空气调节课程设计

摘摘 要要 本设计对象是一九层假日酒店 位于武汉市 涉及的主要内容有 负荷计 算 新风量的确定 空气处理过程的设计 气流组织设计与计算 设备选型 水系统及风系统水力计算 系统控制的方案确定等 结合建筑特点与实际 制定空调设计方案 在符合实际的基础上尽量使系 统有更强的功能性和操作性 所以本设计采用风机盘管加新风系统 人员少或 者停留时间不长且不易送新风的小房间则靠自然通风来达到换气的目的 从第 一层至第九层均采用吊顶式空调机组 风机盘管采用下送风的方式 而新风则 在客房采用侧送风 其他房间采用下送风 第一层新风机组置于厨房部分的室外 可最大化的减少机组噪音对大厅人 员的影响 而从第二层至第九层的新风机组则置于相应的机房里 制冷机房设于地面一层最西面 选用一台螺杆式冷水机组 夏季供冷冻水 冷冻水泵选择的是两用一备 冷却水泵选择也是两用一备 冷却塔置于屋顶 关键字 风机盘管加新风系统 送风方式 制冷机房 水泵 Abstract The object of this design is a lholidayinn construction which is located in Wuhan The main content includes the load computation the amount determination of new wind the air treating processes design the suppose counts with the computation of air current organization the equipment shaping the water power computation of aqueous system and the wind system the systems control plan and so on Combine the practice and the characteristic of architecture establish the plan of the air condition design On the basis of truthfulness making the systerm more functionality and more operationality So we design the Fan coil and fresh air system The small room with little people or short residence time and the small room that is not easy to send a fresh air will rely on the natural ventilation to achieve the purpose of the air exchange From the first level to the ninth level are use of ceiling air conditioning units fan coil are used the way of downward air supply Guest Rooms are use the way of Side air supply the other room to send the wind use the way of downward air supply The fresh air unit of first layer is placed in the kitchen of outdoor it can maximum reduce the effect of noise and from the second layer to the ninth floor of fresh air unit is placed in the appropriate room Refrigeration room is located in the ground floor of the west the choice of a screw chillers in summer for chilled water chilled water pump selection is a dual use equipment cooling water pump of choice is a dual use equipment cooling tower are placed on the roof Key words blower fan coil with new wind Air supply mode Refrigeration room Water pump 目目 录录 1 设计条件 1 1 1 工程概况 1 1 2 设计采用的气象数据 1 1 3 空调房间的设计条件 1 1 4 维护结构的热工性能 2 1 5 室内照明 2 1 6 室内设备 3 1 7 室内人员散热 3 2 系统方案初步确定 4 2 1 系统方案 4 2 2 初选系统方案 4 3 负荷计算 4 3 1 冷负荷计算 4 3 1 1 外维护结构冷负荷计算 4 3 1 2 内围护结构冷负荷 5 3 2 湿负荷计算 6 