医院门诊楼空调系统毕业设计

'天津肿瘤医院门诊楼空调系统设计摘要本设计为天津肿瘤医院门诊楼空调系统设计，拟为之设计合理的中央空调系统，为室内人员提供舒适的工作环境。系统主要采用风机盘管承担空调房间的冷负荷与热负荷，每个房间的吊顶内安置一到二个风机盘管。新风则通过独立的新风管道先送入风机盘管，再与回风混合一起送入房间。新风机组吊顶安装，每一层楼安装一台新风机组负担该层所有空调房间的新风负荷。该空调系统的优点是占用建筑面积少，可集中供冷和供热；同时各末端装置有独立的开关和调节功能，各房间的温度可独自调节与控制，并且防止了空气的交叉感染。对于候诊大厅等少数房间采用了全空气一次回风系统。空调水系统采用闭式系统,因为它除了不易污染,节省初投资外,还具有很大的节能效果。本设计内容包括：空调冷热负荷计算；空调系统的确定及论证；送风状态参数及送风量的确定；空气处理设备的选型；冷热源的选择及设备选型；气流组织计算；水力计算；其他设备的选择；保温与防腐以及减振和消声等内容。关键字：空调系统，全空气系统，风机盘管加新风系统，性能比较90 THEAIR-CONDITIONINGENGINEERINGDESIGNOFTHETUMORHOSPITALOUT-PATIENTFLOORINTIANJINABSTRACTThisair-conditioningsystemsdesignfortheTianjinTumorHospitalout-patientfloordesignittobeareasonablecentralair-conditioningsystemforindoorstaffprovideacomfortableworkingenvironment.Fan-coilsystemismainlyusedair-conditionedroomsbearthecoolingloadandtheheatload,theceilingofeachroomplacementwithin1-2fan-coils.Thenewwindoffreshairthroughindependentchannelsintothefirstfan-coil,andthenmixedtogetherwithreturnairintotheroom.Newwindgeneratingunitsinstalledonceiling,eachfloortoinstallanewairunitoftheburdenofallair-conditionedroomsinthenewwindload.Theair-conditioningsystemhastheadvantageofoccupyinglessfloorspace,coolingandheatingcanbeconcentratedatthesametime,theterminaldeviceandaseparateregulatoryfunctionswitch,theroomtemperaturealonecanregulateandcontrol,andpreventcross-infectionoftheair.Thewaitinghallandafewroomsusedareturnairtotheentireairsystem.Air-conditioningsystemusesclosed-watersystems,notbecauseitapartfrompollution,saveinitialinvestment,butalsohasgreatenergy-savingeffect.Thedesignelementsinclude:hotandcoldair-conditioningloadcalculation;air-conditioningsystemandthedeterminationofproof;airsupplyandairsupplyparametersofthedetermination;selectionofair-handlingequipment;coldandheatsourceofchoiceandselectionofequipment;airflowcalculated;hydrauliccalculation;otherequipmentofchoice;thermalinsulationandanti-corrosionandvibrationandnoisereduction,andothercontent.90 KEYWORDS:air-conditioningsystems,theentireairsystem,fancoilandanewairsystem,performancecomparison.90 