东北大学宁恩承图书馆通风与空调设计

东北大学宁恩承图书馆通风与空调设计

1工程概况

东北大学宁恩承图书馆始建于1923年，经过近九十年的建设，已成为一所藏书

丰富，设备先进，能适应教学和科学研究发展需要的新型大学图书馆。1985年投入

使用，面积为16000平方米。图书馆设有文献建设部、流通部、阅览部、信息咨询部、

技术服务部、基础学院分部、办公室，现有职工89人。图书馆共有四层。二层主要

是图书借阅区，一层、三层、四层主要是阅览室。

文献靖设部分编室（107）

ResourceDevelopmentDepartment

—层平面图

the1stFloorPlan

东北大学图书馆现有纸本藏书263万册，订购外文现刊367种，中文现刊2048

种，初步形成了以理工为主，以采矿、冶金为特色，包括材料、机械工程、自动化工

程、管理工程、社会科学等多学科的藏书体系。近十年图书馆加大文献资源结构调整

力度，购入了SCI、IEL、超星、万方等国内外大型数据库，正在向纸本文献和电子

文献资源相结合的复合型资源体系发展。

哪皿脚皿

二屉平面出

the2ndFloorPlan

馆藏中除中文文献外，还有较为丰富的英、俄、日文文献，止匕外，另有少量德、

法、朝鲜等语种的文献。本馆是全国《中华再造善本》百家收藏单位之一，收藏了文

津阁《四库全书》等大型文化典籍。

作为CERNET节点校的图书馆，本馆较早地开展了网络化建设，1995年图书馆

OPAC与Internet联通，此后根据网络技术的发展，不断对图书馆局域网进行升级和

改造，保证主干万兆、千兆到桌面的快速以太网的稳定运行。以图书馆优良的网络环

境和技术条件为依托，近年来图书馆服务不断深化，数字化服务逐步发展，通过校园

网为读者提供7x24小时不间断的网络信息服务。

iiiiiAncmientBooksuReadingiRoiomiii■■

111

外文网刊御电再［小)4)文艺报刊网览室(305)

orcignPertodicalBReadingRoom

三层平面图Q自助一体机

the3rdFloorPlan

做为教育部首批认证的有资质的29个部级科技查新站之一，东北大学图书馆查

新站承担了大量的科技查新、信息咨询等深层次的信息服务工作，它不仅是我校教工

作的重要组成部分，也是服务社会的重要窗口。

图书馆本着“一切为了读者”的服务宗旨，开拓创新、深化读者服务工作，构筑开

放式读者服务格局。图书馆“门禁”管理系统实现了借、藏、阅一体的服务机制和智能

化服务，受到读者的欢迎。

图书馆一贯重视信息服务工作，努力发挥图书馆信息职能,积极探索信息服务的

理论与实践，为读者提供多项信息检索与咨询服务。图书馆设有“文献检索与利用课”

教研室，多年来一直承担本科生、研究生的“文献检索与利用课”的教学工作。

网络信息检索实习室(422)

WebInformationRetrievalLab

Q自助一体机

四层平面图

the4thFloorPlan

2设计依据及设计参数

2.1设计依据

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

《民用建筑节能设计标准》JGJ26-95

《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）

2.2设计参数

表27图书馆通风及空调系统设计参数表

室内设计参数循

最小新

室内空环空气过

夏季冬季风噪声年能耗

气流速空滤器效

1/s每NCMJ/m

m/s气率％

温温

相对湿度相对湿度人

度℃度℃1/h

8〜35〜60170〜

35〜

0.13122.52800

20〜20~1.35%

40〜5540〜5540

2222<0.138〜9-1411.85〜280〜

35

1295%1140

表2-2图书馆换气次数表

建筑物换气次数h-1

图书馆书架房1-2

图书馆公共场所3-4

表2-3民用建筑主要房间人员所需的最小新风量参考值〔rr?/（h-P）〕表

房间类型新风量参考依据

图书馆阅览室>15GB9669-1996

3空调负荷计算

3-1不同窗面积下，冷负荷之分布%表

玻璃窗所占面积％255075

人体、灯光、办公室设备264353

窗户231714

新鲜空气321

墙121110

3-2负荷指标（估算）表

冷负荷W/m2(Cal/m2)

90-125(77-108)