3 3 新风负荷计算 7 4 送风量的确定 7 5 室内气流组织的计算 8 5 1 气流组织的形式 8 5 2 散流器送风 8 6 水力计算 11 6 1 风管的材料和形状 11 6 2 风管内的风速 11 6 3 风管的布置 11 6 4 风管水力计算 11 6 4 1 沿程阻力的计算 11 6 4 2 局部阻力的计算 12 6 5 水管的材料和形状 12 6 5 1 空调管路系统的设计原则 12 6 5 2 管路系统的管材 13 6 5 3 冷冻水温度的确定 13 6 5 4 管径和流速的确定 14 6 5 5 冷凝水管的设计 15 6 6 水管的水力计算 15 6 6 1 沿程阻力的计算 15 6 6 2 局部阻力的计算 16 6 6 3 水系统不平衡率 16 7 空调设备的选型 17 7 1 空气处理机组的选型 17 7 2 制冷机组的选型 18 7 3 风机的选型 18 7 4 水泵的选型 19 8 其他设备 20 8 1 消声 20 8 2 减振与隔振 20 8 3 保温 21 9 致谢 22 10 参考文献 23 第一章 设计条件 1 11 1 工程概况工程概况 本工程为武汉市某九层假日酒店空调系统设计 总建筑面积2108m2 客 房共9层 建筑高度为33 2m 第一层层高为4 2m 分为大厅 制冷机房 厨房 和客房几大部分 第二层层高也是4 2m 分为餐厅 办公空间 客房几大部分 第三层为办公空间和客房 四层之后只有客房 除第一层以外每层设有新风机 组室 1 21 2 设计采用的气象数据设计采用的气象数据 表 1 1 室外气象参数 一 台站位置 室外计算干球温度 序号地名 北纬 东经 海拔 夏季 通风 夏季 空气 调 节 夏季空气 调节日平 均 夏季室外平 均每年不保 证 50 小时的 湿球温度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 17 武汉 30o38 114o04 23 3 3 35 2 32 28 2 根据 1 空调夏季室外计算干球温度 35 2 2 夏季空调室外日平均温度 28 2 4 夏季大气压力 0 MPa 5 夏季室外相对湿度为79 1 31 3 空调房间的设计条件空调房间的设计条件 表 1 2 旅馆客房空调设计计算参数 夏季 冬季 空气 温度 相对 湿度 风速 空气温 度 相对湿 度 风速 新风量 空气含 尘量 t RH V t RH V L G 房间类型 oC m s oC m s m3 h 人 mg m3 一级 24 55 0 25 24 50 0 15 50 二级 25 60 0 25 23 40 0 15 40 0 15 三级 26 65 0 25 22 30 0 15 30 客房 四级 27 21 根据 可得以下数据 表 1 3 本旅馆客房空调设计计算参数 1 41 4 围护结构的热工性能围护结构的热工性能 1 外墙 250mm厚的钢筋混凝土剪力墙 传热系数 2 67w m2 k 类型 重型 延迟时间为 8 1h 衰减系数 0 31 查 2 屋顶 120mm厚混凝土板加50mm厚加膨胀树脂珍珠岩保温层 1 2mm 的三元乙醇防水卷材 传热系数 0 74w m2 k 延迟时间为 7 3h 衰减系数为 0 46 吸收系数为 0 45 查 3 玻璃窗和外门 结构 采用断热铝合金型材 6 9 6低辐射中空玻璃 窗的宽度1 8m及高度为1 6m 门的高度为4 5m 宽为4 5m 传热系数 4 54w m2 k 內遮阳设施 淡色窗帘 Cn 1 00 外遮阳设施 Cs 1 00 窗的有效面积系数Xg 0 85 地点修正系数Xd 1 查 4 内墙 结构 内墙为200mm厚剪力墙 传热系数 2 59w m2 k 类型 重型 查 5 普通房间外门断热铝合金型材 1 51 5室内照明室内照明 表1 4 照明功率密度指标 建筑类 别 房间类别 照明功率密度 W m2 建筑类 别 房间类别 照明功率密度 W m2 客房 15 办公建 筑 普通办公室 11 宾 馆 建 餐厅 13 温度 260C 空调运行时间 24h 湿度 60 新风量30m3 人夏季 风速 0 25m s 备注室内压力稍高于室外压力 高档办公室 18 会议室 18 走廊 5 会议室 11 筑 门厅 15 走廊 5 一般商店 12 其他 11 商场建 筑高档商店 19 查 实用供热空调设计手册 综上可得 各部分照明密度如下 1 厨房为13W m2 2 客房为11 W m2 3 餐厅为13W m2 4 门厅为15W m2 5 一二楼办公室为18W m2 6 厕所为15 W m2 各部分结构开灯时间 1 客房连续开灯时间 6小时 从18 00到24 00连续运行 2 门厅连续开灯时间 12小时 从18 00到6 00连续运行 3 厕所连续开灯时间 12小时 从18 00到6 00连续运行 4 餐厅连续开灯时间 3小时 从06 00到09 00连续运行 从11 00到14 00连续运行 从17 00到20 00连续运行 5 办公室连续开灯时间 10小时 从08 00到18 00连续运行 6 厨房连续开灯时间 3小时 从06 00到09 00连续运行 从11 00到14 00连续运行 从17 00到20 00连续运行 1 61 6室内设备室内设备 表1 5 电器设备的功率密度 建筑类 别 房间类别 功率密度 W m2 建筑类 