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1、大学学生宿舍楼飞的中央空调工程设计毕业论文目录TOCo1-5hz第一章绪论1第二章工程概况3工程简介3设计基本资料3设计容4第三章负荷计算说明5负荷计算方法5外墙和屋顶冷负荷5窗户瞬时冷负荷和窗户日射得热冷负荷5设备、照明和人体散热得热冷负荷6新风冷负荷6湿负荷6建筑热负荷7负荷计算举例8201宿舍夏季冷负荷计算9201宿舍夏季湿负荷计算15201宿舍冬季热负荷计算15冷、热负荷计算结果15第四章空调方案的确定16空调系统的分类16按照空气处理设备的集中程度情况分类16按负担室负荷所用的介质种类分类16根据集中空调系统处理的空气来源分类17空调系统的划分18系统划分的原因18系统化分的原则18
2、空调制冷方案的确定19送风方案方案的确定19第五章系统风量的确定21送风量的确定21新风量的确定22风机盘管加新风系统风量的计算22各房间风量冷负荷计算结果见附录D23第六章空调设备的选型24风机盘管选型24风机盘管冷凝水处理25新风机组的选型25卫生间排风风机选型26风口选型27第七章水力计算27空调水系统28空调水系统的选型比较28空调水系统的布置30风机盘管水系统新风水系统水力计算30水管系统中的阀门33空调风系统33空调房间气流组织33新风入口布置注意事项33送风口的布置原则35新、排风口的防雨百叶尺寸的确定35风道的布置和制作要求36风管阀门的选择37新风管的设计计算37冷凝水的排出
3、39风、水系统的平面图和系统图39第八章制冷站方案的确定40制冷机组的选择40确定制冷方式40确定制冷剂种类40确定冷凝器冷却方式41确定制冷系统设计工况41冷冻水泵的选择41冷冻水循环水量41冷冻水泵扬程42冷冻水泵选型42冷却水泵选型43确定冷却水循环水量43确定冷却水泵扬程44冷却水泵选型44冷却塔的选择45热交换器的选择45定压补水设备45水处理设备46制冷机房的布置47第九章结论48参考文献49致50第一章绪论空调设计是一项综合性较强的工作,它不仅需要设计人员掌握本专业的理论知识并具备一定的实践经验,同时还要求设计人员掌握本专业工程设计的方法、程序和相关的法规、标准,因此必须加以严肃
4、认真的对待。一项空调工程成功与否,牵涉到多方面的因素,应进行全面的分析、正确的设计与计算。为保证空调系统在经济、合理、节能的条件下安全运行,设计者在设计时,必须做好空调工程设计前的准备,并较详尽地了解空调工程设计的容、步骤及有关设计文件等。在这次设计中,我始终按照老师给的任务书,按时完成任务这次设计很系统的结合了前几次的课程设计,把以前的知识综合起来,并且得到了很好的运用,在设计过程中,遇到了不少的问题,我没有把它继续存在我的脑海中,而是及时地请教老师、同学,得到了满意的答复。空调设计不是简简单单的计算画图,还需要不停的查找规,因为设计不是随意的,而是要严格遵守国家的规定,尤其是在新规颁发以后
5、,我们在做设计的时候就更需要按照规一步一步做了。本篇文章是对科技大学学生宿舍楼中央空调的设计计算说明。本次设计从建筑结构及其要求制定空调方案,要求能够满足使用的要求,即能够满足生活舒适性。本文是对中央空调的设计到选型,到校核计算的一个说明。从冷负荷计算,到室方案的选择和设备的选型。在一个设计中计算部分是整个设计的基础,绘图部分是与设计施工相联系的。这几个过程相依相承,都与整个工程密不可分。各个部分都要保证科学合理,正确无误。本设计有理论的分析计算,有中央空调方案的选择论证,有实际的绘图安装。是一个完整的工程设计实例。设计计算主要有冷负荷的计算,送风量的计算,管路的计算,热负荷的计算等,是确定室
6、空调调节方案的主要数据。也是选择冷水机组最主要的参考数据。送风量和管路的计算是面向实际设备和管路的数据资料,都是整个设计的基础。空调系统方案选择后,基本上确定了空调的形式和容。本设计选用的是半集中的空调水系统,独立新风加风机盘管系统。空调方案的选择决定了后期设计的方向和容,是设计中关键的环节。也是综合各个方面的因素制定出来的。整个设计的理论部分主要集中在前两个部分,实际的安装和设备运行等实际性的工程问题都集中在绘图这个阶段。绘图是把方案完好的实现的一个基础,是工程赖以完成的技术性支持的资料。绘图中要尽量的与工程中实际问题的解决相联系,尽量使方案以一种直观详尽的方式体现出来。这个过程就是方案在成
7、熟完善并且检验的过程,是整个设计中最重要和最有难度的部分。这次毕业设计虽然结束了,但是我还是存在不小的问题,自己的专业知识,实践经验还是很有限的,在这一方面,在以后的工作中我还是要不停的向老师请教学习、积累相关经验,所以,我我真挚希望各位老师给予批评指正。第二章工程概况2.1工程简介本工程为科技大学学生宿舍楼,总共有六层,另设设备机房,建筑面积为9168川。本工程为其设计冬、夏季的空调系统。2.2设计基本资料建筑物的平面图见图纸;墙体构造:见空气调节教材附录2-9墙体序号28,墙厚为120mm楼板选序号1;屋面构造:见空气调节教材2-9屋顶序号10;门窗构造:单层钢框玻璃门窗1.5x2卅,挂浅
8、色窗帘;室外气象资料:采暖通风与空气调节设计规GBJ19-87中地区参数确疋;室人员密度:每间宿舍的人数为六人,活动室为六人照明设备:每间宿舍配备四只日光灯,每只日光灯功率为40V,总功率为160W8.使用时间:24小时表2-1室外气象参数表地理位置()海拔/m大气压力/KPa室外平均风速/ms-1北纬东经15冬季夏季冬季夏季36.0412025.44.6表2-3室设计参数表2-2室外参数表空气调节(干球温度C)通风(干球温度C)平均气温(干球温度C)冬季-7.2-0.5-7.2夏季29.427.327.3房间名称夏季冬季噪声标新风量温度相对湿度温度(C)相对湿度准(NC(m3/人h)C)(%