目录前言1第一章原始资料2§1.1工程概况2§1.2气象资料2§1.3土建资料2§1.3.1外墙、内墙选型2§1.3.2屋面选型3§1.3.3楼板选型3§1.3.4外围护结构校核3§1.3.5其他相关资料4第二章负荷计算5§2.1冷负荷的计算5§2.1.1冷负荷的计算方法5§2.1.2空调冷负荷计算5§2.2湿负荷计算7§2.3热负荷计算8§2.3.1建筑围护结构的基本传热量8§2.3.2附加耗热量8§2.4各房间负荷的计算9§2.4.1101房间冷负荷计算9§2.4.2101房间热负荷的计算12§2.4.3101房间湿负荷的计算13第三章空调系统的确定及论证14§3.1空调系统的确定14§3.1.1空调系统的分类14§3.1.2空调水系统的分类14§3.2本次设计的方案16§3.2.1风机盘管加新风系统16§3.2.2全空气一次回风空调系统1690 §3.3方案比较论证16§3.3.1一次回风、二次回风空调系统比较16§3.3.2定风量与变风量系统的比较17§3.3.3风机盘管加新风与空气-水诱导器系统的比较17§3.3.4风机盘管与新风连接方式的比较17§3.4结论18第四章送风状态参数及送风量的确定19§4.1新风量规定19§4.2风机盘管系统风量的计算19§4.2.1风机盘管的夏季处理过程19§4.2.2风机盘管的冬季处理过程。20§4.3全空气一次回风空调系统风量的计算21§4.3.1全空气一次回风系统的夏季处理过程21§4.3.2全空气一次回风系统的冬季处理过程22第五章空气处理设备的选型24§5.1风机盘管的选型24§5.2新风机组的选型27§5.3全空气处理机组的选型28第六章冷热源的选择及设备选型30§6.1冷热源的选择30§6.1.1冷源.30§6.1.2热源31§6.2机组选型31§6.2.1冷水机组31§6.2.2换热器32第七章气流组织计算34§7.1气流组织方案论证34§7.1.1风口形式的确定34§7.1.2气流组织形式的确定34§7.2气流组织计算35§7.2.1风机盘管侧送风3590 §7.2.2全空气系统散流器平送气流组织计算36§7.2.3回风口的选择计算37第八章管道布置及水力计算39§8.1空调水系统水力计算39§8.1.1水管管径的确定39§8.1.2阻力的确定39§8.1.3计算步骤如下40§8.1.4水系统的水力计算41§8.2风管的水力计算46§8.2.1风管系统46§8.2.2风管水利计算的内容46§8.2.3计算方法47§8.2.4风管的水利计算47§8.3冷凝水管设计51§8.4排风系统设计52第九章其他设备的选择53§9.1冷却塔的选择53§9.1.1冷却塔选择事项53§9.1.2冷却塔的选择53§9.2水泵的选择54§9.2.1选择原则54§9.2.2循环水泵的选择54§9.2.3冷却水泵的选择55§9.3膨胀水箱的选择55§9.3.1膨胀水箱水量的计算55§9.3.2膨胀水箱的选型56§9.3.3系统的补水56第十章保温与防腐57§10.1保温57§10.2防腐57第十一章减振和消声5890 §11.1减振58§11.2消声58结论60参考文献61致谢62附录63外文资料译文7290 前言建筑是人们生活和生产的场所。现代人类大约有五分之四的时间在建筑物中度过。人们已逐渐认识到，建筑环境对人楼的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用。随着国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对室内空气品质和环境的舒适性、健康性要求越来越高。近些年来，暖通空调系统在国民经济总能耗中所占份额越来越大，建筑节能及建筑设备优化设计的重要性也越来越受到社会各界的关注。同时，我国暖通空调学术界和工程界在空调系统的节能方面做了大量的研究工作。对于我们这些即将毕业的设计人员来说，通过我做的这个毕业设计来检验自己所学的理论知识，非常必要。空调设计方案不仅关系到建筑的室内环境参数能否满足使用要求，而且直接关系到建筑的工程投资、运行能耗和费用、系统安全性、调节性能、操作方便性、维护费用、环境影响、人员舒适性、机房面积、建筑美观性等诸多指标参数。设计方案的问题往往是根本性的问题，造成的损失通常较大，并且修改困难，影响时间长。因此方案设计是我们工作中最重要的一个环节。本次设计为天津肿瘤医院门诊楼空调系统设计，课题类型为工程设计，课题来源为社会生产，是一个很好的检验本人运用所学的理论知识和已有经验解决工程实际问题的能力。在紧密联系专业理论的基础上，系统的介绍了空调系统工程设计的各环节，阐明了空调系统的设计方法和基本原理，反映了近年来暖通空调领域的新发展和新技术。本次设计的空调方案为：风机盘管加新风系统和全空气系统。除了候诊大厅和少数房间使用全空气系统外，大部分都使用了风机盘管加新风系统。主要考虑如下：（1）医院空调的目的不仅是提供和医疗需要的冷热环境，更重要的是对交叉感染、污染源排放进行控制。（2）医院的主要功能是提供治疗病人的场所，病人是弱式群体，对空气环境要求高，而且是昼夜连续使用，因此，这次设计必须以人为本，将满足人的舒适性放在首位。对于室内热湿环境，噪声控制，空气质量等方面要有比公共建筑更高的要求。