别 房间类别 功率密度 W m2 普通客房 20 普通办公室 20 高档客房 13 高档办公室 13 会议室 5 走廊 0 办公建 筑 会议室 5 宾 馆 建 筑 其他 5 走廊 0 一般商店 13 其他 5 商场建 筑高档商店 13 查 实用供热空调设计手册 综上可得 各部分设备功率密度如下 1 厨房设备安装功率 5w m2 2 客房设备安装功率 20w m2 3 厕所设备安装功率 5w m2 4 楼办公室设备安装功率 13w m2 5 二楼餐厅安装功率 5w m2 1 71 7 室内人员散热室内人员散热 表1 6 不同类型房间人均占有的使用面积指标 建筑类 别 房间类别 功率密度 W m2 建筑类 别 房间类别 功率密度 W m2 普通客房 15 普通办公室 4 高档客房 30 高档办公室 8 会议室 2 5 走廊 50 办公建 筑 会议室 2 5 宾 馆 建 筑 其他 20 走廊 50 一般商店 3 其他 20 商场建 筑高档商店 4 查 实用供热空调设计手册 综上可得 各部分结构人均占有面积指标如下 1 餐厅人均面积指标为2 5m2 人 2 厨房人均面积指标为20m2 人 3 厕所人均面积指标为20m2 人 4 客房人均面积指标为15m2 人 5 大厅人均面积指标为15m2 人 6 办公室全设为高档办公室 人均面积指标为8m2 人 人员显热为61w 潜热为73w 第二章第二章 系统方案初步确定系统方案初步确定 2 12 1 系统方案系统方案 1 全空气空调系统 全空气空调系统的优点是 设备集中 系统简单 维修和管理都比较方便 施 工方便 初投资小 可以实现全年多工况节能运行调节 经济性好 使用寿命 长 在过度季节能全新风运行 其缺点是 风道断面大 风管系统复杂 布置困难 一个系统供给多个房 间 当各房间负荷变化不一致时 无法进行精确调节 并且当一部分房间不再 需要空调或负荷变化时而整个系统还在继续运行 造成能源的浪费 空调房间 之间有风管连通 使房间互相污染 设备与风管的安装工作量大 周期长 适用于建筑空间大 易于布置风道 室内温度 湿度 洁净度等控制要求 严格 全年多工况节能以及负荷大或潜热负荷大的场合 2 新风加风机盘管系统 新风加风机盘管系统克服了全空气系统由于有风道截面积大 占用建筑面 积 和空间较多以及系统灵活性差等缺点 在这个系统既有水 又有空气 因此新 风 加风机盘管系统适用于其房间的用途和使用者的要求不同 并且要求灵活性高 的 建筑 如旅馆 办公楼等 2 22 2 初选系统方案初选系统方案 根据上面的分析比较 本工程武汉市某九层假日酒店空调系统设计 新风 加风机盘管系统适用于其房间的用途和使用者的要求不同 满足灵活性高的要 求 所以选择新风加风机盘管系统 第三章第三章 负荷计算负荷计算 3 13 1 冷负荷计算冷负荷计算 1 空调房间的冷负荷包括 由于室内外温差和太阳辐射作用 通过建筑围护结构传入室内的热量形 成的冷负荷 人体散热 散湿形成的冷负荷 灯光照明形成的冷负荷 其他设备散热形成的冷负荷 空调房间的冷负荷是确定送风系统风量和空 调设备的依据 由于室内外温差和太阳辐射热的作用 通过围护结构传入室内的 热量形成的冷负荷与室外气象参数 太阳辐射热 室内外温度 围护结构和房 间的热工性能有关 传入室内的热量并不一定立即成为室内冷负荷 其中对流 形成的得热量立即变成室内冷负荷 辐射部分的得热量经过室内围护结构的吸 热 放热后 有时间的衰减和数量上的延迟 因此 必须采用相应的冷负荷系 数 本设计中采用的就是冷负荷系数法 2 制冷系统负荷 制冷系统负荷等于室内负荷 新风负荷和其他热量形成的冷负荷之和 也 就是说空调制冷系统的供冷能力除了要补偿室内的冷负荷外 还要补偿空调系 统新风量负荷和抵消冷量的再加热等其他热量形成的冷负荷 制冷系统负荷是确定空调制冷设备容量的依据 3 1 13 1 1 外维护结构冷负荷计算外维护结构冷负荷计算 1 外墙 屋顶的冷负荷计算 通过墙体 天棚的得热量形成的冷负荷 可按下式计算 CLQ KF t W 式中 K 围护结构传热系数 W m2 K F 墙体的面积 m2 衰减系数 围护结构外侧综合温度的波幅与内表面温度波幅的比值为该 墙体的传热衰减度 计算时间 h 围护结构表面受到周期为 24 小时谐性温度波作用 温度波 传到内表面的时间延迟 h 温度波的作用时间 即温度波作用于围护结构内表面的时 间 h t 作用时刻下 围护结构的冷负荷计算温差 简称负荷温 差 2 窗户的冷负荷计算 通过窗户进入室内的得热量有瞬变传热得热和日射得热量两部分 日射得 热量又分成两部分 直接透射到室内的太阳辐射热 qt 和被玻璃吸收的太阳辐射 热传向室内的热量 q a 窗户瞬变传热得形成的冷负荷 本次工程窗户为 3 0mm 厚玻璃 主要计算参数 K 3 5 W m2 K 工程中用 下式计算 CLQ KF t W 式中 K 窗户传热系数 W m2 K F 窗户的面积 m2 t 计算时刻的负荷温差 b 窗户日射得热形成的冷负荷 日射得热取决于很多因素 从太阳辐射方面来说 辐射强度 入射角均依 纬度 月份 日期 时间的不同而不同 从窗户本身来说 它随玻璃的光学性 能 是否有遮阳装置以及窗户结构 钢 木窗 单 双层玻璃 而异 此外 还与内外放热系数有关 工程中用下式计算 CLQj xg xd Cs Cn Jj W 式中 xg 窗户的有效面积系数 xd 