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个人资料整理 仅限学习使用摘要本设计为焦作市某残疾人康复中心中央空调工程设计。在负荷计算的基础上，对该康复中心采用风机盘管加独立新风空调系统，新风机组从室外引入新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷,风机盘管承担室内全部冷负荷及部分的新风湿负荷。室内送风采用散流器上送方式，新风从墙洞引入，再由各层的新风机组集中处理，然后输送到各室内。冷冻水由冷冻机房的冷水机组供应，采用了闭式同程两管制水系统。在设计过程中应进行必要的水力计算来确定送回风管道，新风管道和盘管水系统管道的尺寸，并进行阻力平衡。另外，工程设计中考虑了消声、减振措施。关键词：中央空调工程；风机盘管加独立新风系统；冷负荷；管道系统；104 / 110AbstractThe design of Jiaozuo Disabled rehabilitation centre building air conditioning was designed. On the base of cooling load, heating and moisture load calculation, Disabled rehabilitation centre with independent style machine coil air conditioning system, air handling units from outdoor air introduced to indoor air enthalpy, do not assume indoor load. Fan coil undertake indoor whole cooling load and a part of moisture load. The fresh air is supplied by hole or shaft and handled by the fresh air handling unit. The chilled water which is a closed two-pipe direct return water system is supplied by the refrigerating plant room. In this process, I conduct the necessary hydraulic calculation to determine the Return of the wind pipe, Wind pipeline and the new coil water pipeline system the size, balance and resistance. In addition, measures of noise elimination and damp are considered during the design.Keywords: air conditioning；fan coil with independent fresh air system；cooling load；Pipeline目 录第一章绪论11.1 设计题目11.2 设计任务和目的11.3 原始资料11.3.1 设计工程所在地区: 焦作市11.3.2 气象资料从设计手册中查找可查阅郑州）11.3.3 建筑资料11.3.4 室内设计参数21.3.5 供回水温度21.3.6 围护结构资料21.4 设计内容3第二章房间负荷计算32.1 房间夏季冷负荷计算32.1.1空调冷负荷计算公式32.2 房间冬季热负荷计算32.2.1围护结构基本耗热量32.2.2围护结构耗热量的修正32.2.3 冷风渗透耗热量32.2.4 冷风侵入耗热量32.3 湿负荷的计算3第三章空调方案的确定33.1 空调方案的分类33.1.1按空气处理设备的集中程度分为33.1.2按承担室内负荷所用的介质分为33.2空调方案的比较33.3 风机盘管的新风供给方案3第四章确定风量、送风状态点及设备选型34.1 室内新风量的确定34.1.1 室内新风量的确定一般要遵循以下几个原则：34.1.2 新风处理状态和风量的确定34.2 风机盘管的选型3第五章气流组织35.1布置原则35.2气流组织分布35.3气流组织的基本要求35.4空调房间的送风方式及送风口的选型35.5风系统设计问题注意点35.6 风口尺寸和数量的确定3第六章风管水力计算36.1 风管水力计算的方法36.2 风管水力计算步骤3第七章新风机组的选型37.1 新风机组的选型37.2 卫生间排风设计3第八章空调水系统的设计与水力计算38.1 空调管路系统的设计原则38.2水系统形式的分类38.2.1按管道数目分38.2.2开式和闭式38.2.3按环路分38.2.4按流量来分38.3 水系统形式的确定38.4空气处理设备的凝结水排放系统38.5 水管水力计算38.5.1 水管水力计算方法38.5.2水管水力计算公式如下：38.6环路的水力平衡38.7 下面以一层水系统为例进行水力计算：38.8 水系统管道材料和附件3第九章制冷机房的设计与布置3第十章冷热源的确定和空调机组的选择310.1 系统冷热源形式的确定310.2 冷水机组的容量及选择3第十一章水泵的选型311.1 冷冻水泵的选型311.1.1 水泵扬程计算理论311.1.2 冷冻水泵选择311.2 冷却水泵选择311.2.1 冷却水量计算311.2.2 冷却水泵扬程计算311.2.3 冷却水泵选择3第十二章消声减振与管道保温312.1 空调系统的消声减振312.1.1 空调系统中噪声源的构成312.1.2 降低空调系统噪声的方法312.2 管道保温312.2.1 管道保温结构组成312.2.2 保温材料的选用312.2.3 保温材料的经济厚度3参考文献3附录3致谢3第一章 绪论1.1 设计题目焦作市某康复中心空调工程设计1.2 设计任务和目的学生根据所学基础理论和专业知识，结合实际工程，按照工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，独立完成建筑所要求的工程设计，并通过设计过程，使学生系统地掌握暖通设计规则、方法、步骤，了解相关专业的配合关系，培养学生分析问题和解决问题的能力，为将来从事建筑环境与设备工程专业设计工作和施工、验收调试、运行管理和有关应用科学的研究及技术开发等工作，奠定可靠的基础。