暖通毕业设计说明书

第一章绪论第一节空气调节的含义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是在建筑中度过。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。人类从穴居到居住现代建筑的漫长发展道路上，始终不懈地改善室环境，以满足人类自身生活、工作对环境的要求，和满足生产、科学实验对环境的要求。人们对现代建筑的要求，不只有挡风遮雨的功能，而且还应是一个温湿度宜人、空气清新、光照柔和、宁静舒适的环境。生产与科学实验对环境提出了更苛刻的条件，如计算室或标准量具生产环境要求温度恒定（称恒温），纺织车间要求湿度恒定（称恒湿），有些合成纤维的生产要求恒温恒湿，半导体器件、磁头、磁鼓生产要求对环境中的灰尘有严格的控制，等等。这些人类自身对环境的要求和生产、科学实验对环境的要求导致了建筑环境控制技术的产生与罚展，并且已形成了一门独立的学科。建筑环境学中指出，建筑环境由热湿环境、室空气品质、室光环境和声环境所组成。空气调节是控制建筑热湿环境和室空气品质的技术，同时也包含对系统本身所产生噪声的控制。空气调节（AirConditioning）——实现某一房间或空间的温度、湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节与控制，并提供足够量的新鲜空气。空气调节简称空调。空调可以实现对建筑热湿环境、空气品质全面进行控制，或是说它包含了采暖功能和通风的部分功能。实际应用中并不是任何场合都需要用空调对所用的环境参数进行调节与控制，例如，寒冷地区，有些建筑只需要采暖；又如有些生产场所，只需要用通风对污染物进行控制，而对温湿度并无严格的要求。尤其是利用自然通风来消除室余热余湿，可以大大减少能量消耗和设备费用，应尽量优先采用。第二节空调技术的发展概况早在、汉年间，我国就有了以天然冰作冷源对房间进行冷却的“空调房间”，据《艺文志》记载：“大国有五宫殿，以水晶为柱拱，称水晶宫，实以冰，遇夏开放。”尽管我们古老文明也创造了采暖通风空调的应用技术，但现代意义上的采暖通风空调技术的起源在西方。1904年在纽约建成斯托克斯交易所空调系统（制冷量450冷冻，即1406KW），同一时间在德国一剧院建成类似的空调系统。1911年美国开利（Karrier,W.H.）博士发表了湿空气的热力参数计算公式，而后形成了现在广为应用的湿空气焓湿图，使得空调的计算更为合理。到1940年全美国制冷机总安装功率5×106KW中有16%用于空调。而今天在发达国家中，“空调”一词已被一般人所了解，家用空调器在家庭中应用已相当普及，1996年日本销售家用空调器811.6万台。美国家用空调器销量一直保持在250—160万台/年。现代的采暖通风空调技术在我国是近几十年发展起来的。在1949年前，只有在大城市的高级建筑物中才空调技术的应用，设备都是来自舶来品。大光明影院是最早用集中式空调系统的建筑物，建于1931年，采用离心式冷水机组。新中国成立后，空调技术才得到迅速发展。在20世纪50年代，迎来了工业建筑第一次高潮，前联援建了156项工程，同时带进了前联的空调技术和设备，这时工艺性空调也得到了发展，例如在大工厂中建有恒温恒湿的计量室，纺织工厂设有以湿度控制为主的空调系统。但当时基本上没有空调产品和专门为空调用的制冷设备。20世纪60—70年代，我国经济建设走“独立自主，自力更生”的发展道路，从而形成了空调技术发展的时代特点。从仿制前联产品转向自主开发。这段时间舒适性空调也有了一些应用，主要应用在高级宾馆、会堂、体育馆、剧场等公共建筑中。也开发了一些空调产品，如JW型组合式空调机、恒温恒湿式空调机、除湿机、专为空调用的活塞式冷水机组等。1975年颁布了《工业企业采暖通风和空气调节设计规》（TJ19——75），从而结束了空调工程设计无章可循的历史。这一规也体现了我国专业工作者的一部分研究成果。20世纪80—90年代是空调技术发展最快的时期。这时期是我国经济转轨时期，而空调也从原来主要服务对象工业转向民用。从南到北的星级宾馆都装有空调，最差的也装有分体式或窗式空调器。商场、娱乐场所、餐饮店、体育馆、高档办公楼中设空调已经很普遍了，而空调器也普遍进入了家庭。中国空调的市场潜力很大，预示着行业的发展前景远大。展望21世纪空调行业的发展，必将是走向一个稳步的可持续发展的道路。第三节中央空调的发展趋势随着我国经济的持续增长，国民收入逐步提高，人们生活水平日益提高，家庭居住条件日益改善，人们对家居环境的舒适性要求越来越高，对家用中央空调的需求越来越大，空调成为人们家居生活不可缺少的重要组成部分。但由于我国是一个幅员辽阔、地理、气候条件分布不匀的国家，家居中央空调的使用情况多种多样，分布差异较大。华东沿海一带人们生活水平普遍较高，空调已不仅仅是用来降温，而是越来越多的用户都认为必须改善空气质量，提高空气质量，上述三种空调已不仅仅是单一使用，而是有机地结合在一起，增加新风热交换器。其次，经济发展水平地区差异较大，在不同的地区人们对家庭空调的需求不一样。即使在同一地区，由于人们的收水平不同，住宅形式也多种多样，而且生活习惯也不尽相同，因此对家用空调的需求也是多层次的。从环境和能源角度考虑，目前我国的环境污染问题较为突出，许多大中型城市出现“热岛”效应、空气污染等现象，首先，我国家用空调的发展必须注重节能性，提高空调的能效比值，其次，减少对环境的影响，降低空调机的噪声和对周围环境空气质量的污染。再次，对各种形式的家用中央空调进行研究和开发，在研究和设计进程中，充分考虑我国的具体国情，生产和开发各种适合中国国情的家用中央空调系统。第二章概述第一节工程概况该办公楼为九层建筑，无地下室，总建筑面积为6000m2。