地点修正系数 Jj 计算时刻时 透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷 负荷 简称负荷 W m2 Cs 窗玻璃的遮挡系数 Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数 3 1 23 1 2 内围护结构冷负荷内围护结构冷负荷 会议室左右邻室 即东西墙 和楼下为空调房间 室温均相同 通过围护 结构的温差小于3 由内围护结构温差传热引起的冷负荷可忽略不计 南内墙邻室为通风良好的走廊 走廊不空调 通过内墙温差传热引起的冷 负荷 RC AQt ttk ao mii 其中 传热系数K 1 76 附加温升取 ta 2 夏季空调室外计算日平均温度to m 30 7 A为传热的内墙面积 a 电子设备的冷负荷 电子设备发热量按下式计算 Q 1000n1n2n3N W 式中 Q 电子设备散热量 W N 电子设备的安装功率 kW n1 安装系数 电子设备设计轴功率与安装功率之比 一般可取 0 7 0 9 n2 负荷功率 电子设备小时的平均实耗功率与设计轴功率之比 根据设备运转的实际情况而定 n3 同时使用系数 房间内电子设备同时使用的安装功率与总功率 之比 根据工艺过程的设备使用情况而定 对于电子计算机 国外产品一般都给出设备发热 可按其给出的数字计算 本 次设计每台计算机 Qs 150W b 照明设备 照明设备散热量属于稳定得热 一般得热量是不随时间变化的 根据照明灯具的类型和安装方式的不同 其得热量为 白炽灯 Q 1000N W 荧光灯 Q 1000 n1n2N W 式中 N 照明灯具所需功率 kW n1 镇流器消耗功率系数 当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时 取 n1 1 2 当暗装荧光灯镇流器设在顶棚内时 可取 n1 1 0 n2 灯罩隔热系数 当荧光灯罩上部有小孔 下部为玻璃板 可利用 自然通风散热与荧光灯顶棚内时 取 n2 0 5 0 6 而荧光灯罩无通风孔者 则 视顶棚内通风情况 n2 0 6 0 8 c 人体散热 人体散热与性别 年龄 衣着 劳动强度及周围环境条件等多种因素有关 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 滞后的冷负荷 实际计算中 人体散热可以以成年男子为基础 成以考虑了各 类人员组成比例的系数 称群集系数 对于不同功能的建筑物中的各类人员 成年男子 女子 儿童等 不同的组成进行修正 下表给出了一些建筑物中 的群集系数 作为参考 于是人体散热量为 Q qnn W 式中 q 不同室温和劳动性质时成年男子散热量 W n 室内全部人数 n 群集系数 采光天井按一直向阳计算 即把时间按中午正对太阳算 3 23 2 湿负荷计算湿负荷计算 该工程为酒店 工程图有宿舍 大厅和餐厅以及厨房等构件 所以除去水 面散湿 只有食品散湿以及人体散湿量是存在的 a 人体散湿量 人体散湿量应同人体散热量一样考虑 计算过程如下 查资料得 成年男子散热散湿量为 显热 61W 人 潜热 73W 人 109g h 人 房间人数为 n 人 Q qnn 109 n 0 93 101 37 n b 食品的散湿量 餐厅的食品的散湿量可按就餐总人数每人 10g h 考虑 以二楼餐厅为例 计算过程如下 已确定餐厅人数为 120 人 则 Q 10 120 1200g h 0 00033kg s 3 33 3 新风量及新风负荷计算新风量及新风负荷计算 Q M 0 h 0 hR 式中 M 0 新风量 kg s h 0 室外空气焓值 kj kg hR 室内空气焓值 kj kg 根据已知条件 每人的新风量按30m3 h计算 且需要满足总送风量的10 计 算 如果每人30m3 h不满足10 的条件 则按10 计算送风量 如果空气密度为 1 2kg m3 由湿空气焓湿图查得 室内空气焓值为 58 849kJ kg tR 26 60 室外空气焓值为110 554kJ kg tO 35 2 tO S 31 8 例如以一楼大 厅为例可得 Q 1447 1 2 3600 110 554 58 849 25kW 第四章第四章 风机盘管加新风的总送风量的确定风机盘管加新风的总送风量的确定 要求室内空气维持的状态参数为 tn 26 0 50C n 60 5 当地大气 压力为 pa 如一楼大堂 a 求热湿比 Q W 31913 0 79 40396 20 b 在 id 图上确定室内空气状态点 N 通过该点画出 40396 20 的过程线 取送风温差为 60C 则送风温度 t0 26 6 200C 从而得出 h0 52 232kJ kg hn 58 849 kJ kg d0 12 622 g kg dn 12 786g kg c 计算送风量 按消除余热 4 82 1 2 3600 14469m3 hskg Q G 82 4 232 52849 58 31913 h hn 按消除余湿 14469m3 hskg W G 817 4 622 12786 12 79 0 d dn 按消除余热和余湿所求通风量基本相同 说明计算无误 取 G 938 98m3 h 将按此方法计算出各层各房间的送风量填于表中 具体见附表 第五章第五章 室内气流组织的计算室内气流组织的计算 5 15 1 