空调冷负荷法估算冷指标。空调冷负荷法估算冷指标（W/m2空调面积）见下表

表3-3空调冷负荷法估算冷指标（W/m2空调面积）

空调建筑面积建筑人体照明新风量新风

房间名称总负荷

平方米/人负荷负荷负荷W/m2负荷

阅览室105014302527121

注：本表为最大负荷，在求建筑总冷负荷时，应考虑空调房间同时使用系数0.7-0.9

表3-4建筑面积冷指标

冷负荷指标

建筑名称

W/n?2建筑面积

图书馆35-40

注：1、上述指标为总建筑面积的冷负荷指标：建筑面积的总建筑面积小于5000平米

时，取上限；大于10000平米，取下限值。

2、按上述指标确定的冷负荷，即是制冷机的容量，不必再加系数。

3、由于地区差异较大，上述指标以北京地区为准。南方地区可按上限采取。

热负荷估算

(1)按建筑面积热指标进行估算

注：总建筑面积、大外围结构热工性能好、窗户面积小，采用较小的指标；反之

采用较大的指标。

(2)窗墙比公式法：

q=(7a+1.7)W/F(tn-tw)W/m2;

说明：q—建筑物的供热指标，W/m22o

a一外窗面积与外墙面积(包括窗之比)；

W—外墙总面积(包括窗)，m22

F一总建筑面积，m2

tn一室内供暖设计温度，℃

3.1冷负荷计算

冷负荷的构成因素

(1)外墙、屋面的温差传热引起的冷负荷

(2)外窗的温差传热引起的冷负荷

(3)外窗的太阳辐射引起的冷负荷

(4)内围护结构房屋间的温差传热的冷负荷

(5)人体散热的冷负荷

(6)照明散热的冷负荷

(7)设备散热的冷负荷

(8)散湿形成的潜热冷负荷

(9)空气渗透带入室内的冷负荷(如能保证室内正压可不计算)

3.1.1维护结构负荷

(一)外墙瞬变传热引起的冷负荷

本设计墙体属《暖通空调》中的n型，外墙传热系数为K=1.5W/nTC.由表3-3(外墙

冷负荷计算温度tl表)查的不同朝向的tl值,并由表3-4(地点修正值)查得天津

的地点修正值，得到修正后的温度tlo按各朝向外墙面积计算出外墙逐时冷负荷见

表2.1。

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

(3-1)计算：

Qc(r)=AKQC(T)TR)(3-1)

式中：

Q")—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一外墙和屋面的传热系数，W/(m2.℃),可根据外墙的不同构造，由《暖通空调》

附录2-2和《暖通空调》附录2-3中查取；

‘R一室内计算温度，℃;

力⑺一外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，。C,根据外墙的屋面的不同类型分别在

《暖空空调》附录2-4和《暖通空调》附录2-5中查取。

注：

《暖通空调》的附录2-4和附录2-5中给出的各种维护结构的负荷温度值都是以北

京地区温度参数为依据计算得出的，因此，对于不同的地区设计地点，应对乙⑺值进

行修正，即应为力。天津修正值可由《暖通空调》附录2-6查得。

（―）屋面冷负荷

本设计中屋面类型属《暖通空调》II型结构，传热系数K=0.48W/ltf℃.由表2-3（屋

面冷负荷计算温度tl）查得H型的逐时值，再由表2-5查得天津的地点修正值，两

者相加即为屋面冷负荷计算温度。公式同（3-1）。

（三）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬时变化传热引起的冷负荷可按下式计算：

Q（r）=KyyAv（。⑺TR）（3-5）

式中：

Qc"）一外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；

Kw一外玻璃窗传热系数，可由《暖通空调》的附录2-7和附录2-8中查得；

“w-窗口面积，加2；

4⑺一外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，。C,可由《暖通空调》附录2-10中查得。

注：

①k卬值要根据窗框等情况的不同加以修正，修正值心可以从《暖通空调》附录2-9

中查得。

对《暖通空调》附录2-10中的rc（x）值要进行地点修正，修正值〃可从《暖通空调》

附录2-n查得。因此，公式相应变为:

QC(T)=CW^-W^W^C(T)+，dTR)(3-6)

(四)透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷Qc(r)按下式计算：

Qc(r)=QAyCsGO/maxCle(3一7)