一，二层为交易大厅，层高4.5m；三到八层为办公室，阅览室，档案室等，层高3.8m，。局部顶层为水箱间和电梯机房，层高3.3m。总层高为38.7m。第二节设计依据一、建设单位设计书及甲方提供资料中与本专业设计有关容；二、建筑专业提供的建筑图纸，包括一至九层建筑平面图，建筑物立面图、剖面图等；三、有关规（一）《采暖通风与空气调节设计规》(GB50019-2003)；（二）《民用建筑设计防火规》（GBJ16-87）(2001年)；（三）民用建筑热工设计规》（GB50176-93）；（四）《采暖通风与空气调节术语标准（GB50155-92）；（五）《旅游诱馆建筑热工与空气调节节能设计标准》（GB50189-93）；（六）《通风与空调工程施工质量验收规》（GB50243-2002）；（七）《全国民用建筑工程设计技术措施》（暖通空调.动力-2003）。第三节设计概况一、风系统：一层的101（大厅）、201（交易大厅）采用全空气一次回风系统，其他楼层采用风机盘管加独立新风系统，新风由设置在走廊上空的吊顶新风机组提供。二、水系统：为双管同程式,夏季空调用水供回水温度7/12℃。三、风机盘管：风机盘管配带温控器.季节转换开关及三速开关,并在供水支管上设电动三通阀,可根据温度调节电动三通调节阀及风机转数。第四节原始资料一、室外空气设计参数及工艺资料（一）室外空气设计参数查《采暖通风与空气调节设计规》JB50019-2003。表1地区室外气象参数纬度海拔m大气压力kPa室外平均风速m/s室外计算干球温度℃冬季室外计算相对湿度%夏季室外计算湿球温度℃30º40´140.9冬季夏季冬季夏季冬季夏季8026.796.3294.770.91.1136.1（二）室空气设计参数及工艺资料如下表所示表2室空气设计参数房间名称干球温度（℃）相对湿度（%）新风量（m3/h.人）人员密度（人／m2）照明功率（W/m2）夏季冬季夏季冬季交易大厅10125～2820～2255～6540～5518～20140～50交易大厅20125～2820～2255～6540～5018～20140～50贵宾室24～2620～2255～6540～50300.230多功能厅24～2620～2255～6540～50300.225～30接待室24～2620～2455～6540～50300.515会议室25～2720～2255～7030～50300.530～40办公室25～2720～2455～6540～50300.220二、动力资料1、水源：城市自来水。2、电源：220/380V50Hz民用动力电。3、冷源：根据负荷计算设计制冷站，冷水供回水温度为7℃／12三、围护结构资料（一）屋面：加气混凝土保温屋面，II型，k＝0.83W/m2·k；（二）外墙：砖＋泡沫混凝土+木丝板＋白灰粉刷，II型墙，k＝0.9W/m2·k；（三）外窗：采用塑钢窗，中空玻璃，k＝3.9W/m2·k；（四）门：根据用途不同查有关资料确定传热系数值；（五）墙：采用200厚KP1型空心砖，k＝0.58W/m2·k，两侧各抹20厚水泥砂浆；（六）楼板：120厚钢筋混凝土楼板，40厚水泥珍珠岩砂浆垫层，k＝2.0W/m2·k；（七）楼梯间：为不使用空调区域，抹30厚保温砂浆第三章负荷计算第一节夏季空调冷负荷计算目前，在我国暖通空调工程中，常采用冷负荷系数法和谐波反应法计算空调冷负荷，它们都是便于在工程上进行手算的一种简化计算方法。本设计夏季冷负荷计算采用冷负荷系数法，各项冷负荷的组成及其计算方法如下：一、外墙和屋面瞬时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：式(3.1)式中：------外墙和屋面瞬时传热引起的逐时冷负荷，W；------外墙和屋面的面积，m2；------外墙和屋面的传热系数，W/（m2/℃）；------外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，℃，见《暖通空调》附录2-4、2-5；------地点修正系数，见《暖通空调》附录2-6；------外表面放热系数修正值，见《暖通空调》表2-8；------吸收系数修正值，见《暖通空调》表2-9；------室计算温度，℃。二、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式进行计算：式（3.2）式中：------外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷，W；------外玻璃窗传热系数，W/（m2/℃）；------窗口面积，m2；------玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值，℃，见《暖通空调》附录2-10；------地点修正系数，见《暖通空调》附录2-11；------室计算温度，℃。三、透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷透过玻璃窗进入室的日射得热分为两部分，即透过玻璃窗直接进入室的太阳辐射热和窗玻璃吸收太阳辐射后传入室的热量。透过玻璃窗进入室的日射得热形成的逐时冷负荷可按下式计算：式（3.3）式中：------透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷，W；------有效面积系数，见《暖通空调》附录2-15；------窗口面积，m2；------窗玻璃的遮阳系数，见《暖通空调》附录2-13；------窗遮阳设施的遮阳系数，见《暖通空调》附录2-14；------最大日射的热因数，W/m2，见《暖通空调》附录2-12；------窗玻璃的冷负荷系数，见《暖通空调》附录2-16～2-19。