（3）风机盘管加新风系统满足房间要求的隔离性（各室回风不串通）、灵活性（随时开关）、可调性（病人可自行调节）和安全性（运行安全可靠相适应）。整个系统合理利用资源，节省了能量，符合国家提倡的节能精神。（4）在对设备选型时尽量做到满足设计要求下达到最经济的前期投资和最少的后期运行90 费用。90 第一章原始资料§1.1工程概况本次设计对天津肿瘤医院门诊楼进行空调系统设计。主要任务是对该医院的门诊科室、服务大厅、多功能厅等进行暖通空调的系统设计，使之达到各自的空调设计要求。§1.2气象资料天津市室外气象参数如下：地理位置：北纬39˚06΄，东经117˚10΄，海拔3.3m；大气压力：夏季100.48Kpa，冬季102.66Kpa；室外空调计算温度：夏季33.4℃，冬季采暖室外干球温度：-9℃；夏季室外计算湿球温度：26.9℃；室外平均风速：夏季2.6m/s，冬季3.1m/s；在本次设计中对所有房间夏季室内设计温度取26℃，冬季室内设计温度取20℃，相对湿度冬夏季均取60﹪。§1.3土建资料建筑物的围护结构在很大程度上决定了传入室内的冷热负荷，因此，其选型和构造在空调设计中非常重要。§1.3.1外墙、内墙选型90 墙：1、砖墙；2、泡沫混凝土；3、木丝板；4、白灰粉刷壁厚σ=370mm；导热热阻R=1.11(m2·℃)/W；传热系数K=0.78W/(m2·℃)，属于Ⅰ型墙。内墙选型和外墙一样。§1.3.2屋面选型屋顶：壁厚σ=50mm；导热热阻R=0.98(m2·℃)/W；传热系数K=0.73W/(m2·℃)，属于Ⅳ型墙。§1.3.3楼板选型楼板：1、面层；2、细石钢筋混凝土；3、保温层上下水泥沙浆找平层；4、钢筋混凝土承重层；5、粉刷。传热系数k=0.3W/(m2·℃)，II类墙。§1.3.4外围护结构校核为了验证所选围护结构能够满足设计要求，要对其进行校核。围护结构的最小传热热阻：Ro.min=α（tn-tw）Rn/△ty（1-1）式中，tn——冬季室内设计温度；℃90 tw——空调室外计算温度；℃α——传热修正系数；△ty——室内空气与维护结构内表面之间的允许温差，℃；Rn——维护结构内表面换热阻，(m2·℃)/W；在本次设计中冬季室内设计温度为20℃，室外计算温度为-9℃，系数夏季取1.30，冬季取1.0，外墙Δty=7.0℃，屋顶Δty=4.0℃，Rn=0.115(m2·℃)/W。外墙校核：Ro.min=α（tn-tw）Rn/△ty=1.30×（20+9）×0.115/7.0=0.547(m2·℃)/W因为0.547<1.11,所以满足设计要求。屋面校核：Ro.min=α（tn-tw）Rn/△ty=1.00×（20+9）×0.115/4.0=0.833(m2·℃)/W因为0.833<0.98,所以满足设计要求。§1.3.5其他相关资料（1）窗的选型在本次设计中采用金属钢窗，80%玻璃，单层。3mm厚的普通玻璃，无遮阳，窗高2m，窗宽1.5m。根据ai=8.7W/（m2·K）和ao=18.6W/（m2·K）,查文献1得Kw=5.94W/（m2·W）。（2）门的选型外门：为普通实体木外门，传热系数K=3.2W/（m2·K）。（3）灯的选型明装荧光灯，开灯13个小时，空调24小时均可运行。每盏功率20W。（4）关于层高一层层高为4.5m,二、三、四层层高为3.0m.（5）动力状况夏季自来水，t=26℃，水量水压够用；电源可按要求供应。90 第二章负荷计算为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。热负荷、冷负荷、湿负荷的计算以室外气象参数和室内要求保持的空气参数为依据。§2.1冷负荷的计算§2.1.1冷负荷的计算方法空调冷负荷的计算方法很多，如谐波反应法、反应系数法和冷负荷系数法等。目前，我国常采用冷负荷系数法和谐波反应法的简化计算方法计算空调冷负荷。在本设计中采用冷负荷系数法计算建筑维护结构的冷负荷。冷负荷系数法是在传递函数的基础上为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算法。通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。§2.1.2空调冷负荷计算（1）外墙和屋面瞬变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：Qc()=（tc()-tn）（2-1）式中，Qc()——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——外墙和屋面的传热系数，W/（m2·℃）；tn——室内计算温度，℃；tc()——外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃；由文献1的附录2-4和附录2-5查取；需要指出的是：90 附录2-4和附录2-5种给出的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京地区气象参数为依据计算出来的。