1.3 原始资料1.3.1 设计工程所在地区: 焦作市1.3.2 气象资料从设计手册中查找可查阅郑州）冬季空调室外干球温度： t=-7，夏季空调室外干球温度t= 35.6；夏季空调室外计算湿球温度：t=27.5；冬季空调室外计算相对湿度：=60%；室外风速：夏季v2.6m/s；冬季v3.4m/s。1.3.3 建筑资料本设计为河南省焦作市某康复中心中央空调设计。总建筑面积约880+962+962+695=3499m2，高16.4m, 地上四层，一层层高为4.2m，二三层层高为3.3m，四层层高为3.9m。1.3.4 室内设计参数按照采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003要求确定。夏季：t26，=50%，v=0.25 m/s，噪声级35db。冬季：t22，=50%，v=0.25 m/s，噪声级35db。1.3.5 供回水温度冷水供水温度：，冷水回水温度：12；热水供水温度50，回水温度40。1.3.6 围护结构资料屋面：加气混凝土保温屋面 ，II型，k0.83W/m2k一层外墙：360厚砖墙，k1.49 W/m2k二到三层外墙：250厚砖墙，k1.95 W/m2k四层外墙：250厚陶粒混凝土防火墙k1.26 W/m2k外窗：单层钢窗，k2.9 W/m2k门：根据用途不同查有关资料确定传热系数值；内墙：采用150厚混凝土隔墙，k2.95W/m2k；楼板：125厚钢筋混凝土楼板，k3.13W/m2k楼梯间：为不使用空调区域，内抹30厚保温砂浆；表1-1 室内人员设备情况房间名称人员密度人/）集群系数灯光W/）设备根据各空调设备处理空气的特点10 确定空调系统的空气处理方案以及空气处理设备的容量11 根据空气处理设备的容量及送风量进行空调设备选型设计计算12 进行气流组织设计，根据送、回风量，确定送、回风口型式13 布置空调风管道，进行风道系统设计计算，确定管径、阻力等 布置空调水管道，进行水管路的水力计算，确定管径、阻力等14 确定风机和水泵的流量、风压15 根据空气处理设备的容量确定冷源或热源的容量及型号第二章 房间负荷计算2.1 房间夏季冷负荷计算2.1.1空调冷负荷计算公式由于室内压力稍高于室外大气压，故不需要考虑由于外气渗透所引起的冷负荷。从文献中查得内墙的传热系数K=2.95 W/m2），衰减系数=0.62，衰减度=4.79，延迟时间=4.5h,放热衰减度f=1.6，楼板的传热系数K=3.13W/ 外墙和屋顶冷负荷 计算公式： 2.1）式中：计算时间，h；时间延迟，h；冷负荷计算温度的逐时值，查表可得；F外墙面积；K外墙的传热系数；表2-1 1001房间东南外墙冷负荷 外窗瞬时传热冷负荷计算公式：T2.2）式中：F外窗面积； K外窗的传热系数，单层窗可取5.8 W/m2），双层窗可取2.9 W/m2）；T计算时刻的负荷温差，查表可得；表2-2 焦作市逐时负荷温差焦作房间类型681012141618202224轻0.92.65.37.69.19.58.46.44.53.0中，重1.42.74.97.08.38.88.16.54.93.5表2-3 南外窗瞬变传热冷负荷W）计算时刻81012141618202224T1.42.74.97.08.38.88.16.54.9K5.8F1.5*2.4=3.629.23256.376102.312146.16173.04183.744169.128135.72102.3123） 外窗日射得热冷负荷 计算公： 2.3）式中：F外窗面积；窗的有效面积系数，单层钢窗0.9；地点修正系数0.98，窗玻璃的遮挡系数， =1负荷强度。表2-4外窗日射得热冷负荷W）计算时刻81012141618202224104296147139935223130.98Cs10.9F3.631.75133.358304.8466.725441.325295.275165.173.02541.2754） 人体形成的冷负荷1） 人体显热形成的冷负荷计算公式：2.4）式中：n室内总人数3n群集系数0.64q1不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量W，取66W人体负荷强度系数；2） 人体潜热形成的冷负荷 计算公式：Q= q2nn2.5）式中：q2不同室温和劳动性质时成年男子潜热散热量W，取105Wn室内总人数3n群集系数0.64表2-5 人体形成的冷负荷W）810121416182022-T246810121416P0.710.80.860.210.130.090.060.05CLQn89.97101.376108.9826.6116.4711.407.606.334Q潜）105*3*0.64=201.6Q291.57302.976310.58228.21218.07213.0209.2207.9345） 照明冷负荷计算公式：2.6）其中：照明散热冷负荷系数 ；n1镇流器消耗功率系数，取1.0；n2灯罩隔热系数，取0.6； F房间面积，m2N 照明功率，kw；单位照明功率取45W/m2表2-6照明冷负荷810121416182022-T2468101214160.70.80.870.910.930.950.960.97F3.6*5.1=18.36Q347.004396.576431.2764451.1052461.0196470.934475.8912480.84846） 