9、)(%)或kg/人.s学生宿舍266518不规定405030(0.01)2.3设计容空调负荷包括冷负荷和湿负荷。冷负荷包括:通过维护结构传入的热量,透过外窗进入的太阳辐射热量,人体散热量,照明散热量,其他部热源的散热量,渗透空气带入的热量,伴随各种散湿过程产生的潜热量,新风冷负荷;湿负荷包括:人体散湿量,渗透空气带入的湿量,各种潮湿表面、液面或液流的散湿量,其他物料的湿量,设备的散湿量。根据规要求,空调冷负荷计算必须按照非稳态传热计算,即计算出室各种扰量形成的逐时冷负荷,再进行叠加,取最大值作为房间的设计冷负荷。本次课程设计因时间关系,不再进行冷负荷的详细计算,列出所需要的计算公式,最后根据面
10、值负荷指标求出本次课程设计的冷负荷。计算维护结构冷负荷时存在一个累计最大(把各个房间最大时刻冷负荷简单加),综合最大(所有房间逐时计算总和最大值)两种不同的处理方法。很明显采用综合最大值算出来的冷负荷要小于按累计最大求出来的冷负荷,这有助于国家节能政策的贯彻,宿舍人员比较稳定,而风机盘管拥有性能优良的末端控制装置,故总负荷计量时采用综合最大值。空调系统设计主要从以下几个方面进行:空调工程冷负荷计算空调工程热负荷计算空调工程方案的比较与空调通风工程方案的确定空调工程系统的设计计算第三章负荷计算说明负荷计算方法外墙和屋顶冷负荷外墙和屋顶瞬时冷负荷计算公式:3-1)CLQKFt式中:计算时间,h;围
11、护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用,温度波传到表面的时间延迟,h;温度波的作用时间,即温度作用于围护结构表面的时间,h;K外墙或屋面的传热系数,W/川.K;F外墙或屋面的面积,m2。t作用时刻下,围护结构的冷负荷计算温差,简称负荷温差,见空气调节教材附录2-10(墙体),附录2-11(屋顶)。窗户瞬时冷负荷和窗户日射得热冷负荷窗户瞬时冷负荷计算公式:CLQKFt窗户瞬时冷负荷计算公式:CLQKFt3-2)式中:t计算时刻的负荷温差,C,见附录2-12;K传热系数。窗户日射得热冷负荷计算公式:CLQjxgxdCnCsFJj3-3)式中:xg窗的有效面积系数;xd地点修正系数,见空气调节附
12、录2-13;Jj?计算时刻,透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷,W/C,见空气调节附录2-13。设备、照明和人体散热得热冷负荷设备、照明和人体散热得热冷负荷公式:CLQQJXT(3-4)式中:Q设备、照明和人体的得热,WT设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻,h;T从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时间的时间,h;JXT(JLT、JPT)T时间的设备负荷强度系数、照明负荷强度系数(附录2-15)、人体负荷强度系数(附录2-16)。新风冷负荷新风冷负荷计算公式:CLQ3=Gw(iw-in)(3-5)式中:CLQ3新风冷负荷,kWGw新风量,kg/s;iw室外空气
13、焓值,kJ/kg;in室空气焓值,kJ/kg;湿负荷人体湿负荷公式:n1000(3-6)式中:n空调房间的人员总数;群集系数,见空气调节教材表2-15;每名成年男子的散湿量(g/h),见空气调节教材表2-16;W人体的湿负荷(kg/h)。建筑热负荷围护结构基本耗热量计算公式:QKF(tntw)(3-7)式中:K围护结构的传热系数,W/(mC);f围护结构的面积,m;tn冬季室计算温度,C;tn供暖室外计算温度,C;围护结构的温差修正系数。围护结构的附加耗热量a)朝向修正耗热量北、东北、西北010%;东南、西南-10%15%;东、西-5%;南-15%-30%;b)风力附加耗热量风力附加耗热量是考
14、虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正,暖通规规定:在一般情况下,不考虑风力附加。只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物,以及城镇、厂区特别高的建筑物,才考虑垂直的外围护结构附加5%10%c)高度附加耗热量当房间高度大于4m时,每高出1m应附加2%,但总的附加率不应大于15%根据本建筑实际,每层高度为3.3m,所以不考虑高度附加耗热量。冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量计算公式:Q3NQ1jm(3-8)式中:Qjm外门的基本耗热量,WN冷风侵入的外门附加率,按供热工程表1-9o4)冷风参透耗热量Q4V=Llnm3/h式中:L每米门、窗缝隙渗入室的空气量,按当地冬季室外平均风速,采用文献