式中：

“w--窗口面积，加之；

Ca--有效面积系数----《暖通空调》2-15；

。⑷一窗玻璃冷负荷系数，无因次，------《暖通空调》附录2-16至附录2-19。

注：C1G值按南北区的划分而不同。其标准为：建筑地点在北纬27。13,以南的地区

为南区，在北纬27°13,以北的地区为北区。

3.1.2室内热源散热引起的冷负荷

室内热源散热主要由室内设备散热，照明散热及人体散热三部分组成。室内热源

散热包括潜热和显热两部分。潜热散热作为瞬时冷负荷，显热散热中，以对流形式的

散热量成为瞬时冷负荷，而辐射散热量则先被维护结构表面吸收，而后缓慢的逐渐散

出，形成滞后的冷负荷。因此，必须采用相应的冷负荷系数。

(一)照明散热形成的冷负荷

当电压一定时，室内照明散热量是不随时间变化的稳定散热量，但是照明散热方式仍

以对流与辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形式的冷负荷计算仍采用相应的冷

负荷系数。

根据照明灯具的类型和安装方式不同，其冷负荷计算式分别为

白炽灯Qc(r)=100(^^(3-8)

荧光灯Q,⑹=100Qii%NC4(3-9)

式中：

口。⑺一灯具散热形成的冷负荷，W;

N一照明灯具所需功率，kW.

镇流器消耗功率系数，当照明荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取々=12；

当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取/=L°；

%一灯罩隔热系数，当荧光灯罩上穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散

热与顶棚内时，取〃2=0.5〜0.6；而荧光灯罩无通风孔者々=0.6〜0.8；

Cz0一照明散热冷负荷系数，可由《暖通空调》附录2-22查得

（二）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，湿度等）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

滞后冷负荷。因此，应采用相应的冷负荷系数进行计算。

人体显热散热引起的冷负荷计算式为：

Qc（r）=的贝％（3T。）

式中：

⑺一人体显热散热形成的冷负荷，卬；

4一不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W;

"一室内全部人数；

9一群集系数，见表2-4；

。膻一人体显热散热冷负荷系数。

②人体潜热散热引起的冷负荷计算式为：

Qc=qtn(pW(3-11)

式中:

0，一人体潜热形成的冷负荷，w；

④一不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，w；

n,9一同式3T0。

3.1.3设备冷负荷

根据文献［1］可知设备显热形成的冷负荷，热设备及热表面散热形成的计算时刻

冷负荷Q,(1)设备散热形成的冷负荷

计算式为：

Q=QSCLQ(3T2)

Qs——设备和用具的实际显热散热量

CLQ——设备和用具显热散热冷负荷系数

电动设备散热量的计算方法如下：

(1)电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量

10004％%(3-13)

(2)只有电动机在空调房间内的散热量

1000的2%(1-〃)77〃(3-14)

(3)只有工艺设备在空调房间内的散热量

1000々%巧N(3-15)

式中：

N一设备的总安装功率，kW；

H—电动机的效率；

“1—同时使用系数,一般可取0.5-1.0；

川2—利用系数，一般可取0.7-0.9；

a—输入功率系数；

%一小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.5-0.8左右。

电热设备散热可按下式计算:

QjIOOO及1n2n3n4N(3-16)

式中为一考虑排风带走热量的系数，一般取0.5,其他系数意义同前。

电子设备散热可按下式计算:

勺%%

100077(3-17)

%的值根据使用情况而定，对于已给出实测的实耗功率值的电子计算机可以取1.0,

一般仪表取0.5〜0.9

当办公设备的类型和数量无法确定，故可根据《暖通空调设计规范》表3-13

给出的单位面积散热指标估算空调区的办公设备散热量。此时空调区办公设备的散热

量

qs=Fqf（3-18）

式中F—空调区面积（m?）；

务一办公设备单位面积平均散热指标（W/m?）,见《暖通空调设计规范》表3—13

设备散热冷负荷办公室内按每人一台电脑，每台电脑的散热量为lOOWo

3.1.4新风负荷

室外的新鲜空气量是否充足是保障室内空气品质好坏的的关键。因此，空调系统中输

入室外的新鲜空气（简称新风）是非常必要的。由于夏季室外空气的熔值和气温比室

内的空气熔值和气温高，空调系统夏季为处理新风势必要消耗冷量。

夏季，空调新风冷负荷按下式计算：

Q°°=M°（h°-hR）（3-19）

式中：

Q。。一夏季新风负荷，kW；

M。一新风量，kg/s；

儿一室外空气的燃值，kJ/kg；

小一室内空气的熔值，5kg；

3.1.5湿负荷

湿负荷是指空调房间的湿源向室内的散湿量，也就是为维持室内含湿量恒定需从房间

出去的湿量。

人体散湿量可按下式计算：

6

Mw=0.278闻gx10~(3-20)