四、人体散热形成的冷负荷人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周围环境条件（温度.湿度等）等多种因素有关。人体散热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。在本设计中，为了计算的方便，计算以成年男子散热量为计算基础。而对于不同功能的建筑物中有各类人员（成年男子.女子.儿童等）不同的组成进行修正，为此，引入群集系数φ。人体显热散热引起的冷负荷计算式为：式（3.4）式中：------人体显热散热形成的冷负荷，W；------不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，见《暖通空调》表2-13；------室全部人数；------群集系数，见《暖通空调》表2-12；------人体显热散热冷负荷系数，见《暖通空调》附录2-23。人体潜热散热引起的冷负荷计算式为：式（3.5）式中：------人体潜热散热形成的冷负荷，W；------不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，见《暖通空调》表2-13；------室全部人数；------群集系数。表7101房间人员散热引起的冷负荷(8-24h)五、设备散热形成的冷负荷式（3.6）式中：------设备显热散热形成的冷负荷，W，，见《暖通空调》表2-20、2-21；------设备实际显热散热量，W；------设备显热散热冷负荷系数（本设计设备散热按稳态计算）。六、照明散热形成的冷负荷式（3.7）式中：------照明散热形成的冷负荷，W；------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时，取=1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚时，可取=1.0；------灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚时，取=0.5—0.6；而荧光灯罩无通风孔者=0.6—0.8；------照明工具所需功率；------照明散热冷负荷系数，见《暖通空调》附录2-22。七、围护结构冷负荷本设计中围护结构形成的冷负荷按稳态传热计算式（3.8）式中：------围护结构冷负荷，W；------围护结构的传热系数，W/（m2/℃）；------围护结构的面积，m2；------夏季空调室外计算日平均温度，℃；------附加温升，℃，查《暖通空调》教材取1℃；------室计算温度，℃。各房间的负荷见附表一第二节冬季热负荷计算建筑物冬季热负荷由围护结构耗热量和门窗缝隙渗入冷空气耗热量两部分组成，因空调建筑室为正压，故本设计不考虑冷风渗透耗热量。围护结构耗热量又由围护结构基本耗热量和围护结构附加耗热量组成。一、围护结构基本耗热量式（3.9）式中：------围护结构基本耗热量，W；------围护结构的表面积，m2；------室计算温度，℃；------冬季室外空气计算温度，℃；------围护结构温差修正系数。二、围护结构附加耗热量（一）朝向修正率北、东北、西北朝向：0；冬、西朝向：-5%； 东南、西南朝向：-10%～15%； 南向：-15%～25%。（二）高度附加当房间净高超过4m时，每增加1m，附加率为2%，但最大附加率不超过15%。高度附加率应加在基本耗热量和其他耗热量的总和上。（三）本设计未考虑风力附加和外门开启附加。（四）通过地面的温差传热通过地面的温差传热近似计算法。即把地面划分为四个地带，各地带有其确定的传热系数，按下式计算房间的地面温差传热量：式（3.10）式中：-----各计算地带面积，；-----各计算地带的传热系数；第一地带.℃，第二地带.℃，第三地带.℃，第四地带.℃，计算地带划分的方法是：平行于建筑物的所有外墙，自外墙表面起，向建筑划分缩进2m划一个与外墙轮廓相同的区域，作为第一地带。如此向划，每2m宽为一个地带。当距外墙表面6m以后，皆属第四地带。应注意角隅房间的外墙角第一地带的面积增加4m以补偿角传热的增强。各房间热负荷计算表见附录2。第三节夏季、冬季湿负荷计算湿负荷是指空调房间的湿源（人体散湿、敞开水表面散湿和地面积水等）向室的散湿量，也就是维持室含湿量恒定需从房间出去的湿量。式（3.11）式中：------人体散湿量，kg/s；------室全部人数；------群集系数；------成年男子的小时散湿量，g/h。各房间湿负荷计算见附表3。第四章空气处理方案的选择第一节空调系统的分类空调系统一般可按负担室热湿负荷所用的介质分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂系统。按空气处理设备的集中程度可分为集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统。按被处理空气的来源又可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。表10几种空调系统特点比较系统特点封闭式系统它所处理的空气全部来自空调房间本身，没有室外空气补充。这种系统冷、热耗量最省，但卫生效果差。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。全新风系统它所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后送入室，然后全部排出。这种系统空气品质好，但耗能，运行费用高。使用于不允许回风的场合，如放射性试验室以及散发大量有害物的车间等。