因此，对于不同设计地点，对应tc()值进行修正，即应为tc()+td。其地点修正值td可由文献1的附录2-6查取。当内表面放热系数变化时，可不加修正。（2）内围护结构引起的冷负荷内围护结构冷负荷，当邻室有一定的发热量时，通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷，可视为稳定传热，不随时间而变化，可按下式计算：Qc()=AiKi(to.m+Δtα-tR)（2-2）式中，Ki——内围护结构传热系数，W/(m2·℃)；Ai——内围护结构的面积，m2；to.m——夏季空调室外计算日平均温度，℃；Δtα——附加温升,可按文献1表2-10查取。（3）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算：Qc()=KwAw(tc()+td－tR)（2-3）式中，Qc()——外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；Kw——外玻璃窗传热系数，W/(m2·℃)；Aw——窗口面积，m2；tc()——外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值℃，由文献1表2-10查取。需要指出的是：a、对文献1附录2-7、2-8中的Kw值要根据窗框等情况不同加以修正，修正值可从附录2-9中查取。b、对文献1附录2-10中的值要进行地点修正，修正值td可从附录2-11中查取。（4）透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷Qc()=CaAwCsCiDj·maxCLQ（2-4）式中，C——有效面积系数，由文献1附录2-15查得；90 Aw——窗口面积，m2；Cs——窗玻璃的遮阳系数，由文献1附录2-13查得；Ci——窗内遮阳设施的遮阳系数，由文献1附录2-14查得；Dj·max——日射得热因数，由文献1附录2-12查得35°纬度带的日射得热因数；CLQ——窗玻璃冷负荷系数，无因次。（5）照明散热形成的冷负荷荧光灯Qc=1000n1n2N（2-5）式中，Qc——灯具散热形成的冷负荷，W；N——照明灯具所需功率，W；n1——镇流器消耗公率系数，明装荧光灯n1=1.2；n2——灯罩隔热系数；n2=0.6。（6）人体散热形成的冷负荷a、人体显热散热形成的冷负荷QLQ=qsnψCLQ（2-6）式中，qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，可由文献1表2-13查取；n——室内全部人数；ψ——群集系数，由文献1表2-12查得；CLQ——窗玻璃冷负荷系数，无因次。b、人体潜热散热引起的冷负荷Qs=qlnψ（2-7）式中，ql——不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；n,ψ——同上。§2.2湿负荷计算90 人体散湿量可按下式计算：mw=0.278nψg×10-6（2-8）式中：mw——人体散湿量,kg/s；g——成年男子的小时散湿量，g/h，由参文献1表2-13查取；n——室内全部人数；ψ——群集系数。§2.3热负荷计算冬季采暖热负荷包括两项：基本传热量和附加耗热量，即围护结构的基本耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。§2.3.1建筑围护结构的基本传热量建筑围护结构的基本传热量，按稳定传热方法进行计算。建筑围护结构包括有：墙、门、窗、屋面和地面等。计算公式如下：QJ=KFw(tn-tw)·α（2-9）式中，QJ——建筑围护结构的基本传热量，W；Fw——围护结构的计算面积，m2；K——围护结构的传热系数，W/(m2·℃)；tn——室内空气计算温度，℃；tw——室外供暖设计计算温度，℃；α——围护结构的温差修正系数，见文献1中表2-4。§2.3.2附加耗热量a、朝向附加围护结构的朝向不同，传热量不同，它考虑到不同朝向太阳辐射热等因素的影响。因此，在计算建筑热负荷时，应对不同朝向建筑的围护结构的传热量进行修正，即在围护结构的基本传热量的基础上乘以朝向修正率，即为朝向的附加耗热量。不同朝向的维护结构的修正率见表2－1。90 朝向修正率北、东北、西北朝向0东、西朝向－5％东南、西南朝向－10%～－15％北、东北、西北朝向－15％～－25％b、高度附加对于房间层高较高的房间，室内空气温度将形成温度梯度，即上部气温高，下部气温低的现象。当房间高度大于4m时，每增1m时，包括各项附加耗热量在内的房间耗热量增加2%，但总的附加值不超过15%。§2.4各房间负荷的计算现在以101房间为例详细说明各负荷计算过程。§2.4.1101房间冷负荷计算在本次设计中，由于房间一直处于微正压状态，所以不考虑冷风渗透引起的冷负荷，有相临的非空调房间时，需要的进行内围护结构冷负荷计算。由于房间层高均没有大于4.5米，所以在设计中不考虑房间的高度附加引起的修正。