式中：

一人体散湿量，kg/s；

巾一群集系数，本银行大楼群集系数为1.0；

g一成年男子的小时散热量,g/h；26℃时，极轻劳动成年男子的小时散热量为109g/ho

n,n一同式(3-10)

3.2空气处理方案的确定

(一)风机盘管空气处理方案

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

(3)由独立的新风系统供给室内新风。室外新风通过新风机组处理到一定的状态参

数后，由送风道系统直接送入。这种独立的新风供给方式，提高了空调系统调节和运

行的灵活性。初投资比较大。

综合考虑三种方案的特点，本建筑为高级建筑，对空气质量要求比较高，采用独立的

新风系统，风机盘管的结露现象得以改善，而且可以适当的提高风机盘管制冷时的供

水温度，节约能量，具体处理过程如下图

图3.1夏季风机管空气处理过程

图3.2夏季处理过程示意

（二）全空气系统空气处理方案确定

集中式空调系统常见的有一次回风系统，《采暖通风与空气调节设计规范》规定：当

空气调节区允许采用较大温差或室内散湿量较大时，应采用一次回风的全空气定风量

空气调节系统。二次回风系统可以免去再热环节，多用于工艺性高精度空调。

3.3空气加湿方案的确定

空气加湿是空调工程中热、湿处理的基本方法之一，根据热、湿交换理论，在实

际工程中常采用的集中加湿方法为以下两种：

1.喷水室喷循环水加湿空气，即利用水吸收空气的显热进行蒸发加湿，近似为等嬉过

程。

2.喷蒸汽加湿空气，即利用外界热源使水制成蒸汽混入空气中进行加湿，近似为等温

过程。

喷蒸汽加湿空气，加湿迅速、均匀、稳定、不带水滴、不带细菌、设备简单、运行费

用低、安装灵活。喷水室加湿处理空气，过渡季节会有或长或短的时间，可以停用制

冷设备，但水系统将变成开始系统。本系统采用气化加湿。

3.4制冷系统负荷的确定

制冷系统负荷Q。可按下式确定：

-QK.K/S&KW(3-16)

式中：

Q——空调系统冷负荷，KW；

X房间同期使用系数，0.6〜1.0,本设计4=0.8；

Kt----冷量损附加系数，风-水系统（=1.10〜1.15；

直接蒸发式表冷系统4=1.05〜1.10；

本设计为风-水系统，&=1.10；

K.——效率降低修正系数，4=1.05-1.10；

本设计4n=l.05;

瓦一一事故备用系数，一般不考虑备用，仅在特殊工程中才采用X台1备用的方式。

本设计不考虑备用，瓦=1.0。

4空调风系统设计

4.1气流组织的基本要求

一、舒适性空调气流组织的基本要求:

每风速（m/s）

小

室内温时常见气

送风温差特点、技术要求及适用

湿度要换流组织

(℃)送风出口工作区范围

求气形式

次

数

不宜大于2-5（送风冬季不大1.单侧1.温度场均匀，速度场

10（送风口位置较于0.2；夏上送下均匀，混合层高度为

冬季：高度高时取较季不大于回、走廊0.3-0.5m

不

18-22℃h<5m)大值）0.3o回风2.贴附侧送风口宜贴

宜

夏季：2.单侧顶布置，宜采用可调双

小

24-28℃上送上层百叶风口。回风口宜

于5

<t>回设在送风口同侧。

次

=40-60%3.双侧3.用于一般空调，室温

上送下允许波动范围为±1℃

回

二、空气分布器

根据气流组织和空器分布器的要求和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以及用于公共建筑的舒适性空调和工艺空调特

点，对于图书馆选择方形散流器；

4.2气流组织的方式及其设计计算

4.2.1房间送风量的确定

送风量的计算公式：

L_q____w____。驾（4-1）

'pCpM1.2xi.01ArsM

式中：q为冷、热负荷，以冷负荷进行计算。

4.2.2以下为散流器平送风的气流组织设计步骤

（1）按房间尺寸布置各个散流器，计算出每个散流器的送风量。

（2）试选散流器，根据相应规定，选择适当散流器的颈部风速V。'，层高比较低和要

求噪声低时，则应选择较低的风速；层高比较高或者噪声控制要求不很高时，则应选

择高风速；选好风速后，进一步再选定散流器的规格。选出散流器后，可以算出来实

际颈部风速，散流器的实际出口面积大约为是颈部面积的90%,所以

%=%'/。.9（4-2）

（3）计算射程

了=可靖2_凤(4-3)