设备冷负荷计算公式：2.7）其中：q每平方M面积设备的实际显热散热量 W/ m2，取13 W/m2F房间面积，m2设备显热散热热冷负荷系数表2-7 设备冷负荷810121416182022-T246810121416JE0.810.880.910.940.9530.970.970.98F3.6*5.1=18.36Q193.3308210.0384217.1988224.3592227.462231.5196231.5196233.9064表2-8 1001房间的总冷负荷汇总表计算时刻81012141618202224东南外墙104.08104.08118.94133.81148.68148.68148.68148.68133.81东南外窗传热29.2356.38102.31146.16173.04183.74169.13135.72102.31东南外窗日射31.75133.36304.8466.73441.33295.28165.173.0341.28人体291.57302.98310.58228.21218.07213209.2207.93照明347396.58431.28451.11461.02470.93475.89480.85设备193.33210.04217.2224.36227.46231.52231.52233.91总计1288.5371506.381795.691878.581887.671756.151608.721488.05277.42.2 房间冬季热负荷计算空调热负荷是指空调系统在冬季里，当室外空气温度在设计温度条件时，为保持室内的设计温度，系统向房间提供的热量。对于民用建筑来说空调冬季的经济性对空调系统的影响要比夏季小。因此，空调热负荷一般是按稳定传热理论计算的。房间的热负荷Q主要包括以下几部分：计算公式：2.8）式中：围护结构耗热量；冷风渗透耗热量；冷风侵入耗热量；2.2.1围护结构基本耗热量计算公式：2.9）式中： K围护结构的传热系数，W/K； F围护结构的计算面积，；冬季室内空气的计算温度，22； 冬季室外空气的计算温度，-7；围护结构的温差修正系数；是用来考虑供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的 削弱而减少的修正，其值取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气情况。取1）2.2.2围护结构耗热量的修正按照暖通规范的规定,维护结构的耗热量修正应考虑朝向修正、风力附加和高度附加三个方面。暖通规范规定：宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率:北、东北、西北 010%；东南、西南-10%-15%；东、西-5%；南-15%-30%。选用上面朝向修正率时,应考虑当地冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%0%，东西向可不修正。1）暖通规范规定：民用建筑和工业辅助建筑物楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m时，每高出1m应附加2%，但总的附加率不应大于15%。应注意：高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加修正）耗热量的总和上。 (2.11式中：冷风渗透耗热量W）；V经门、窗隙入室内的总空气量，m3/h；w供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；Cp冷空气的定压比热，Cp =1KJ/式中：为外门的基本耗热量，WN为考虑冷风侵入的外门附加率，如下表2-9表2-9 外门附加率N值外门布置状况附加率外门布置状况附加率一道门65n%三道门有两个门斗）60n%两道门有门斗）80n%公共建筑和生产厂房的主要出入口500%2.3 湿负荷的计算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。本设计只考虑了人体的散湿量，人体的散湿量我们按照公式2-13）来计算：计算公式：2.13）式中：人体散湿量，kg/s；室内全部人数；群集系数；成年男子的小时散湿量，g/h房间的负荷统计见附录2-10 各房间夏季负荷统计和附录2-11 各房间冬季热负荷统计。第三章 空调方案的确定3.1 空调方案的分类3.1.1按空气处理设备的集中程度分为1）集中式系统：空气集中于机房内进行处理，而房间内只有空气分配装置。需要占用一定的建筑面积，控制管理比较方便，效率高。2）半集中式系统：对室内空气处理的设备分散在各个被调节和控制的房间内，而又集中部分处理设备。占用机房少，可以满足各个房间各自的温湿度控制要求，效率较高，但管理维修不方便，且有可能有噪声影响。3）分散式系统：对室内进行热湿处理的设备全部分散在各房间内。不需要机房，不需要对空气进行分配的风道，维修管理不便，效率低。3.1.2按承担室内负荷所用的介质分为1）全空气系统：房间内的热湿负荷全部由经过处理的空气来承担，适用于面积较大人员较多的场所，新风调节方便，过渡季节可实现全新风运行，节约能源，占地面积大，风管占用较大空间，初投资和运行费用较高。2）全水系统：室内的 热湿负荷全部靠水来承担，没有送风道，节省建筑空间，但室内空气品质不好。布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用2各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好3与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间4机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装5只需新风空调机房，机房面积小6使用季节长7各房间之间不会互相污染缺点1对机组制作要求高，则维修工作量很大2机组剩余压头小室内气流分布受限制3分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便4无法实现全年多工况节能运行调节5水系统复杂，易漏水6过滤性能差适用性适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合由以上特点，本次设计采用风机盘管加独立新风系统。