15、一附录1-6数据;1门、窗缝隙的计算长度,mn渗透空气量的朝向修正系数Q20.278Vwcp(tntw)(3-9)式中:v经门、窗缝隙渗入室的总空气量,m/hpw供暖室外计算温度下的空气密度,kg/m3cp冷空气的定压比热,cp1KJ/kgC0.278单位换算系数,1KJ/h=0.278W本设计L取0.9,n北取1,东取0.11,南取0.2,西取0.4负荷计算举例以201宿舍为例说明321201宿舍夏季冷负荷计算北外墙冷负荷由空气调节附录2-9中查得,外墙传热系数K=0.93W/(mfK),衰减系数=0.21,延迟时间=10.2h,由空气调节附录2-10查得扰量作用时刻时北外墙负荷温的逐时值t
16、,按公式3-1计算,结果列于表3-1中。表3-1北外墙冷负荷(W计算6:007:008:009:0010:0011:0012:00时刻T1:002:003:004:005:00tT-,555555556666K0.93F20.658CLQ9696969696969696115115115115计算时刻T13:0014:0015:0016:0017:0018:0C)19:0020:0021:0022:0023:000:00tt-,777779666555K0.93F20.658CLQT173173173173173173115115115969696西外墙冷负荷由空气调节附录2-9中查得,外墙传
17、热系数K=0.93W/(miK),衰减系数=0.21,延迟时间=10.2h,由空气调节附录2-10查得扰量作用时刻时西外墙负荷温的逐时值t,按公式3-1计算,结果列于表3-2中。表3-2西外墙冷负荷(W计算时刻T1:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:00tT-,89877778891011K0.93CLQ606860535353536060687583计算时刻T13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00tt-,1111121211111110101099K0.
18、93F8.1CLQ838390908383837575756868西外窗冷负荷a)瞬变传热得热形成冷负荷单层玻璃钢窗,K=3.26W/rriK,由空气调节附录2-12中查得各计算时刻的负荷温差t,按公式3-2计算结果列于表3-3中。表3-3西外墙窗户瞬时传热冷负荷(W计算时刻T1:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:00tT-0.9-0.30.823.34.55.5K3.26F3CLQ-8.8-2.97.819.632.344.053.8计算时刻13:014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022
19、:0023:000:00T0tT6.36.97.27.26.96.25.34.33.42.51.81.1K3.26F3CLQ61.667.570.470.467.560.651.842.133.324.517.610.8b)日射得热形成冷负荷由空气调节附录2-13中查得各计算时刻的负荷强度Jj、地点修正系数1,窗面积3ri,单层钢窗窗有效面积系数0.85,查空气调节附录2-8挂浅色窗帘,遮阳系数为Cn=0.5,查附录2-7,“标准玻璃”遮挡系数Cs=1。按公式3-3计算结果列于表3-4中表3-4西外墙窗户日射得热形成冷负荷(W计算时刻1:002:003:004:005:006:007:008:
20、009:0010:0011:0012:00Tjj-T19375570849398F3CLQ.t295784107129142150计算时刻T13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00jj-T1552703694264153451266750322617F3CLCH23741356565263552819310377494026东墙冷负荷a)夏季室外平均温度为29.4C,附加温度为C,室温度为26E。计算结果列于表3-5之中。表3-5靠走廊侧墙冷负荷计算时刻T1:002:003:004:005:006:007:008:0
21、09:0010:0011:0012:00tT-,322222233333K0.93F8.1CLQ231515151515152323232323计算时刻T13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00tT-.344444433333K0.93F8.1CLQ233030303030302323232323b)根据供热工程附录1-4,单层实体木质外门K=4.65W/(mfC),根据室外计算温度及室计算温度,计算宿舍门的逐时热负荷,列于表3-6中计算时刻T1:002:003:004:005:006:007:008:009:001
22、0:0011:0012:00tt-,322222233333K4.65F3CLQ41.8527.927.927.927.927.927.941.8541.841.841.841.85计算时刻T13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00tT-,344444433333K4.65F3CLQ41.8555.855.855.855.855.855.841.8541.841.841.841.85照明得热冷负荷由本工程实际,照明的功率为160W连续工作24h。由附录2-17查得照明设备设备的负荷系数JLt-t,按公式3-4计算计算