（4）校核工作区的平均速度。若心满足工作区风速要求，则认为设计合理；若%不

满足工作区风速要求，则重新布置散流器，重新计算。用相同方法计算其他房间。舒

适性空调散流器送风气流组织：

散流器的速度衰减方程:

q=

K5(4-4)

qx+5

以上各式中：

q——距散流器中心水平距离为x处的最大风速（m/s）；

q——散流器的送风速度（m/s）；

K——送风口常数，多层锥面散流器为1.4,平盘式散流器为1.1；

F——散流器的有效面积（mb；

演一一自散流器中心算起到射流外观原点的距离，对于多层锥面为0.07m。

送风速度：

„4

q=一；(4-5)

F

则上式可改写为：

K

(4-6)

Ls而（x+/）

（4）校核工作区的平均风速。若明满足其风速要求，则可认为设计是合理的；若v.

不能满足其风速要求，则需呀重新布置散流器位置，重新计算。用相同的方法计算其

他的房间。

4.3风管的设计

4.3.1风管设计内容

1）确定出通风空调的系统方案，绘制出风管路线图，并标住管段长度和送风量

2）选出最不利的环路，并依次标号

3）根据风管的设计原则，初步选出各管段的风速

4）由风速和风量，计算出断面尺寸

5）根据各管的风量和断面尺寸得出单位长度的摩擦阻力Rm

6）计算出各个管段的沿程阻力和局部阻力，并且使各并联管路间的不平衡率不能超

过15%o

风道风速的选定参照下表：

表4.1民用建筑空调系统风速的选用

推荐风速(m/s)最大风速(m/s)

居住公共居住公共

新风入口2.52.544.5

风机入口3.544.55

风机出口5.0-8.06.5-108.57.5-11

主风道3.5-4.55-6.54.0-6.05.5-8.0

水平支风道33.0-4.53.5-4.04.0-6.5

送风口1.0-2.01.5-3.52.0-3.03.0-5.0

4.3.3风管设计计算

(1)定出风管的形状并选择风管的尺寸；

(2)算出风管的压力损失；

沿程压力损失的计算公式

通过矩形风管的风量按照下式计算：

L=360abxv(4-7)

式中：

L—风量，m3/h；

a、b一风管断面净宽和净高，m；

v一风速，m/s；

沿程压力损失

长度为1(m)的风管沿程压力损失AP.可按下式计算：

(4-8)

式中：

△p.一单位管长沿程压力损失，Pa/m；

单位管长沿程压力损失可按下式计算：

2

A^„=(2/4Ze)(vp/2)(4-9)

式中：入一摩擦阻力系数;

P—空气密度，kg/m3；

在一风管当量直径，m。

对于矩形风管：

de=2abI(a+b)(4-10)

摩擦阻力系数人按下式计算：

1/21/2=-21og(^/3.71^+2.51/ReZ1/2)(4-11)

式中：

K一风管内壁的当量绝对粗糙度，m；

Re—雷诺数：Re=vde/v；

v—运动粘度，m2/s；

风管局部压力损失按下式计算旬二b?。/2(4-12)