一次回风系统综合了封闭式系统和全新风系统的利和弊，采用一部分回风。这种系统既能满足卫生要求，又经济合理，故应用最广。一、一次回风系统此系统将空调机设置在专门的空调机房，而用送风道向各空调房间供冷或供热。其特点是：（一）回风仅在热湿处理设备前混合一次；（二）可利用最大送风温差送风，当送风温差受限制时，利用再热满足送风温度；（三）因空调机设置在机房，运转，维修较容易，能进行完全的空气过滤，产生振动，噪声传播的问题较少；（四）因送风量大，换气充分，再加上过滤完全，房间的空气品质较好，特别是若设置回风机或排风机时，则可在过度季节利用新风进行供冷；（五）必须有大型的空调机房；（六）当房间空间较大而分区数少时，设备费较其他方式便宜。二、风机盘管加新风系统该系统是将风机盘管设置在空调房间，直接处理室空气，新风机组设置在专门房或吊顶，用风道向各空调房间送入处理后的新风，其特点是：（一）优点：1、噪音较小，对于旅馆的客房，夜间低档运行的风机盘管机组，室环境一般在30—40dB(A)；2、具有个别控制的优越性。风机盘管机组的风机速度可分为高、中、低三档；水路系统采用冷热水自动控制温度调节器等，可灵活的调节各房间的温度；是无人时机组可停止，运行经济、节能；3、系统分区进行调节控制容易。冷热符合按房间朝向、使用目的、使用时间等把系统分割为若干区域系统，进行分区控制；4、风机盘管机组体型小，布置和安装方便，属于系统的末端机组类型；5、占建筑空间少；6、对于将来建筑物的扩建，而相应增设风机盘管机组，实现比较容易。（二）缺点：1、因机组设在室，有时与建筑布局产生矛盾，需要建筑上的协调与配合；2、因机组分散设置，台数较多时，维修管理工作量较大。随着机组质量提高，这一缺点将逐步减少；3、风机盘管机组方式本身解决新风量是困难的。在过渡季和冬季利用室外空气降温的时间较短；4、由于机组风机的静压小，在机组中不可能使用高性能的空气过滤器，空气洁净度不高；5、此外，由于风机盘管机组有旋转部分（风机、电动机），对加工质量要求较高。供给机组的水系统管道保温要严格保证施工质量，防止系统运转时产生凝结水。（三）风机盘管与新风系统的容量匹配：空调系统中的设备容量通常根据夏季冷负荷确定，以冬季负荷值进行校核。因冬季热水的供回水温差远远大于夏季的冷水供回水温差，故根据夏季冷负荷确定的设备，其容量一般能满足冬季要求。本设计采用新风承担室负荷的处理方式。此方式中，室的部分冷负荷由风机盘管承担，新风冷湿负荷与室的湿负荷及部分冷负荷由新风承担。该方案的优点是：风机盘管在干工况下运行，减少了系统对空气的污染。另外，据次选择的风机盘管噪声相应的小，当室无人时，风机盘管随之停止运行，而新风系统的运行是不间断的，如此的方案使得室无人时，室的空气参数不会偏离设计值太远。三、新风量确定的一般原则目前，我国空调设计中的新风确定原则仍用现行规，设计手册中规定（或推荐）的原则。主要有以下三个依据：（一）卫生要求：在人长期停留的空调房间，新鲜空气的多少对健康有直接影响。人体总要不断的吸进氧气，呼出二氧化碳一般按规规定，办公室每人所需新风量为18m3（二）补充局部排风量：本系统办公室无局部排风，因此不考虑该项。（三）保持空调房间的正压的需要;为了防止外界环境空气（室外的或相邻的空调要求较低的房间）渗入空调房间，而干扰空调房间温湿度或破坏室洁净度，需要在空调系统中用一定量的新风来保持房间的正压（即室大气压力高于外界环境压力）.一般情况下，室正压在5～10Pa即可满足要求，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。因此，本系统选定室正压值为△P=5Pa。在实际工程设计当中，对于绝大多数场合来说，当按上述方法得出的新风量小于总风量10%时应按10%计算，以确保卫生和安全。具体如下图所示：图1最小新风量的确定简图各房间的新风量见附表一第五章空气处理过程计算第一节全空气一次回风系统空气处理过程计算本设计以一层全空气系统为例，计算过程如下：总冷负荷：∑Q=45500W，总湿负荷：∑W=9.62g/s；一、夏季处理过程（一）确定夏季室空气状态点N。根据夏季室温度=26℃,相对湿度φ=60%。确定室空气状态点N，并查i-d图得到，室焓值=58kJ/kg，含湿量=12.5g/kg。（二）做热湿比线ε。根据计算出的室冷负荷Q=161751W，湿负荷：∑W=27.16g/s，计算热湿比，再通过N点做室热湿比线ε。（三）确定送风状态点S。本系统拟采用表冷器作为降温去湿的空气处理设备，以空气处理到φ=95%的机器露点L与热湿比线ε相交，次点即为送风状态点S，由此求的机器露点（送风状态点）参数为:，。（四）计算系统的总风量G。根据热量平衡关系，可得：（五）确定室外空气状态点W。根据夏季室外空调计算干球温度31.6℃，湿球温度26.7℃，确定室外空气状态点W，查i-d图得，，。（六）确定混合状态点M。连接N点和M点，根据计算得到M点：，。（七）计算所需冷量:。第二节风机盘管加新风系统处理过程计算本设计采用新风承担负荷的空气处理方案，将新风处理到低于室等含湿量线，即室的部分冷负荷由风机盘管承担，新风冷、湿负荷与室湿负荷及部分冷负荷由新风系统承担。一、风机盘管加新风系统夏季处理过程计算（一）求各房间的送风量G及新风量1、求室热湿比及房间送风量（以105房间为例），采用可能达到的最低参数送风，过N点作ε线按最大送风温差与φ=95%线相交，即得送风状态点S，，。房间送风量为：。2、新风量按30人，计算，。3、如此可求得一层风机盘管加新风系统的总送风量和总新风量：，。（二）新风处理后空气状态参数确定由于室的全部湿负荷由新风承担，故新风处理后的含湿量为：