气流组织的形式气流组织的形式 室内气流速度 温湿度是人体热舒适的要素 因此必须对房间进行合理的 空气处理方式和合理的气流组织方式 气流分布设计的目的是风口布置 选择 风口规格 校核室内气流速度 温度等等 因此 一个合理的空气处理方式和 合理的气流组织对于室内的空气质量有着直接和主要的影响 送风口以安装的 位置分 有侧送风口 顶送风口 地面风口 按照送出气流的流动状况有扩散 型风口 轴向型风口和孔板送风 扩散型风口具有较大的诱导室内空气的作用 送风温度衰减快 但射程较短 轴向型风口诱导室内气流的作用小 空气温度 速度的衰减慢 射程远 孔板送风口是在平板上满布小孔的送风口 速度分布 均匀 衰减快 本设计送风选择四面吹方形散流器 根据 空气调节设计手册 用散流 器上送上回方式的空调房间 为了确保射流有必需的射程 并不产生较大的噪 声 风口风速控制在 3 4m s 之间 最大风速不得超过 6m s 回风风口吸风 风速取 4 5m s 5 25 2 散流器送风散流器送风 以一楼大厅为例 一楼大厅面积为 417m2 层高为 H 4 2m 总送风量 14469m3 h 回风量为 13022m3 h 送风温差 6 采用散流器下送 进行气流组织校核计算 1 送风口 新风采用散流器下送 因为风机盘管是卧式暗装的 所以风机盘管送风 则采用散流器向下送 风机盘管布置两个送风口 新风也同样布置两个送风口 风机盘管散流器送风口 风机盘管的出风量为 13022m3 h 的四分之一 即 3256m3 h 因为要和风机盘 管相匹配 所以选择方形的散流器 送风方式为下送风 选择两个 480 x480 的为风机盘管的送风口 风机盘管风口尺寸为 480 x480 的方矩形器散流 查 实用供热空调设计手册 则颈部风速为 sm hm v 93 3 148 0 48 0 3256 3 散流器实际出口面积约为颈部面积的 90 即 2 21 0 9 048 0 48 0 mA 散流器出口实际风速为 smv 3 4 9 0 93 3 0 表 5 1 散流器颈部最大送风速度 m s 允许噪 声 室内的净高度 m 建筑物类别 dB 3 4 5 6 7 广播室 32 3 9 4 2 4 3 4 4 4 5 剧场 住宅 手术室 33 39 4 4 4 6 4 8 5 0 5 2 旅馆 饭店 个人办公室 40 46 5 2 5 4 5 7 5 9 6 1 商店 银行 餐厅 百货公司 47 53 6 2 6 6 7 0 7 2 7 4 公共建筑 一般办公 百货公司底 层 54 606 56 87 17 57 7 查 实用供热空调设计手册 由表中得颈部的宾馆送风口最大风速为 5 2m s 最大噪音分贝为 46 分贝 所以颈部送风速度符合要求 求射流末端速度为 0 5m s 的射程即 mx v Akv x x 5 207 0 5 0 21 0 24 1 5 0 0 5 0 0 散流器中心到区域边缘的距离为 2m 根据要求 散流器的射程应为散流器 中心到房间或区域边缘距离的 75 所需最小射程为 2 5mx0 75 1 875m 2m 1 875m 因此射程满足要求 计算室内平均风速 21 0 2 4 4 6 3 5 2381 0 4 381 0 5 02 2 5 02 2 为散流器服务边长lsm H l x vm 表 5 2 散流器送风速度要求 空调房间长度 A 20 0m H m 2 753 003 253 504 005 00 V m s 0 250 250 240 240 220 20 查 实用供热空调设计手册 长度为 20m 高度为 4 2m 的房间平均风速为 0 22 因此满足要求 新风散流器送风口 对房间 101 新风风量为 74m3 h 选择 120 x120 方形散流器 送风方式为 下送风 按上式方式校核 结果符合要求 所以选择 120 x120 的方形散流器 全部房间的散流器型号及个数见附录 第六章第六章 水力计算水力计算 6 16 1 风管的材料和形状风管的材料和形状 风管的材料选择镀锌薄钢板 矩形风管由于空间小 美观 易于布置等 空调风管用的较多 所以本设 计中均采用矩形风管 其占有效空间较小 易于布置 明装较美观 6 26 2 风管内的风速风管内的风速 表 6 1 低速风管内的风速 m s 室内允许噪声级 dB A 主管风速支管风速新风入口 25 35 3 4 2 3 35 50 4 7 2 3 3 5 50 65 6 9 2 5 4 4 5 65 85 8 12 5 8 5 根据 空调调节设计手册 提供的资料 对于噪声标准在 40 46dB A 之间的风管 其风速按下列标准选取 主管风速为 4 7m s 支管风速为 2 3m s 新风入口风速为 3 5m s 所以本设计在选择主风管时取速度为 5m s 支管风速取 2 5m s 新风入口 速度为 3 5m s 6 36 3 风管的布置风管的布置 布置风管时应注意布置整齐 美观和便于检修 测试 应与其他管道统一 考虑 设计时应考虑各种管道的装拆方便 风管布置时 应尽量减少局部组力 对于方形风管 三通或四通的弯管应 有与弯管相同的曲率半径 弯管和三通的后面 以有 4 5 个当量直径的直管再 接支管为好 风管的变径作成渐扩管或渐缩管 渐扩管每边扩展角度不大于 15 具体布置见施工图纸 6 46 4 风管水力计算风管水力计算 6 4 16 4 1 沿程阻力的计算沿程阻力的计算 