二、室内送回风口尺寸表

1、风口风量冷量对应表

冷量风量送风口回风口

RTkwm/hmmmm

1.03.5750700x150800x150

1.55.3800700x150800x150

2.071000900x1501000x150/800x200

2.58.714501000x2001200x200

2、不同送风方式的风量指标和室内平均流速ASHRAE

单位地板面积的工作区平均

送风方式换气次数N

送风量1/sm2流速m/s

侧送百叶风口3—60.13—0.187

条形风口4—100.10—0.1812

局部孔板送风5—150.10—0.1818

顶棚散流器5—250.10—0.2530

顶棚孔板送风5-500.05—0.1560

三、室内风管风速选择

1、低速风管系统的推荐和最大流速m/s

住宅公共建筑工厂

应用场所

推荐最大推荐最大推荐最大

室外空气入口2.54.02.54.52.58.0

空气过滤器1.31.51.51.81.81.8

加热排管2.32.52.53.03.03.5

冷却排管2.32.32.52.53.03.0

淋水室2.52.52.52.52.52.5

风机出口6.08.59.011.010.014.0

主风管4.06.06.08.09.011.0

支风管（水平）3.05.04.06.55.09.0

支风管（垂直）2.54.03.56.04.08.0

2、低速风管系统的最大允许速m/s

以摩擦阻力控制

以噪声控制

应用场所

主风管

送风主管回风主管送风支管回风支管

图书馆6.010.07.58.06.1

3、通风系统之流速m/s

系统商业工业

送风、最大流速1313

低送风、一般流速6—1111—13

速回风、最大流速1013

回风、一般流速7.5—99—13

室内允许噪声主管风速支管风速

dB(A)m/sm/s

35-504-62-3

四、室内风口风速选择表

1、送风口风速

图书馆3m/s（风口距地W2.5ni）

4m/s（风口距地W4.5m）

2、以噪音标准控制的允许送风流速1.75—2.5m/s

3、推荐的送风口流速1.5—2.5m/s

4、送风口之最大允许流速m/s

应用场所盘形送风口顶棚送风口侧送风口

图书馆5.0—6.06.0—7.53.5—4.5

5、回风口风速

房间净高风口位置风速

3.5-4上部3-4m/s

3-3.5上部2-3m/s

2.5-3上部1.5-2m/s

人不常停留处下部3m/s

人常停留处下部1.5-2m/s

走廊回风下部1-1.5m/s

6、回风格栅的推荐流速m/s

位置近座位逗留区以上门下部门上部工业用

流速m/s2—33—443三4

7、百叶窗的推荐流速m/s

位置新风回风减温器正面减温器旁通加热器旁通

流速m/s2.5—44—62—47.5—125—7.5

8、逗留区流速与人体感觉的关系

流速m/s人体感觉

—0—0.08不舒适，停滞空气的感觉

0.127理想，舒适

0.127—0.25基本舒适

0.38不舒适，可以吹动薄纸

0.38对站立者为舒适感之上限

0.38—1.52用于工厂和局部空间

5空调水系统的设计

5.1常用空调冷水系统的形式

表5.1水系统分类表

分类依据种类及特点

循环方式开式循环系统：下部设有回水箱或蓄水池，末端管路与大

气相通。水泵扬程高，循环水易受污染。

闭式循环系统：冷水在系统内进行密闭循环，不与大气相

通。水泵扬程小，不易污染。

供回水管数两管制系统：仅有一套供水管路和一套回水管路，供水管

路夏季供冷水，冬季供热水，构造简单，布置方便，节省

初投资，不能实现同时供冷和供热

三管制和四管制系统：投资高，系统较复杂，可实现同时

供冷与供热

水在管道内的流程同程式：水流通过各末端设备的路程都相同，各环路阻力

比较接近，有利于水力平衡，管路布置复杂，投资高。

异程式：水流通过各末端设备的路程不同，管路配置简单，

投资省，阻力不易平衡。

供回水干管的布置形式水平式系统和垂直式系统

流量是否可调定流量系统：循环水流量保持恒定值

变流量系统：冷源供给用户的水量随负荷的变化而变化，

节能

5.2水系统方案的确定

水管布置采用两管制，各层水管同程布置垂直异程，水平同程，水系统选择闭式

等温一次泵变流量系统的形式。

（1）两管制系统的优点

两管制水系统是采用同一套供回水管路，冬季供热水、夏季供冷水。由运行人员

依据多数房间的需要决定，实行供热与供冷的转换。两管系统具有管理方便，一次性

投资较小等优点。本设计对空调精度要求不是很高，故采用两管制。而三管制是共用

一根回水管，因此冷热有混合损失，运行效率不高，而且系统水力工况复杂，难于运

行。四管制初投资较高且多占空间。

（2）闭式系统的优点

1）水泵扬程仅需克服循环阻力，与楼层数无关仅取决于管路长度和阻力。

2）循环水不易受污染，管路腐蚀情况比开式系统好。

3）不需要设回水池，但要设一个膨胀水箱。膨胀水箱尽量接至靠近水泵入口的回水

干管。

3）同程和异程系统的选择

在本设计中同层的水平管上采用同程系统，而在立管上则采用异程系统，这样有

既利于管路阻力的平衡也能够给施工带来方便且减少后期调试的费用。

（4）一次泵定流量系统的选择依据

一次泵系统的特点是直接把从空调主机出来的空调水通过管道输送到各末端装