3.3 风机盘管的新风供给方案风机盘管的新风供给方案共有三种：1）室外新风靠房间的缝隙自然渗入，风机盘管处理的基本上都是循环空气。此种方式初投资和运行费用都比较低，但室内卫生条件差，且因受无组织渗透风的影响，造成室内温度场不均匀，只适用于人员较少的情况。2）墙洞引入新风直接进入机组。新风口进风量可以调节，冬夏季可按最小新风量进风，过渡季节尽量多采用新风。这种方式既能保证室内得到比较多的新风量，又有一定的节能效果，但新风负荷的变化直接影响室内参数的稳定性。这种系统只适用于对室内空气参数要求不太严格的建筑物。图3-1风机盘管加新风系统处理过程图第四章 确定风量、送风状态点及设备选型4.1 室内新风量的确定4.1.1 室内新风量的确定一般要遵循以下几个原则：1）满足卫生要求在人员长期停留的空调房间，由于人们呼出二氧化碳气体的增加，会逐渐破坏室内空气的正常成分，给人体带来不良的影响。因此在空调系统的送风量中，必须掺入含二氧化碳少的室外新风来稀释室内空气中的二氧化碳的含量，使之符合卫生标准的要求。 2）补充局部排风量，以防房间产生负压当空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使空调房间产生负压，在系统中必须有相应的新风量来补尝排风量。正常，相当于空气从房间缝隙渗出时阻力。空调房间正压值510Pa来计算。过大的正压不但没有必要，而且还降低了系统运行的经济性。保持建筑物或房间正压所需风量，可按换气次数估算。换气次数 n=L/V 次/h表4-1 保持房间内正压所需的换气次数室内正压图4-1 风机盘管加新风系统的空气处理过程(1热湿比kJ/kg(2根据室温允许波动范围，确定送风温差：8，得送风温度=18。在大气压力=98907Pa的图上总送风量：总送风量(4新风量按每人40计算，则新风量:GW =(5风机盘管风量：GF =G-GW=0.22(6风机盘管机组出口的焓值：连接L.O两点并延长与hM相交得M点QS=GFcP (tN-tM=0.121.005 (26-17.8=1.813kw(8由此101房间：新风量百分比为X=0.053/0.273=19.41%10% 满足新风量要求同理可计算出其他房间的新风量百分比，经计算可知新风量均满足要求。表4-2 各房间风量统计表房间夏季总冷负荷(含新风/全热(W夏季总湿负荷(含新风(kg/h热湿比送风状态点焓值ho总送风量G夏季新风量(m3风机盘管风量1001厨房143883.155014.9370.273160657.641002厨房38132.5035484.138.40.259120658.161003仓库21901.9733995.931.20.11201801004眼睛陈列室119486.0787076.840.80.9714002514.11005仓库27571.9735030.537.10.172120396.931006眼光配镜室,229571.8235839.439.10.211120513.641007挂号收费室32731.8456386.3400.25120629.541008接诊37651.9846831.740.60.301120783.61009特色门诊,232052.0125734.638.90.226120557.111010X光室38451.9737015.740.80.313120817.801011医生办公室34852.018621739.80.262160626.091012业务办公室36752.0296520.540.20.285160694.651013仓库27761.9735065.237.20.175120403.771014消防控制室32982.1395550.638.50.226135542.671015大厅2453212.0957301.841.12.04499051432001病房42272.0187540.741.30.358160914.662002病房48672.5236944.640.70.393200977.52003病房41082.0187328.441.10.3421608672004病房52332.5237466.841.20.442001119.22005病房41082.0187328.441.10.3421608672006病房41082.0187328.441.10.3421608672007专家医生办公室42882.0187649.641.40.366160939.482008更衣值班室35191.6237805.541.50.303120790.082009治疗室26141.5226182.939.70.195120465.222018更衣值班室34421.6237634.841.30.292120755.082018耳膜制作室45142.0188052.741.70.3961601027.82018低视力康复室50943.2465649.538.70.354240821.252018测听室46922.5236694.940.40.369200908.342018斜视弱视矫治室59193.7875626.738.70.411280953.122018助听器验配维修室46922.5236694.940.40.369200908.342018治疗室58503.7875561.138.50.401280922.052018挂号病案，药房46922.5236694.940.40.369200908.342