lRp mm 式中 管段摩擦阻力 m p 单位长度摩擦阻力 pa m m R 例 对于管段a b 运用假定流速法 则管道断面应为 2 08 0 5 3 25 0 mF ba 断面尺寸为 320 x250mm 则实际流速为 s m125 3 08 0 25 0 实际ba v 按流速当量直径mmDV281 250320 2503202 及实际流速查摩擦阻力线解图得单位长度摩擦阻力 故mpaR bam 42 0 该管段的摩擦阻力为0 42x1 0 42pa 6 4 26 4 2 局部阻力的计算局部阻力的计算 2 2 v Z 式中 Z 局部构件的局部阻力 Pa 局部阻力系数 由局部阻力系数表查得 动压 Pa 2 2 v 管段内空气流速 m s 空气密度 kg m3 取 1 71kg m3 在管段 ab 上有两个蝶阀 查 阀门设计手册 确定蝶阀局部阻力系数为 0 52 一个防火阀阻力系数为 0 19 其阻力系数为查设备参数得新风机组总阻 力为 100pa 静压箱阻力系数取 0 4 一个渐缩管 其系数为 0 1 从而可得其 局部阻力为 蝶阀 pa94 5 2 17 1 125 3 52 0 2 2 防火阀 pa08 1 2 17 1 125 3 19 0 2 渐缩管 pa57 0 2 17 1 125 3 1 0 2 总局部阻力 7 59 pa 6 56 5 空调水系统的设计和计算说明空调水系统的设计和计算说明 空调水系统的设计包括冷热媒水系统设计 冷却水系统设计 冷凝水系统 设计及其相关设备的选择 6 5 16 5 1 水系统方案选择水系统方案选择 表 6 2 空调管路系统的形式 划分原则 系统形式 特征特点 开式系统 系统中的介质基本上 不与空气接触 对管路 设备的腐蚀性小 水容量比开式系统小 系统中水泵只需克服系统的流动阻力 系统简单 系统的蓄冷能力差按介质 如水 是否与空气 接触划分 闭式系统 系统中的介质与空气 接触 系统中有水箱 有较大的水流量 因此温度较稳定 蓄冷能力大 系统的腐蚀性强 循环水泵的扬程大 要克服系统的流 动阻力 还要消耗较多的提升介质高度所 需的能量 按系统中的各 并联环路中水 的流程划分 同程式系统 各并联环路中水的流 程基本相同 即各环路 的管路总长度基本相等 系统各环路间的流动阻力容易平衡 因此系统的水利稳定性好 流量分配均匀 管路布置复杂 管路长 比异程系统初投资大 异程式系统 各并联环路中水的流程 各不相同 即各环路的 管路总长也不一样 管路布置简单 节约管路及其占用空 间 初投资比同程系统低 由于流动阻力不易平衡 常导致水流 量分配不均 定水量系统 系统中的循环水量保持 定值 常采用三通阀定 流调节 即当负荷降低 时 一部分水流量与负荷 成比例地流经风机盘 管或空调器 另一部 分从三同阀旁通 保 持环路中水流量不变 系统简单 操作方便 第负荷时 水泵仍按设计流量运行 此输送能耗始终为实际最大值 配管设计时 不能考虑同时使用系数按系统循环水 量的特性划分 变水量系统 系统中供回水温度保持 不变 负荷变化时 可 通过改变供水量来调节 输送能耗随着负荷的减少而降低 水泵容量及电耗也相应减少 系统相对复杂 要配备一定自动控制 配管设计时 可以考虑同时使用系数 单级泵系统 系统中只用一组循环水 泵 即冷热源侧和负荷 侧合用一组循环水泵 系统简单 初投资省 不能调节水泵流量 不能节省水泵输 送能量 按系统中 的循环水 泵设置情 况划分双级泵系统 冷热源侧与负荷侧分别 分别设置循环水泵 可以降低冷冻水的输送电耗 系统比单级泵系统复杂 初投资梢高 双管制 冬季供应热水 夏季 供应 冷水都是用相同的管 路 系统简单 布置方便 系统初投资较省 系统不能同时即供冷又供热 只能按 不同时间分别运行 按冷热水 管道的设 置方式划 分 三管制 系统中有冷 热源两 条供 水管 但共用一根回 水管 能同时满足供热 供冷的要求 有冷热混合损失 投资高于双管制系统 四管制 供冷 供热分别由供 回 水管承担 构成供冷 与供 热彼此独立的水系统 能同时满足供热 供冷的要求 且没 有冷热混合损失 管道占用空间大 系统初投资较高 6 5 26 5 2 空调管路系统的设计原则空调管路系统的设计原则 空调管路系统设计主要原则如下 1 空调管路系统应具备足够的输送能力 例如 在中央空调系统中通过水 系统来确保渡过每台空调 机组或风机盘管空调器的循环水量达到设计流量 以 确保机组的正常运行 又如 在蒸汽型吸收 式冷水机组中通过蒸汽系统来确保 吸收式冷水机组所需要的热能动力 2 合理布置管道 管道的布置要尽可能地选用同程式系统 虽然初投资略 有增加 但易于保持环路 的水力稳定性 若采用异程系统时 设计中应注意各 支管间的压力平衡问题 3 确定系统的管径时 应保证能输送设计流量 并使阻力损失和水流噪声 小 以获得经济合理的效 果 众所周知 管径大则投资多 但流动阻力小 循 环水泵的耗电量就小 使运行费用降低 因 此 应当确定一种能使投资和运行 费用之和为最低的管径 同时 设计中要杜绝大流量小温差问 题 这是管路系 统设计的经济原则 4 在设计中 应进行严格的水力计算 以确保各个环路之间符合水力平衡 要求 使空调水系统在实 际运行中有良好的水力工况和热力工况 5 空调管路系统应满足中央空调部分负荷运行时的调节要求 6 空调管路系统设计中要尽可能多地采用节能技术措施 7 管路系统选用的管材 