23、结果列于表3-7中表3-7照明散热冷负荷开灯后小123456789101112时数JLt-T0.420.730.810.860.890.910.510.210.140.10.080.06Q160CLQ67.2116.8129.6137.6142.4145.681.633.622.41612.89.6开灯后小131415161718192021222324时数JLT-T0.050.040.030.030.020.020.020.020.010.010.010.01Q160CLQ86.44.84.83.23.23.23.21.61.61.61.6人体散热得热冷负荷宿舍人数为6,连续位于宿舍24h,
24、群集系数n=1,由表2-18查得轻度劳动,室温度为26C的显热散热量为58W人,潜热散热量为123W/人。查空气调节附录2-16得重型房间各计算时刻人体负荷强度系数JPT,按公式3-4计算,结果列于表3-8中。表3-8人体散热冷负荷(W计算时刻T123456789101112JPt-T0.550.810.880.910.930.950.960.970.970.980.980.98Q348CLQ191281306316323330334337337341341341计算时刻T131415161718192021222324JPt-T0.980.980.990.990.480.210.140.11
25、0.080.070.060.05Q348CLQ341341.0344.5344.5167.073.0848.7238.2827.8424.3620.8817.4用同样的方法可算得潜热负荷为738W人体全热散热形成冷负荷CLQqnn=1082.5W式中:q不同室温和劳动性质时成年男子的散热量,W(空气调节表2-18)n室全部人数n群集系数(空气调节表2-17)新风冷负荷查得新风量为0.01kg/(人S),人数为6,室外干球温度为29.4C,查得iw为102kJ/kg,in为56kJ/kg,CLQ=G(iw-in)=60.01(102-56)=2760W房间总冷负荷(见下页)计算时刻T1:002:
26、003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00北外96.196.096.096.196.196.196.196.1115.0.0115.115.172.172.172.172.172.0.0115.115.115.96.196.196.1墙负33399999333荷西外60.367.860.352.752.752.752.760.360.367.875.382.982.982.990.490.482.982.982.975.375.3
27、75.367.867.8墙负荷TOCo1-5hz窗传热负荷窗日照负21680985荷墙负荷门传41.927.927.927.927.927.927.941.941.941.941.941.9859.941.982.982.941.845.723.586.463.341.245.150.热负荷543349179161总414143170191199192154119944786608489373计.46.67.90.77.99.77.46.0.4.8.5.5.3综上:201宿舍的热负荷为2196.5W201宿舍夏季湿负荷计算根据公式3-6,201宿舍人数为6人,群集系数取1,成年男子湿负荷为18
28、4(g/h),算得201房间的湿负荷为3.97kg/h。201宿舍冬季热负荷计算根据公式3-7、3-8和3-9计算,计算结果见附录冷、热负荷计算结果各房间冷负荷、湿负荷、热负荷计算结果见附录第四章空调方案的确定空调系统的分类按照空气处理设备的集中程度情况分类集中系统集中系统所有的空气处理设备(包括风机,冷却器,加湿器,过滤器等)都设置在一个房间。半集中系统除了集中空调机房外,半集中系统还设置有分散在被调房间的末端设备,其中多半设有冷热交换装置,它的主要功能是在空气进入被调节房间之前,对来自集中处理设备的空气做进一步补充处理。全分散系统这种机组把冷热源和空气处理,输送设备集中设置在一个箱体,形成
29、一个紧凑的空调系统。可以按照需要,灵活而分散的设置在空调房间,因此局部机组不需要集中的机房。按负担室负荷所用的介质种类分类全空气系统全空气系统是指空调房间的室负荷全部由经处理的空气来负担的空调系统。在室热湿负荷为正的场合,用低于室空气焓值的空气送入房间,吸收余热余湿后排出房间。低速集中式空调系统,双管高速空调系统均属这一类型。由于空气的比热较小,需要用较多的空气量才能达到消除余热余湿的目的,因此要求有较大断面的风道或者较高的风速。全水系统全水系统房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担,由于水的比热比空气大的多,所以在相同条件下只需要较小的水量,从而使管道所占的空间减小许多。但是,仅靠水来消除余
30、热余湿,并不能解决房间的通风换气问题。因而通常不单独采用这种方式。空气-水系统随着空调装置的日益广泛使用,大型建筑物设置空调的场合越来越多,全靠空气来承担热湿负荷,将占用较多的建筑物空间,因此可以同时使用空气和水来负担空调的室负荷。诱导空调系统和带新风的风机盘管系统就属于这类型。冷剂系统这种系统是将制冷系统的蒸发器直接放在室来吸收余热余湿。这种方式通常用于分散安装局部空调机组,但由于制冷剂管道不便于长距离输送,因此这种系统不适宜作为集中空调系统来使用。根据集中空调系统处理的空气来源分类闭式系统闭式系统所处理的空气全部来自于空调房间本身,没有室外空气补充,全部为再循环空气,因此房间和空气处理设备