作=的等含湿量线与φ=95%的等相对湿度线的交点L即为新风处理后的状态点，，。（三）新风机组承担的冷负荷：（四）各房间风机盘管风量及冷量的确定1、风机盘管的风量：；2、风机盘管处理后空气状态参数的确定根据：，；3、风机盘管的冷量：。各房间风管冷量见附录二第六章气流组织设计第一节气流组织设计方法及计算步骤一、气流组织设计方法气流组织设计是空调设计中的一个重要环节。气流组织直接影响室空调效果，关系着房间工作区的温湿度基数，精度及区域温差，工作区气流速度等。一般的空调房间，主要是要求在工作区（指房间人群的活动区域，一般指距地面2m以下）保持比较均匀而稳定的温湿度；而对工作区风速有严格要求的空调房间，主要是保持工作区风速不超过规定的数值。《采暖通风与空气调节设计规》规定，对于舒适性空调，工作区风速夏季不应大于0.3m/s，冬季不应大于散流器送风气流组织的计算主要是选用合适的散流器，使房间的风速满足设计要求。根据p.j杰克曼对圆形多锥面和盘式散流器试验结果综合公式散流器射流的速度衰减方程为：式（6.1）式中：-----自散流器中心为起点的射流水平面的距离，m；-----在处的最大风速，m/s；-----散流器出口的风速，m/s；------平送射流原点与散流器中心的距离，多层锥面散流器取0.07m；------送风常数，多层锥面散流器为1.4,盘式散流器为1.1；A------散流器的有效流通面积，。工作区的平均风速按下式确定;式（6.2）式中：L-------散流器服务区便边长，m;当两个方向长度不变时，可取平均值；H------房间净高，m；X------射程，m；上式是等温射流的计算公式，当送冷风时应增加20％，送热风时应减少20％。二、气流组织设计的计算步骤（一）按照房间（或分区）的尺寸布置散流器，计算每个散流器的送风量；（二）初选散流器，计算颈部风速，计算射程；（三）计算工作区的平均风速是否满足要求，若不满足，应重新选择布置散流器。第二节气流组织计算本设计以一层交易大厅为例，对气流组织设计进行计算房间的总送风量为2583m3/h，拟布置17个240×240的方形散流器。则颈部风速为：，假设散流器实际出口面积约为颈部面积：散流器出口风速：V=4.22，射流末端速度为0.5，室平均速度：，如果送冷风则室平均风速为：，送热风时，平均风速为可见，符合规要求。第七章设备选型第一节全空气系统设备选型一、组合式空调机组选择的一般要求本设计拟选用组合式空调机组，安装型式采用卧式。在选用时符合以下技术要求：（一）组合式空调机组的额定风量、全压、供冷量、供热量等基本参数，在规定的试验工况下应符合下列规定；1、机组风量实测值不低于额定值的95%，全压实测值不低于额定值的88%；2、机组额定供冷量的空气焓降应不小于17kJ/kg,新风机组的空气焓降应不小于34kJ/kg；3、机组供热量的空气温升至少应不小于:蒸汽加热时，温升20℃；热水加热时，温升15（二）机组使用的冷、热水均应经软化处理；（三）新风机组在进气温度低于冰点运行时，应有防止盘管冻裂的措施；（四）机组应设排水口，运行中排水应畅通，无溢出和渗漏；（五）机组的风机出口应有柔性连段管，风机应设隔振装置；（六）为加强机组防腐性能，箱体材料宜采用镀锌钢板或玻璃钢，对于采用黑色金属制作的构件表面应做防腐处理；（七）机组气流应均匀流过过滤器、换热器和消声器，以充分发挥这些装置的作用，机组横断面上的风速均匀度应大于80%；（八）在机组静压保持700Pa时，机组漏风率应不大于3%；（九）机组应设置必要的气温遥测点，过滤器宜设压差检测装置，各功能段根据需要设检查门和检测孔，检查门应严密，外均可灵活开启，并能锁紧。二、空气处理设备的选择因一、二层全空气系统风量相差不大，故可选用相同的空气处理机组，本设计以一层系统为例，选择空气处理设备和对主要设备进行校核计算。系统总风量：G=2583×1.1=2841m3/h，夏季制冷量：Q=100KW。根据所需处理的空气量，查设备选型手册，选用DBFP30型组合式空调器一台，其标定风量为3000m3/h，根据冷量选用STTL-N-21×8.38-FH型表冷器（3排），其标定冷量为118KW（入口工况为27℃DB/19℃WB），根据所需加热量选用2排盘管（热媒为热水），其标定热量为135表11DBFP-30型组合式空调机组性能参数主要技术参数风量(m3/h)冷量(KW)热量(KW)表冷器型号迎面风速(m/s)3000117135STTL-N-21×8.38-FH2.5盘管压力(kPa)余压(Pa)噪声(dB(A))117870882初效过滤段段长度(mm)滤速(m/s)初阻(Pa)终阻(Pa)计算效率(%)2552.550100>60%重量(kg)225中效过滤段段长度(mm)滤速(m/s)初阻(Pa)终阻(Pa)计算效率(%)8550.27515050%重量(kg)640表冷段段长度(mm)换热面积(m2)水流量(T/h)水阻力(kPa)进出水温度(℃)655432.840.7913.17/12表冷器台数重量(kg)2675加热段段长度(mm)换热面积(m2)水流量(T/h)水阻力(kPa)水速(m/s)655141.629.040.0151热水温度(℃)加热器台数重量(kg)601550风机段段长度(mm)风机转速(r/min)功率(KW)重量(kg)22251064151350三、主要设备的校核计算（一）表冷器的校核计算为使表冷器的工作能够满足要求，应对其进行严格的热工计算，然而，多数表冷器样本上的热工性能参数不足以进行精确的计算。此时，可进行近似计算。目前，国产表冷器样本上的冷量是按标准工况测定的，冷量测定的标准工况是：室空气干球温度=25℃，室空气湿球温度=18.5℃。冷冻水初温t=7℃，供回水温差△t=式（7.1）式中：，------非标准工况和标准工况下表冷器的冷量；，------非标准工况和标准工况下空气的初湿球温度；，------非标准工况和标准工况下冷冻水的初温。