配件要符合有关的规范要求 8 管路系统设计中要注意便于维修管理 操作 调节方便 结合以上分析 对空调系统装置的水系统进行了设计 系统的平面图和立 面图见相关图纸 6 5 26 5 2 管路系统的管材管路系统的管材 查阅 实用供热空调设计手册 得 表 6 1 管材选择表 序号用途 适用管材种类 1 输送 t 95oC 的热水焊接钢管 无缝钢管 镀锌钢管 2 输送 t 95oC 的热水 焊接钢管 无缝钢管 镀锌钢管 铝塑复合管 PB 管 PE X 管 3 输送 t 60oC 的热水或冷 水 焊接钢管 无缝钢管 镀锌钢管 铝塑复合管 PB 管 PE X 管 PE RT 管 PP R 管 4 冷却水供 回水管焊接钢管 无缝钢管 镀锌钢管 球墨铸铁管 5 排水管PVC 管 UPVC 管 6 冷凝水管焊接钢管 PE 管 PVC 管 UPVC 管 所以根据要求 本系统选择镀锌钢管作为运输水管 6 5 36 5 3 冷冻水温度的确定冷冻水温度的确定 冷 热水温度 一般舒适性空调水系统的冷 热水温度 可按下列推荐值采用 1 冷水供水温度 5 9oC 一般取 7oC 供 回水温度差 5 10oC 一般取 5oC 2 热水供水温度 40 65oC 一般取 60oC 供 回水温度差 4 2 15oC 一 般取 10oC 宜加大至 15oC 查 实用供热空调设计手册 所以选择供水温度为 回水温度为C o 7C o 12 6 5 4 6 5 4 管径和流速的确定管径和流速的确定 以一楼女卫生间的支管为例 确定供水管的流量 由公式可知 hkg tC Q G 8 4363600 5102 4 2548 3600 3 hm 44 0 10 8 436 3 3 sm 1021 1 34 其中 C 4 2 10 J 根据下表初步确定管径 因为流量是 0 44 所以初步确定选择 15mm 的钢 管 表 6 2 管径流速对应表 闭式水系统 钢管管径 mm 流量 m3 h Kpa 100m 15 0 0 5 0 60 20 0 5 1 0 10 60 25 1 2 10 60 32 2 4 10 60 40 4 6 10 60 50 6 11 10 60 65 11 18 10 60 80 18 32 10 60 查 实用供热空调设计手册 中对流速的规定 可得如下要求 流速 管道内水的流速 v m s 宜符合以下规定 1 公称直径 dN 32mm 时 v 1 5m s 2 公称直径 dN 40mm 63mm 时 v 2 0m s 3 公称直径 dN 63mm 时 v 3 0m s 因为选的是 15mm 的钢管 所以我们取一楼女卫生间的流速为 1m s 根据公式可得 v m d w 14 3 4 式中 水流量 w msm 3 水流速 vsm 所以计算得 12 4mmmd0124 0 114 3 1021 1 4 4 查阅 实用供热空调设计手册 可知 计算管段沿程阻力时 单位长度摩擦压力损失 比摩阻 宜控制在 100 300pa m 通常 最大不应超过 400pa m 当选择 15mm 的管段时 其沿程阻力为 1567 09pa m 显然不符合要求 而 选择 20mm 的管径时 其沿程阻力为 177pa m 综上所述 我们选择一楼女卫生间的管径为 20mm 用同样的方法可把所有的水管直径求出 见附录 6 5 56 5 5 冷凝水管的设计冷凝水管的设计 为及时排走空调设备在运行中产生的冷凝水 设冷凝水系统 本设计有以 下几点 1 风机盘管凝水盘的泄水支管坡度取 0 01 其它水平支干管 沿水流方向取 0 003 的坡度 2 当冷凝水盘位于机组的夫亚区域时 凝水盘的出水口处设置水封 水封高度 比凝水盘的负压 相当于水柱高度 大于 50 左右 水封与大气相通 3 冷凝水管采用 PVC 塑料管 4 标准层的冷凝水就近排如卫生间中 具体选择可参照下表 表 6 3 冷凝水管的管径选择表 冷负荷直径 冷负荷直径 冷负荷直径 kw mm kw mmkw mm 7 20 101 176 401056 1512 100 7 1 17 6 25 177 598 501513 12462125 17 7 100 32599 1055 80 12462150 注 本资料引自美国 MCQUAY 公司 水源热泵空调设计手册 6 66 6 空调水系统的计算空调水系统的计算 在确定了系统形式并布置了系统的管路之后 需要对所是设计的系统进行 水力计算 水力计算的主要目的是根据要求的流量分配 确定管网各管段的管 径和阻力 并求得管网的特性曲线 为匹配管网动力设备做好准备 进而确定 动力设备 此计算中为水泵 的型号和动力消耗 水力计算的基本理论依据是流体力学一元流动连续性方程和能量方程及串 并联管路流动规律 动力设备提供的压力等于管网总阻力 若干管段串联之后 的阻力 等于各管段阻力之和 各并联管段的阻力必相等 管段阻力是构成管 网阻力的基本单元 流体力学已经揭示 管段中的流体流动阻力有两种 摩擦 阻力也称沿程 和局部阻力 液体管网水力计算的主要任务通常有 4 种 1 按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力 压头 确 定各管段的管径 2 按已知系统各管段的流量和各管段的管径 确定系统所必须的 循环作用压力 3 按已知系统各管段的流量 确定各管段的管径和系统所需的作 用压力 4 