31、之间形成了一个封闭环路。封闭式系统用于无法采用室外空气的场合,这种系统冷热消耗量最省,但卫生效果差当室有人长期停留时必须考虑空气的再生。这种系统应用于战时的地下庇护所等战备工程以及很少有人进出的仓库。直流式系统直流式系统所处理的空气全部来自室外,室外空气经过处理后送入室,然后全部排除室外,因此与封闭式系统相比,具有完全不同的特点。这种系统适用于采用回风的场合。混合式系统从上述两种系统可见,封闭式系统不能满足卫生要求,直流式系统经济上不合理,所以两者都只在特定的情况下使用,对于绝大多数场合,往往需要综合这两种的利弊,采用混合一部分回风的系统。空调系统的划分系统划分的原因在负荷分析基础上,根据空调
32、负荷差异性,合理地将整个空调区域划分为若干个温度控制区,称为空调分区。分区的目的在于使空调系统能有效地跟踪负荷变化,改善室热环境和降低空调能耗。由于同筑物同层及垂直方向冷湿负荷会存在差异,房间用途和使用时间也不尽相同,为使空调系统既能保证室参数要求,又经济合理,既需将系统分区。系统化分的原则在办公建筑中,一般划分为区和周边区,并分别供冷和供热,这是由办公建筑的负荷特点决定的。办公建筑周边区的冷负荷是由于室外温差和太阳辐射作用,通过围护结构传入室的热量形成的冷负荷。与太阳辐射热,室、外温度,围护结构的热工性能有关。周边区夏季存在冷负荷,冬季存在热负荷,并且负荷波动较大。区的冷负荷则是由于人体、灯
33、光照明以及其他设备散热形成的冷负荷。由于人体及设备散热量的变化较小,所以区的冷负荷波动较小,并且全年均为冷负荷。在1月、2月、11月和12月这4个月里,外区房间需要供热,而区房间则需要供冷。分区的界限主要受室外气象参数,维护结构热工性能及扰的影响,尤其以维护结构的层高及扰对其影响最大。系统划分的原则:能保证室要求的参数,即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室温度、相对湿度、净化等要求,室设计参数及热湿比相同或相近的房间宜划分为一个系统。对于定风量单风道系统,还要求工作时间一致,负荷变化规律基本相同;初投资和运行费用综合起来较为经济;尽量减少一个系统的各房间相互不利的影响;尽量减少风管长度和风
34、管重叠,便于施工、管理和测试;一般民用建筑中的全空气系统不宜过大,否则风管难于布置;系统最好不要跨楼层设置,需要跨楼层设置时,层数也不应过多,这样有利于防火;房间朝向、层次和位置相同或相近的房间宜划分为一个系统;工作班次和运行时间相同的房间宜划分为一个系统;气体洁净度和噪声级别要求一致的或产生有害物种类一致的房间宜划分为一个系统。空调制冷方案的确定本设计为学生宿舍楼的空调系统设计,由水系统负担全部的室空调负荷,并且与新风系统联合运用。学生宿舍属于较大型公共建筑,建筑部人员较多,对空气品质级别要求较高,全水系统和冷剂系统只能消除室的余热和余湿,不能起到改善室空气品质的作用,所以全水系统和冷剂系统
35、在本次的建筑空调设计时不宜采用,综合建筑物高,如采用全空气系统,需要足够大的空间,因而本宿舍楼全部采用风机盘管和新风系统。厕所设置排风扇,保持厕所的相对负压,通过其他房间渗透补充厕所风量,再通过厕所风机排出,使厕所异味不能扩散至其他房间。基于以上原则,对本建筑进行系统划分:左侧一到六层水系统划分为一个系统,右侧一到六层水系统划分为一个系左侧一到六层层每一层都是独立的新风系统,右侧一到六层也各自为一套独立的新风系统送风方案方案的确定新风风管形式布置:从室外新风口输入的新风,经风机盘管处理后,送入干管再分配到各个支管,送到各宿舍的吊顶;在风机盘管开启时,室空气被吸入风机盘管,经风机盘管处理后再次送
36、入宿舍房间。由新风系统保证室正压,通过门窗渗透作用将污浊空气排出室外。新风系统存在的缺点:)新风实际供给量受风机盘管转速高低的制约。)进入每个宿舍的新风量无法测试及做出相应的调整。在新风系统管线较长或新风机组余压较小或者调控不正确的情况下,容易导致靠近新风机组的盘管得到的风量较大,而远离新风机组的盘管风量较小甚至根本没有新风送入。优点是:新风直接进入室,使用灵活,当风机盘管不运行时也可进行新风换气,卫生条件好,可以对各支路风量的调整。风机盘管新风处理方式设计方法:新风处理到室状态的等焓线,不承担室冷负荷;新风处理到室状态的等含湿量线,新风机组承担部分室冷负荷;)新风处理到焓值小于室状态点焓值,
37、新风机组不仅承担新风冷负荷,还承担部分室显热冷负荷和全部潜热冷负荷,风机盘管仅承担一部分室显热冷负荷,可实现等湿冷却,可改善室卫生和防止水患;)新风处理到室状态的等温线风机盘管承担的负荷很大,特别是湿负荷很大,造成卫生问题和水患;)新风处理到室状态的等焓线,并与室状态点直接混合进入风机盘管处理。风机盘管处理的风量比其它方式大,不易选型。本设计选择第一种:新风处理到室状态的等焓线,不承担室冷负荷方案,这种方案不仅提高了该系统的调节和运转的灵活性,而且进入风机盘管的供水温度。第五章系统风量的确定送风量的确定室余热量(即室冷负荷)为Q(W),余湿量为W(kg/s)。为了消除余热余湿,保持室空气状态为