置后再回到空调主机，如此循环流动。一次泵定流量系统比较简单，控制元件少，且

本设计中水泵的扬程大约在20—30米，一般水泵都能满足要求，所以在本设计中采

用一次泵系统。

二次泵变流量系统虽然能节省冷冻水泵的耗电量，但初投资比较大，自控要求比

较高，占地面积也大些，本工程总负荷不是很大，采用二级本系统不能达到良好的节

能效果。

综上所述：水管布置采用两管制，各层水管同程布置垂直异程，水平同程，水系

统选择闭式等温一次泵定流量系统的形式。

①进出冷水机组的主管道之间的压差旁通阀通过调节水量来适应负荷变化。

②末端风机盘管或新风机组回水管上采用电动二通阀调节水量来调节风机盘的冷量。

5.3空调水系统的布置

风机盘管的供、回、凝水管路(见图纸)。冷冻水供回水管〈DN50时采用镀锌钢管;

>DN50时采用无缝钢管。空调凝结水管采用UPVC管。

按冷冻水供回水7/12℃计算流量，水泵压出口流速取2.4~3.6m/s,吸入口取

1.2~2.lm/s,主干管流速取1.2~4.5m/s,一般管道取I5~3m/s。⑶为控制流速,本

设计中水平管道的流速取0.5〜2.Om/so闭式系统选表面当量绝对粗糙度K=0.2mm,

确定主要管段流量、流速、管径。

5.3.1冷冻水设计

相关计算公式及依据如下：

本计算方法理论依据张萍编著的《中央空调实训教程》切。

(1)沿程阻力

=£“2.0/2g(5-1)

沿程阻力系数

£=0.25/d(5-2)

(2)局部阻力

水流动时遇弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为：

AP-=s-v2-p/2g(5-3)

(3)水管总阻力

AP=M+钙(5-4)

(4)确定管径

4=1.13,V,

(5-5)

式中:

匕一冷冻水流量,m'/s；

匕一流速,m/so

水流量的计算：风机盘管的水流量按照产品样本取；新风机组

按新风冷量乘以1.1的系数后计算管径、实际流速比摩阻(Pa/m)根据流量、流速大致

范围查文献［3］表10-2水力计算表，并用内插法计算。各主要管段冷冻水管列于下

表

表5.2一层供水主管路

负荷

序号(kW)流量(kg/h)m3/s管径管长(m)v(m/s)

120.3428571437.93651E-05DN154.70.45041

240.6857142860.00015873DN206.060.50671

361.0285714290.000238095DN202.60.76006

481.3714285710.00031746DN252.50.64858

58.71.4914285710.000345238DN255.450.70534

6101.7142857140.000396825DN323.1360.49483

710.51.80.000416667DN323.80.51957

820.3428571437.9365DN1550.45041

940.6857142860.00015873DN202.80.50671

1014.52.4857142860.000575397DN250.871.17556

负荷

序号(kW)流量(kg/h)m3/s管径管长(m)v(m/s)

13.450.5914285710.000136905DN154.5460.77695

26.91.1828571430.00027381DN203.7380.87407

310.061.7245714290.000399206DN321.0030.4978

413.362.2902857140.000530159DN322.2910.66109

516.522.8320.000655556DN402.3730.52317

622.163.7988571430.000879365DN404.430.70179

727.84.7657142860.001103175DN401.660.8804

831.185.3451428570.001237302DN502.9110.63196

936.826.3120.001461111DN502.1330.74628

1040.26.8914285710.001595238DN502.2750.81478

1145.847.8582857140.001819048DN503.4210.9291

1246.848.0297142860.00185873DN700.4710.48437

132.780.4765714290.000110317DN153.7120.62606

145.560.9531428570.000220635DN200.7160.70432

1557.969.9360.0023DN707.8170.59936

表5.4三层供水主管路

负荷

序号(kW)流量(kg/h)m3/s管径管长(m)v(m/s)

13.240.5554285710.000128571DN154.4480.72966

26.481.1108571430.000257143DN204.0360.82086

39.581.6422857140.000380159DN250.8180.77668

414.3272.4560571430.000568532DN322.5270.70894

517.4272.9874857140.000691548DN401.1830.5519

6