 选择空调机组本设计选用组合式空调机组。组合式空调机组是商业建筑和工业建筑中经常使用的设备，它是由空气处理设备、风机和自控系统组成的一个整体式机组。可直接对空气进行加热、冷却、去湿、加湿等处理。组合式空调机组的优点是：结构紧凑、能量调节范围广、调节方便、安装和使用方便等。组合式空调机组选择设计要点：一、确定空调房间的室内参数，计算冷负荷和湿负荷，确定风量。二、根据用户的实际条件与参数选择空调机组的冷却方式水冷或风冷；确定空调系统的集中程度集中系统或分散系统；确定空调机组的放置方式设机房或是在空调房间内就地放置。三、确定组合式机组型号与台数。四、集中系统还需进行房间气流组织、风量分配与风管道的设计与计算。本设计选用台佳组合式空调机组，其型号为TZK T30WY,其风量为38610 m3/h，台数为3台；型号为TZK T50WY,其风量为65754 m3/h，台数为1台。属于水冷式，为集中系统；将机房放置在空调房间内。该台佳组合式空调机组由回风段、排风段、混合段、初效过滤段、表冷段、水加热段、风机段组