38、N点,送入G(kg/s)的空气;其状态为Q当送入空气吸收余热Q和余湿W后,由状态C(h。,do)变为状态N(hN,d0而排出,从而保证了室空气状态为hN、dN0由热湿平衡可以得出空气由0变N点的状态变化过程的热湿比,在焓湿图上可利用热湿比Q的过程线(方向线)来表示送入空气状态变W化过程的方向。这就是说,只要送风状态点0位于通过室空气状态点N的热湿比线上,那么将一定数量的这种状态的空气送入室,就能够同时吸收余热Q和余湿W从而保证室要求的状态N(hN,dN).室的状态点N在焓湿图上的位置也已确定,因而只要经N做出=Q/W勺过程线,即可在该过程线上确定0点,从而算出空气量G,但从公式的关系上看,凡是
39、位于N点以下的该过程线上的诸点直到0点均可作为送风状态点,只不过0点距N点越近,送风量越大,距N越远送风量越小。送风量越小则处理空气和输送空气所需设备可相应的小些,从而初投资和运行费用均可小些,但要注意的是,如果送风温度过低,送风量过小时,可能使人感受冷气流的作用,且室温度和湿度分布的均匀性和稳定性将受到影响。确定送风状态和计算送风量的步骤:1)根据已知的室空气状态参数,在焓湿图上找出室空气状态点N;2)根据计算出的空调房间冷负荷Q和湿负荷W求出热湿比=Q/W再过N点画出过程线;3)根据室温允许波动围确定送风温差,对于风机盘管使用最大送风温差。4)根据所取定的送风温差to求出送风温度to,to
40、等温线与过程线的交点0即为送风状态点;送风量计算式:1000hnhodndo(5-1)式中:G空调房间的总送风量,kg/s;Q空调房间的总余热量,kWW空调房间的总余湿量,kg/s;hn室空气状态点N的焓值,kj/kg;ho送风状态点O的焓值,kj/kgdn室空气状态点N的含湿量,g/kgdo送风状态点O的含湿量,g/kg新风量的确定确定新风量的依据:满足卫生要求为了保证人们的身体健康,必须向空调房间送入足够的新风,一般以稀释室产生的二氧化碳。补充局部排风量当空调房间有局部排风装置时,为了不使房间产生负压,在系统必须有新风来补充排风量。保持空调房间的正压为防止室外空气无组织侵入,影响室空调参数
41、,需要在空调房间保持正压一般规定,空调系统中的新风量不小于送风量的10%风机盘管加新风系统风量的计算以201宿舍举例计算室外状态参数tw294c,w73%,hw79kJ/kg,dw19.5g/kg;室状态参数tn26C,n65%,hn61kJ/kg;采用新风不承担室负荷的方案,即送入室的新风处理到与室焓相等,不考虑温升。计算热湿比:Q276023389.8W0.118取送风取送风在焓湿图上确定室空气状态点N,通过该点画出=23389.8的过程线。温差为t=8C,则送风温度to=26-8=18T,从而得出:ho38kJ/kg,hN48kJ/kgdo8.8g/kg,dN9.5g/kg在焓湿图上的作
42、图过程:tn=26Ctn16C图5-1新风处理过程(2)确定送风量:GhNhO483827600.276kg/s本设计中,风机盘管承担室全部冷负荷,新风处理到室焓值,不承担室负荷各房间风量冷负荷计算结果见附录第六章空调设备的选型风机盘管选型根据风机盘管所承担的冷负荷,选择美国麦克维尔公司生产的卧式暗装机组,风机盘管主要参数列于表6-1中。表6-1风机盘管型号表序号型号风量/m3/h冷量/W制热量/W电机功率/W水量/m3/h水阻力/kPa余压/Pa1MCW200M340225037501500.9538302MCW300M510323053901501.3229303MCW400M680391
43、070601501.937304MCW500M850499089002002.437305MCW600M10206090104302402.938306MCW800M13607640136803003.540307MCW1000M17008890157703506.040308MCW1200M204011100197803806.541309MCW1400M238013000233004007.04230各个房间的风机盘管选型列于附录风机盘管冷凝水处理风机盘管机组在运行时产生冷凝水,必须及时排走,排放冷凝水的管路的系统设计中,应该注意以下几点:)风机盘管凝结水盘的进水坡度不应小于0.001,其
44、它水平支干管,沿水流方向,应该保持不小于0.002的坡度,且不允许有积水部位;)冷凝水管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,以防止表面结露。)冷凝水管的公称直径,一般情况下可以按照机组的冷负荷近似取,很多风机盘管已设定好冷凝水管的直径,本设计所选的风机盘管冷凝水管厂家已定20mm新风机组的选型(6-1)根据图5-1的空气处理过程,每个房间新风负荷公式:QGW(iwin)式中:Gw新风量,kg/s;室外空气焓值,kJ/kg;室空气焓值,kJ/kg选择框式空调新风机组8台,每层一台,如下:表6-2新风机
45、组主选型表层数风量m/h总冷负kw型号台数1左侧1892663.48FP200L(W)1右侧822927.6FP80L(W)1左侧1892663.48FP200L(W)12右侧822927.6FP80L(W)13左侧18926.763.48FP200L(W)1右侧9051.930.36FP100L(W)1左侧18926.763.48FP200L(W)14右侧9051.930.36FP100L(W)15左侧18926.763.48FP200L(W)1右侧9051.930.36FP100L(W)16左侧1728057.96FP200L(W)1右侧7406.127.6FP80L(W)1表6-3新风机