按已知系统各管段的管径和该管段的允许压降 确定通过该管 段的水流量 本设计的水力计算属于第 3 种情况 是在已知各管段的流量的情况下 确 定管径和水泵的型号 此时选定的 Rm 和 v 值 常采用经济值 称经济比摩阻或 经济流速 选用多大的 Rm 值 或流速 v 值 来选定管径 是一个经济问题 如选较大 的 Rm 值 v 值 则管径可缩小 但系统的压力损失增大 水泵的电能消耗增 加 同时 为使各循环环路易于平衡 最不利循环环路的平均比摩阻 Rpj 不宜 选得过大 当系统的最不利循环环路的水力计算完成之后 即可进行其他分支循环环 路的压力损失计算 根据计算出的流速流量的经济值进行各管段管径的选择 即可在保证供水 的前提下 较好的控制水系统运行中的能耗成本以及噪音 进而可以根据计算 出的系统阻力合理选择循环水泵 由于各个实验室冷冻水供水量尚未确定 因 此在计算了各实验室的供回水量之后 就可以据此确定管径 6 6 16 6 1 沿程阻力的计算沿程阻力的计算 lRp mm 式中 管段摩擦阻力 m p 单位长度摩擦阻力 pa m m R 例 对于管段c 在前面已经求出其管道流量为436 80 又因为其公hkg 称直径确定为20mm 所以可查下表出其比摩阻为177pa m 又因为其长度为 2 4m 所以管段 的总沿程阻力为177x2 4 424 8pa 6 6 26 6 2 局部阻力的计算局部阻力的计算 2 2 v Z 式中 Z 局部构件的局部阻力 Pa 局部阻力系数 由局部阻力系数表查得 动压 Pa 2 2 v 管段内空气流速 m s 空气密度 kg m3 取 1 171kg m3 在供回水管段 ae 上有两个直径为 20mm 的 90 度弯头 其总的局部阻力系数为 8 5 有一台风机盘管 查 供热空调设计手册 得其阻力为 10 20kpa 因为风 机盘管型号较小 取 10kp 的阻力 而管段 ac 的实际速度为 1 06m s 求出其动 压为 556 58pa 所以可得 90 度弯头 pa95 473058 5565 8 风机盘管 10kp 得总阻力 4730 95 10000 14730 95pa 综上 可用同样办法求出所以水管的阻力 具体见附录 6 6 36 6 3 水系统不平衡率水系统不平衡率 第一层管道的供水管总阻力为 18019 40 18826 49 1280 8293 02 1075 47493 91 第二层管道的供水管总阻力为 23564 95 19359 73 1280 8293 1075 701 4 54274 08 第三层管道的供水管总阻力为 20765 82 16180 75 1280 8293 1075 701 4 1079 3202 52576 97 第四层管道的供水管总阻力为 17572 02 10606 86 1280 8293 1075 701 4 1079 3202 550 20 2947 50 6969 16 54276 14 第五层管道的供水管总阻力为 17572 02 10606 86 1280 8293 1075 701 4 1079 3202 550 20 2947 50 6969 16 1239 55515 14 第六层管道的供水管总阻力为 17572 02 10606 86 1280 8293 1075 701 4 1079 3202 550 20 2947 50 6969 16 1239 823 1483 2 57821 34 第七层管道的供水管总阻力为 17572 02 10606 86 1280 8293 1075 701 4 1079 3202 550 20 2947 50 6969 16 1239 823 1483 2 1549 59370 34 第八层管道的供水管总阻力为 17572 02 10606 86 1280 8293 1075 701 4 1079 3202 550 20 2947 50 6969 16 1239 823 1483 2 1549 764 40 770 05 60904 79 第九层管道的供水管总阻力为 13324 20 10706 21 1280 8293 1075 701 4 1079 3202 550 20 2947 50 6 969 16 1239 823 1483 2 1549 764 40 770 05 726 6 57482 92 供水管最大阻力为 60904 79pa 则不平衡率为 22 60904 79 47493 9160904 79 因为其大于 15 所以需利用调节阀调整 使其变的更加的平衡 6 6 46 6 4 空调管路系统的保温与防腐空调管路系统的保温与防腐 空调管路系统保温的目的 一是为了减少管道系统的热损失 或冷损失 二是防止冷管路表面结露 空调管路防腐的目的是防止金属表面的外部腐蚀并 保护好涂料层 故需要对空调的水管路进行保温与防腐 保温材料选用改性聚 氯乙烯防水卷材 PVC 防腐涂料选用白丙烯酸磁漆 B04 6 HG2634 67 第七章第七章 空调设备的选型空调设备的选型 7 17 1 空气处理机组的选型空气处理机组的选型 以下选择的统一为海尔吊顶暗装管盘排数为四的空气处理机组 一楼 新风量 3708 m3 h 新风负荷 56 kw 表 7 1 一楼新风机组选型 序号设备型号风量 m3 h 制冷量 w 12G 3X2DF6000 00 56270 00 二楼 新风量