已知，被处理空气量为2841m3/h，空气初参数为：=28℃，=64.9KJ/kg，=14.5g/kg，=22℃，冷水初温为=7℃。由上式求得表冷器入口的空气湿球温度为22℃，冷水初温7表冷器终状态点的焓值：次等焓线与相对湿度为95%的等值线相交，得：=14.5℃，=9.8g/kg。（二）系统水力计算，校核风机扬程空调系统水力计算的目的是：确定各管段的断面尺寸和系统阻力，保证系统的风量分配达到要求，最终确定系统通风机的型号和动力消耗。空调水力计算采用假定流速法，即根据风道与风口的经济流速确定其风速值，再由风道或风口应输送的风量得到风道或风口所需尺寸，并计算出系统的阻力。风道与风口的经济流速见下表：表12风道与风口的经济流速（m/s）风道、风口类别主风道无送、回风口的支风道有送、回风口的支风道送风口风速6~85~73~53~51、空调系统水力计算的特点：（1）系统的介质为空气而非采暖系统中的热水或蒸汽，因此管道的断面远远大于热水或蒸汽管道的断面，因而占用空间较大；（2）除特殊情况外，空调系统一般用镀锌薄钢板作风道，且为了与建筑配合，风道多采用矩形断面，为了最大限度的利用板材，实现风管制作与安装的机械化、工厂化，我国确定了《通风管道统一规格》；（3）空调系统的局部阻力所占比例较大，一般为50%以上。2、计算步骤：（1）管段编号。在每一管段始末两点处或分叉点处做标号，每一管段为一流量；（2）将管段编号、流量、管段长度均列入表中，管长取两管件中心间的就距离；（3）选局部构件最多、长度最长的管路为最不利管路。（4）逐段选定流速并按风道标准管径选定风道断面，然后算得管实际流速，并查出管道的比摩阻，由管长进一步算出管段沿程阻力；（5）按系统布置查出局部构件，并确定其局部阻力系数ζ值，再由相应的动压值算出局部阻力值；（6）求管道系统总阻力；（7）系统总阻力为外部阻力和部阻力之和，部阻力主要考虑表冷器、初、中效过滤器等，表冷器取116Pa，初效过滤器取50Pa，中效过滤器取100Pa；（8）求风系统总阻力并校核风机扬程是否满足要求。3、各楼层的水力计算见附表三。第二节加新风系统设备选型一、风机盘管选型及调节本设计拟选用卧式暗装式风机盘管。这种型式的特点是：节省建筑面积，可与室建筑装饰布置向协调，适用于宾馆客房、办公楼、商业建筑等，但卧式机组暗装在顶棚，维护较麻烦。为了让机组尽可能的满足需要，选用时宜根据机组在中档运行时的参数选择。表13风机盘管的调节方法调节方法特点适用围风量调节通过三速开关调节电机输入电压，以调节风机转速，调节风机盘管的冷热量，简单方便，初投资省。随风量的减小，室气流分布不理想，选用时宜按中档转速的风量和冷量选用。用于要求不高的场合，目前国用的最广泛。水量调节通过温度敏感元件、调节器和装在水管上的小型电动直通或三通阀自动调节水量和水温，初投资高。用于要求较高的场合。旁通风门调节通过敏感元件、调节器和盘管旁通风门自动调节旁通空气混合比。调节负荷围大，初投资较高，调节质量好。送风含湿量变化不大，室相对湿度稳定，总风量不变，气流分布均匀，风机功率并不降低。用于要求较高的场所，可使室温允许波动围达到+1℃二、风机盘管机组在使用过程中应该注意的几个问题（一）定期清洗滤尘网，以保持空气流动畅通；（二）定期清扫换热器上的积灰，以保证它具有良好的传热性能；（三）风机盘管制冷时，冷水进口温度一般采用7-10℃，不能低于5（四）当噪声级很高时，可以在机组出口和房间送风口之间的风道做消声处理。三、新风处理机组的选择根据处理空气量和夏季制冷量的要求，选择新风处理机组。本设计选用申达空调设备生产的ZKDB系列超薄暗装吊顶式新风处理机组。所选新风处理机组主要技术参数如下：表14三到八层新风处理机组主要性能参数型号额定风量（m3/h）余压（Ⅰ型）（Pa）额定冷量(全新风干球温度34℃，湿球温度28额定热量（全新风干球温度-4℃风机额定功率（Ⅰ型）（KW）PBDF2.0200022032.436.80.45冷媒水量（m3/h）冷媒水阻力（kPa）换热器面积（m2）机组重量（kg）外形尺寸（mm×mm）接管管径凝水管径5.834535.21781150×1040×540DN40DN20型号额定风量（m3/h）余压（Ⅰ型）（Pa）额定冷量(全新风干球温度34℃，湿球温度28额定热量（全新风干球温度-4℃风机额定功率（Ⅰ型）（KW）ZK-DB6-2200017026.130.60.32冷媒水量（m3/h）冷媒水阻力（kPa）换热器面积（m2）机组重量（kg）外形尺寸（mm×mm）接管管径凝水管径4.704830.3161950×1040×540DN40DN20第八章制冷站设计第一节机组的选择常用的制冷机可分为压缩式和吸收式两大类，压缩式包括：离心式、螺杆式、活塞式。吸收式包括：蒸汽式、热水式和直燃式。本设计欲选用螺杆式制冷机组，其主要优、缺点如下：一、优点（一）与活塞式相比，结构简单，运动部件少，无往复运动的惯性力，转速高，运转平稳，振动小，中小型密闭式机组的噪声较低，机组重量轻；（二）单机制冷量较大，由于缸无余隙容积和吸、排气阀片，因此具有较高的容积效率，单级活塞式压缩比通常不大于10，且容积效率随压缩比的增加急剧下降，而螺杆式容积效率高，压缩比可达20，且容积效率的变化不大COP高；（三）螺杆式易损件少，零部件仅为活塞式的十分之一，运动可靠便于维修，调节方便，制冷量可通过滑阀进行无级调节；（四）对湿冲程不敏感，允许少量液滴入缸，无液击危险；（五）制冷剂为R—22制冷机产品，危害臭氧层的程度低，温室效益小。二、缺点（一）单机容量比离心式的小；（二）转速比离心式的低，润滑油系统比较庞大和复杂，耗油量大，噪声比离心式高；（三）部分负荷下的调节性能差，特别是在60%以下负荷运行时，性能系数COP急剧下降，宜在60%~100%负荷围运行。