46、组主要性能参数表额定风量m3机组余压额定冷量Kw额定热量Kw水流量n/h阻水力KPa机组噪声dB型号/hPa全新风全新风全新风空调(A)FP80L(W)800025090.41117.9715.732.963FP100L(W)10000250119.54172.4620.822.065FP120L(W)12000300149.25210.3826.032.966FP150L(W52271.5533.742.067FP180L(W81334.6541.954.265FP200L(W)20000300264.18368.7945.943.165F
47、P220L(W)22000350288.20403.0450.136.612462kWDN150Q=177598kWDN501闭式系统管路系统不与大气相接触,仅在系统最高点设置膨胀水箱,设备的腐蚀机会少;不需克服静水压力,水泵压力、功率均低,系统简单,与蓄热水池连接比较复杂开式系统管路系统与大气相通,与蓄热水池连接比较简单,易腐蚀,输送能耗大同程式系统供回水干管中的水流方向相同,经过每一管路的长度相等,水量分配,调度方便,便于水力平衡,需设回程管,管道长度增加,初投资稍高异程式系统供回水干管中的水流方向相反,经过每一管路的长度不相等,不需设回程管,管道长度较短,管路简单,初投资稍低,水量分配,
48、调度较难,水力平衡较麻烦两管制系统供热、供冷合用同一管路系统,管路系统简单,初投资较节省,无法同时满足供热、供冷的要求三管制系统分别设置供冷、供热管路与换热器,但冷热回水的管路共用,能同时满足供冷、供热的要求,管路系统较四管制简单,有冷热混合损失,投资高于两管制,管路系统布置较简单四管制系统供冷、供热的供、回水管均分开设置,具有冷、热两套独立的系统,能灵活实现同时供冷或供热,没有冷、热混合损失,管路系统复杂,初投资高,占用建筑空间较多单式泵系统冷、热源侧与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,难以节省输送能耗,不能适应供水分区压降较悬殊的情况复式泵系统冷、热源侧与负荷侧
49、分别配备循环水泵,可以实现水泵变流量,能节省输送能耗,能适应供水分区不同压降,系统总压力低,系统较复杂,初投资较高根据以上各系统的特征及优缺点,结合本宿舍楼情况,本设计空调水系统选择闭式、异程、双管制、单式泵系统,这样布置的优点是过渡季节只供给新风,节约能源。空调水系统的布置本系统设计可以采用两管制供应冷冻水,且具有结构简单,初期投资小等特点。同时考虑到节能与管道清洁等问题,可以采用闭式系统,不与大气相接触,采用定压补水装置取代以往的膨胀水箱定压。定压补水装置包括有两部分:膨胀罐用于恒定系统的水压;补水箱和补水泵用于保证系统各个末端装置始终充满冷冻水。由于设计属于多层建筑,因此可以采用异程式水
50、系统,此系统缺点是会导致系统压力分布不均,因此在每层的回水管末端需要额外加入静态平衡阀以平衡各层楼之间的水压。本设计采用的是双螺杆冷水机组,机组布置宿舍楼旁的的方案。供水、立管均采用异程式,各层水管也采用异程式,新风机组和风机盘管系统共用供、回水立管,即新风负荷亦算入冷水机组负荷当中。风机盘管水系统新风水系统水力计算基本公式本计算方法理论依据付祥钊,肖益民编著的流体输配管网。(1)沿程阻力:单位长度管道摩擦阻力计算式:G2Rm6.251085(7-1)d式中:管道摩擦阻力系数,由莫迪公式求得液体密度,kg/m3G管流量,kg/hd管道经,m(2)局部阻力:水流动时遇弯头、三通及其他配件时,因摩
51、擦及涡流耗能而产生的局部阻力为:Pjv2(7-2)式中:Pj局部阻力(7-3)(7-3)(7-4)局部阻力系数液体密度,kg/m3m/sPIRmPjdn1.13.V流体速度,水管总阻力:确定管径:式中:Vj冷冻水流量,m3/s;vj流速,m/s。在水力计算时,初选管流速和确定最后的流速时必须满足以下要求:表7-2管水流速推荐值管径/mm1520253240506580闭式系统0.40.50.50.60.60.70.70.90.81.00.91.21.11.41.21.6开式系统0.30.40.40.50.50.60.60.80.70.90.81.00.91.21.11.4管径/mm100125
52、150200250300350400闭式系统1.31.81.52.01.62.21.82.51.82.51.92.91.62.51.82.6开式系统1.21.61.41.81.52.01.62.31.72.41.72.41.62.11.82.3空调系统的水系统的管材有镀锌钢管和无缝钢管,当管径不大于40mm寸可以采用镀锌钢管,其规格用公称直径DN表示;当管径大于40mm寸采用无缝钢管。标准层的冷冻水供水管路水力计算举例(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:Q(7-5)GC(t2山)式中:G冷冻水流量,kg/s;C冷冻水的
53、比热容,C=4.2kJ/(kggK);t1-一冷冻水出口温度,取规定温度12C;t2-一冷冻水入口温度,取规定温度7C;2)查取暖通空调常用数据手册相关资料,对于冷冻水管压力降取100-200Pa/m,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201为例:其冷量Q=2191.5Vy带入式(7-5):=2.1915c(t2t1)4.250.104kg/s查表可知:其支管管径DN=20mtm比摩阻是196,其他各房间的支干管管径也用此方法算得。水管水力计算汇总表见附录水管系统中的阀