018急救心电图室27831.0829259.542.30.25880693.052019接诊室41022.164682440.60.328160824.482020化验室47222.1647855.541.50.4071601061.22021供应消毒室33491.6237428.541.20.281120724.282022供应消毒室41951.623930543.20.4241201151.22023污物9500.5416321.639.90.07240175.902024污物8330.5415543.138.50.05740131.162025医生办公室31371.5147459.241.20.264120670.842026手术室51723.6475105.337.30.327240742.022027手术室51723.6475105.337.30.327240742.022028大厅51602.6976887.740.60.413300938.43001功能评估室43962.5236272.539.90.333200799.093002语言康复室41492.5235920.139.30.301200701.953003信息网络中心144239.0825717.138.91.0167202327.13004理疗室46122.5236580.740.30.36200880.933005肢体康复训练部办公室55473.5325653.838.70.385280875.623006模拟生活间47863.027569238.80.335240764.053007大厅2386411.8867227.9411.9729904926.63008接待室46802.5236677.840.40.369200905.513009音控室23771.0098480.941.90.21280556.693010报告厅2171814.285475.138.31.46710803322.33011库房57623.0276852.740.60.4612401142.84001卧室61713.0447298.241.10.5142401302.74002医务室21361.015757641.30.18180463.054003隔离室16060.5071140443.10.16140441.84004教室74533.9636770.340.50.5923001474.54005教室73343.9636662.240.40.5773001432.44006卧室50542.5367174.440.90.4142001042.74007卧室50542.5367174.440.90.4142001042.794008教室69903.9636349.7400.5343001300.74009淋浴间51683.044611239.60.383240908.444010更衣室17981.0156377.1400.13780331.754011晨检室39831.522942142.40.372120996.724012主任室30151.5227131.440.90.247120621.394013社区康复指导部34091.5228063.341.70.299120777.104014单训室24821.0158803.242.10.22680596.904015单训室24261.0158604.5420.21980575.674016单训室30491.0151081442.90.29980816.764017律动室157318.757646740.11.216802950.24018综合室60163.0447114.840.80.4892401227.34.2 风机盘管的选型根据各房间的风机盘管风量进行风机盘管的选型，然后再根据风机盘管的所要承担的符合进行校核，即可选取风机盘管的型号。表4-3 各房间的风机盘管型号房间风机盘管负荷风机盘管风量风盘型号数量房间风机盘管负荷风机盘管风量风盘型号数量1001厨房12667657.64FP-8512022供应消毒室29041151.21FP-8521002厨房2522658.16FP-8512023污物520175.91FP-3411003仓库899180FP-3412024污物403131.16FP-3411004眼睛陈列室76462514.1FP-10232025医生办公室1846670.84FP-8511005仓库1466396.94FP-5112026手术室2591742.03FP-10211006眼光配镜室,21666513.64FP-6812027手术室2591742.03FP-10211007挂号收费室1982629.54FP-8512028大厅3038938.4FP-13611008接诊2474783.6FP-10213001功能评估室2245799.09FP-10211009特色门诊,21914557.11FP-6813002语言康复室1998701.96FP-10211010X光室2554817.8FP-10213003信息网络中心66802327.11FP-10231011医生办公室1764626.09FP-8513004理疗室2461880.94FP-13611012业务办公室1954694.65FP-10213005肢体康复训练部办公室2536875.63FP-13611013仓库1485403.77FP-5113006模拟生活间2205764.06FP-10211014消防控制室1846542.67FP-6813007大厅149154926.69FP-13651015大厅155835143FP-10263008接待室2529905.51FP-13612001病房2506914.66FP-13613009音控室1517556.696FP-6812002病房2716977.5FP-13613010报告厅119563322.3FP-10242003病房2387867FP