本工程总制冷量为483kW，经综合考虑，选用1台堃霖冷冻机械()生产的KLSW-160D型冷水机组，其主要性能参数如下：表15KLSW-160D型冷水机组性能参数项目单位参数电源3Φ-380V-50HZ制冷量KW537消耗电力KW115.9运转电流A220起动电流A520容量控制%100,75,50,25,0压缩机型式半封闭螺杆式数量2起动方式Y-△油加热器W150×2冷冻油种类SUNISO4GS填充量L13×2冷媒种类R-22填充量kg40×2控制方式感温式外部均压膨胀阀蒸发器型式壳管式冷水水量m3/h92.4水头损失M6.6水管接口150A法兰冷凝器型式壳管式冷却水量m3/h115.5水头损失M6.3水管接口PT3"螺纹保护装置高低压开关，防冻开关，可熔栓，过载保护装置，线圈过热保护器，温度自动开关，逆相保护器外型尺寸长度mm3700宽度mm1100高度mm1700机组重量kg2950运转重量kg3200运转噪音dBA80第二节管路系统设计一、空调管路系统设计原则（一）空调管路系统应具备足够的输送能力，例如，在中央空调系统过水系统来确保流过每台空调机组或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；（二）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，设计中应注意支管间的压力平衡问题。（三）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，循环泵的耗电量就小，使运行费用降低，因此，应该确定一种能使投资和运行，费用之和为最低的管径。同时，设计中要权蘅大流量小温差问题，这是管路系统设计的经济原则。（四）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。（五）空调管路系统应能满足中央空调部分负荷运行时的调节要求。（六）空调管路系统设计中要尽可能多地采用节能技术措施。（七）管路系统选用的管材，配件要符合有关的规要求。（八）管路系统设计中时要注意便于维修管理，操作，调节方便。二、水管管径的确定水管管径d由下式确定：，式（8.1）式中：——水流量m2/s，v——水流速m/s，水管水流速的推荐值见下表（m/s）表16水管推荐水流速管径/mm1520253240506580闭式系统0.4～0.50.5～0.60.6～0.70.7～0.90.8～1.00.9～1.21.1～1.41.2～1.6开式系统0.3～0.40.4～0.50.5～0.60.6～0.80.7～0.90.8～1.00.9～1.21.1～1.4管径/mm100125150200250300350400闭式系统1.3～1.81.5～2.01.6～2.21.8～2.51.8～2.61.9～2.91.6～2.51.8～2.6开式系统1.2～1.61.4～1.81.5～2.01.6～2.31.7～2.41.7～2.41.6～2.11.8～2.3（一）冷冻水管系统：1、冷冻水量及管径的确定：因式（8.2）式中：Q——管段中水流量所承担的冷量kw，——水流量，kg/s。以冷水机组出口到分水器的管段为例：该管段中水流量所承担的冷量为制冷系统的总冷量Q=1066.3KW,又因本设计冷冻水供水温度为7℃，回水温度为12。查实用制冷与空调工程手册，表38-3“水管摩擦阻力计算表”，将管水流速控制到推荐值围，查得管径为DN150，管流速1.6m/s，单位长度摩擦阻力126Pa/m。2、冷却水量及管径的确定与冷冻水系统类似。冷冻水的水力计算结果见附录四三、凝结水管路系统的设计各种冷换热器盘管，如风机盘管，新风空调机组，立式，卧式或组合式空调箱等，在夏Q≤7KWDN=20mmQ=7.1-17.6KWDN=25mmQ=17.7-100KWDN=32mmQ=101-176KWDN=40mmQ=177-598KWDN=50mmQ=599-1055KWDN=80mmQ=1056-1512KWDN=100mmQ=1513-12462KWDN=125mmQ≥12462KWDN=150mm季空调工况时，会不断地产生大量的冷凝水。为了及时地排出这些冷凝水，必须设置凝结水系统，设计时应注意以下几点：（一）末端装置盘管凝水盘的泄水支管坡度，不应小于0.01，其他水平主干管，沿水流方向应保持不小于0.002的坡度，且不允许有积水部位；（二）如果盘管凝水盘处在风系统的负压区时，凝水盘的出水口必须设置水封装置。水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50%左右。水封的出口应与大气相通；（三）凝水管道的管封，宜采用镀锌钢管或聚乙烯塑料管，不宜采用焊接钢管；（四）凝水管的管径，应根据通过凝水的流量计算确定一般情况下，每1kw的冷负荷，每1h产生约0.4kg左右的冷凝水；在潜热负荷较高时，每1kw冷负荷每1h产生约0.8kg的冷凝水；（五）凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管；（六）设计和布置凝水管路时，需考虑可以定期冲洗的可能性（七）系统最底点或需要单独排水设备的水部，应设带阀门的放水管，并接入地漏。冷凝水管的公称直径D（mm）,一般情况下可以按照机组的冷负荷Q（KW）， 按照下列数据近似选定冷凝水管的公称直径：第三节水泵的选择一、冷冻水泵（一）冷冻水泵的流量G===25.7kg/s=91.3m3（二）冷冻水泵的扬程1、冷冻水系统水力计算冷冻水系统的水流动阻力包括：（1）沿程阻力：，式（8.3）式中：------摩擦阻力系数，无因此量；------直管段长度，m；d------管道径，mρ------水的密度，1000kg/m3；v------水流速，m/s；R------单位长度沿程阻力，又称比摩阻，Pa/m。