54、门放气阀: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,具体位置标注在图纸当中。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0.001升入管路的高点然后通过放气阀排出。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。管径不大于40mmj用球阀,管径大于40mm用蝶阀。为便于自动控制,还应设置电动二通阀、Y型过滤器等附件。空调风系统空调房间气流组织本设计室温湿度参数:冬季供暖设计温度18C,相对湿度=40%夏季空调设计温度26C,相对湿度=65%房间送风高度不大于2.8米,设
55、计的空调系统为舒适性空调,根据空气调节所要求的气流组织,本设计各房间气流组织选择上送上回送风方式。新风入口布置注意事项新风进口位置:本系统采用独立的新风系统,因此只须考虑风机盘管机组配置合理;布置时应尽量与室风机盘管远离,以免新风被室风机盘管吸入重新处理,造成浪费;为避免吸入室外地面灰尘,新风进风口底部应距地面不宜低于2m。新风口其他要求:进风口应设百叶窗,以防雨水进入,百叶窗应采用固定的百叶窗,处于多雨地区,宜采用防水的百叶窗。为保证新风的质量,还应加装空气过滤装置。表7-3常见空气分布器的型式、特征及适用围空气分布器类型送风口名称型式气流类型及调节性能适用围备注侧送风口格栅送风口叶片固定和
56、叶片可调节两种,不带风量调节属圆射流叶片可调节格栅,可根据需要调节上、下倾角或扩散角不能调节风口风量要求不高的一般空调工程叶片固定的格栅风口可做回风用,也可做新风进风口单层百叶送风口叶片横装为H型,竖装为V型,均带有对开式风量调节阀属圆射流H型可调节竖向仰角或倾角,V型可调节水平扩散角能调节风口风量用于一般精度的空调工程单层百叶风口与过滤器配套使用可做回风口双层百叶送风口双层百叶送风口属圆射流外层叶片可调节,可根据需要调节竖向仰角或俯角,以及调节水平扩散角能调节风口风量用于公共建筑的舒适性空调,以及精度较高的工艺空调叶片可调成A、B、C、D四种吹出角度,调节围为:0-180条缝形百叶送风口长宽
57、比大于10,叶片横装可调节的格栅风口,或者与对开式风量调节阀组装在一起的条缝百叶风口属平面射流根据需要可调节上下倾角必要时也可调节风量可作为风机盘管岀风口,也可用于一般的空调工程-散流器圆形(方形)直片式散流器扩散圈为三层锥形面,拆装方便。可与单开阀板式或双开发板式风量调节阀配套使用扩散圈挂在上面一档呈下送流型,挂在下面一档呈平送贴附流型能调节送风量用于公共建筑的舒适性空调和工艺空调-圆盘型散流器圆盘呈倒蘑菇形,拆装方便。可与单开或双开阀板风量调节阀配套使用圆盘挂在上面一档时呈下送流型,挂在下面一档呈平送贴附流型能调节送风量同上-流线型散流器散流器及其扩散圈呈流线型,可调节风量气流呈下送流型,
58、采用密集分布用于净化空调-方(矩)形散流器扩散圈的形式有10多种,可形成1-4个不同的送风方向,可与对开式多叶调节阀或单开阀板式风量调节阀配套使用,拆装方便平送贴附流型能调节送风量用于公共建筑舒适性空调-条缝形(线形)散流器长宽比很大,叶片单向倾斜为一面送风,叶片双向倾斜为两面送风气流呈平送贴附流型用于公共建筑舒适性空调-本工程风机盘管风口采用条缝型百叶送风口,新风采用矩形散流器723送风口的布置原则散流器布置原则:布置时应考虑建筑结构的特点,散流器平送方向不得有障碍物(如柱)。一般按照对称布置或梅花型布置。每个圆形或方形散流器所服务的区域最好为正方形或接近正方形;如果散流器服务区的长宽比大于
59、1.25时,宜选用矩形散流器。本次设计散流器采用对称布置,考虑到美观应与房间的气流组织分布均匀,散流器在布置时,应尽量与灯保持同向布置且距灯外缘200mm勺距离。新、排风口的防雨百叶尺寸的确定新风百叶处的面风速2m/s排风百叶处的风速应控制在vW4.0m/s围,不宜过高。GAg/g3600(m3/h)(7-1)其中:G端面风量,n3/h;m2m2端面面积,若为防雨百叶则为其有效面积,风道的布置和制作要求新风管道全部用镀锌钢板制作,厚度及加工方法,按通风与空调工程施工及验收规(GB50243-2002的规定确定,主管和支管的断面尺寸在途中标明;设计图中所注风管的标高,以风管底为准;穿越沉降缝或变
60、形缝处的风管两侧,以及与通风机进、出口相连处,应设置长度为200300mm勺人造革软接;软接的接口应牢固、严密,在软接处禁止变径。风管上的可拆卸接口,不得设置在墙体或楼板;所有水平或垂直的风管,必须设置必要的支、吊或托架,其构造形式由安装单位在保证牢固、可靠的原则下根据现场情况选定;风管支、吊或托架应设置于保温层的外部,并在支吊托架与风管间镶以垫木,同时,应避免在法兰、测量孔、调节阀等零部件处设置支吊托架;安装调节阀、蝶阀等调节配件时,必须注意将操作手柄配置在便于操作的部位;安装防火阀和排烟阀时,应先对其外观质量和动作的灵活性与可靠性进行检验,确认合格后再行安装;防火阀的安装位置必须与设计相符
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