（2）局部阻力：水流动时遇到弯头，三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的，局部阻力计算公式为：式（8.4）式中：------局部阻力系数；v------水流速，m/s；（3）水管总阻力：水流动总阻力H（Pa）是沿程阻力和局部阻力之和，即：式（8.5）冷冻水系统水力计算草图如下：图三冷冻水系统水力计算草图2、水泵的扬程为供回水管流动阻力，冷水机组蒸发器阻力、表冷器阻力之和，并考虑10%的余量，即：（三）根据流量，扬程31m，查设备选型手册，选用联合电机（集团）生产的GJ125-32-22-4NY型卧式管道泵三台，两用一备。每台水泵额定流量125m3/h，扬程32.0m，电机功率22.00kw，转速1450r/min，重量295kg，外形尺寸（长×宽×高，mm）：640×590×1030。冷冻水水系统水力计算表见附录6。二、冷却水泵 （一）冷却水泵的流量（二）冷却水泵的扬程1、冷却水系统的水力计算（1）沿程阻力损失：，（2）局部阻力损失：，2、冷却水泵的扬程：。（三）根据冷却水量扬程23.2m，查设备选型手册，选用联合电机（集团）生产的GJ125-32-22-4NY型卧式管道泵三台，两用一备。每台水泵额定流量125m3/h，扬程32.0m，电机功率22.00kw，转速1450r/min，重量295kg，外形尺寸（长×宽×高，mm）：640×590×1030。三、进行水泵的配管布置时应注意的几点问题（一）安装软性接管：在连接水泵的吸入管和压出管上安装软性接管，有利于降低和减弱水泵的噪声和振动的传递。（二）出口装止回阀：目的是为了防止突然断电时水逆流而时水泵受损。（三）水泵的吸入管和压出管上应分别设进口阀和出口阀；目的是便于水泵不运行能排空系统的存水而进行检修。（四）水泵的出水管上应装有温度计和压力表，以利检测。如果水泵从地位水箱吸水，吸水管上还应该安装真空表。（五）水泵基础高出地面的高度应小于0.1m，地面应设排水沟第四节冷却塔的选择制冷机冷凝器冷却水通过冷却塔，将热量散发给大气，并保持冷却水系统的正常循环，为此，管路系统布置时应注意以下几点：一、冷却塔下方不另设水池时，冷却塔应自带盛水盘，盛水盘应有一定的盛水量，并有自动控制的补给水管，溢水管和排污管；二、多台冷却塔并联时，为防止并联管路阻力不均衡，水量分配不均匀，以致不能发挥每个冷却塔的冷却效率以及水池的漏流现象，各进水管上要设阀门，借以调节进水量；同时在各冷却塔的底池之间，用进水干管相同的管径的均压管（即平衡管）连接；三、为使各冷却塔的出水量均衡，出水干管宜采用比进水干管大2号的集管，并用45。弯管与冷却塔各出水管连接。冷却塔的选择应根据冷凝器水量、冷却塔安装地的气候条件等综合考虑。我国冷却塔的设计标准工况为：进水温度37℃，出水温度32℃，设计温差5℃，环境湿球温度28本工程冷却塔需处理水量为：查设备选型手册，选用良机冷却塔生产的LBCM系列圆形逆流式冷却塔1台，型号为LBCM-125，每台标准水量125，温水入管DN125，冷水出管DN125，排水管DN50，溢水管DN50，补给水管DN32，塔体高度3490mm，外径3770mm。冷却塔置于屋顶上。第五节膨胀水箱及补给水泵的选择一、膨胀水箱的选择膨胀水箱的容量是由系统中的水容量和最大的水温变化幅度决定，可由下式计算：，式（8.8）式中：------膨胀水箱的有效容积，即从信号管道溢流管之间高差的容积()；------水体积膨胀系数，为0.0006l/；-------最大的水温变化，℃；-------膨胀水箱系统的水容量，即系统中管道和设备总容量（)，的值可按下表确定表17系统型式全空气系统空气---水空调系统供冷时0.40～0.550.70～1.30供热时1.25～2.001.20～1.90在本设计中，考虑到裕量及满足全年的正常运转需要，取a=1.2则：Vs=1.2×12350.5=14820.6Vp=0.0006×10×14.824=0.089因设备容积太小，直接选用厂家的产品不容易实现，因此在本设计中要自行设计一比较合适的膨胀水箱，在此将水箱设计成一立方体，长、宽、高分别为1000×900×800mm，体积为0.10二、补给水泵的选择本设计膨胀水箱设在地下室制冷机房，系统定压方式选用补给水泵定压，其扬程为45m，流量考虑系统总水量的4%，为202×0.04×1.2=9.696m3查设备选型手册，选用凯泉泵业集团生产的KQL80-200型泵一台。第六节分水器、集水器的选择分水器起到向各支路分配水量的作用，而集水器起到由各支路、环路汇集水量的作用。分水器和集水器是为方便于连接各个水环路的并联管道而设置的，起到均压得作用，以是流量分配均匀。分水管和集水管的管径可根据并联管道总流量，通过该管径是的断面流速V=1.0～1.5m取分集水器断面流速为1.0m/s，故：选用分集水器型号、尺寸如下：表18分集水器规格型号径D/mm管壁厚度mm封头壁厚mm支架（角钢）mmL1mmL2mmL3mmL4mm300614L60×60×5d1+60d1+d2+100d2+d3+120d3+60第八节过滤器为了防止水管路系统阻塞和保证水路系统中的设备和阀件的正常工作。在管路系统中应安装过滤器在水泵的吸入管和换热器的进水管上。过滤器有立式直通式、卧式直通式、卧式叫通式及Y型过滤器。本设计选Y型过滤器。它具有外形尺寸小。安装方便的特点滤心采用不锈钢制成，把水中的杂质收集起来用人工的不定期的方式清除。Y型过滤器有两种连接方式：螺纹联接和法兰联接其主要的技术参数：<1>公称直径DN15mm～DN40mm;<2>工作压力为1.0MPa;<