由文献1附录2-5查得冷负荷计算温度逐时值，然后按相关各式算出各围护结构逐时冷负荷，计算结果列于下表：101室冷负荷计算表（部分）101北外墙冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tc32.232.13231.931.831.831.8td-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2ka1111111kp0.90.90.90.90.90.90.990 tc"28.828.7128.6228.5328.4428.4428.44tr26262626262626△t2.82.712.622.532.442.442.44K0.780.780.780.780.780.780.78A18.918.918.918.918.918.918.9Qc41.2839.9538.6237.335.9735.9735.97101西外墙冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tc37.337.136.936.636.436.236.1td-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1ka1111111kp0.90.90.90.90.90.90.9tc"33.4833.333.1232.8532.6732.4932.4tr26262626262626△t7.487.37.126.856.676.496.4K0.780.780.780.780.780.780.78A33333333333333Qc192.54187.9183.27176.32171.69167.05164.74101西外窗冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tc30.831.531.932.232.232.231.6td0000000　30.831.531.932.232.232.231.6tr26262626262626△t4.85.55.96.26.26.25.6Kw5.945.945.945.945.945.945.94Aw3333333Qct85.53698.01105.14110.48110.48110.48499.79290 101西外窗日射得热冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Clq0.180.250.370.470.520.620.55Dmax599599599599599599599Ci0.650.650.650.650.650.650.65Cs1111111Aw3333333Ca0.850.850.850.850.850.850.85Qct178.71248.21367.35466.64516.28615.56546.06101照明冷负荷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Clq0.760.790.810.830.840.860.87n11.21.21.21.21.21.21.2n20.60.60.60.60.60.60.6N200200200200200200200Qct109.44113.76116.64119.52120.96123.84125.28101人员散热冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Clq0.10.080.070.060.040.040.03qs58585858585858n3333333∮0.930.930.930.930.930.930.93Qct16.1812.9511.339.716.476.474.85ql123123123123123123123Qc343.17343.17343.17343.17343.17343.17343.17合计359.35356.12354.5352.88349.64349.64348.0290 101木门冷负荷时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Ki3.23.23.23.23.23.23.2Ai2.822.822.822.822.822.822.82to.m33.433.433.433.433.433.433.4ta2222222tr26262626262626Qct84.8384.8384.8384.8384.8384.8384.83101各分项逐时冷负荷汇总表时间12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00西外墙负荷192.54187.9183.27176.32171.69167.05164.74北外墙负荷41.2839.9538.6237.335.9735.9735.97西外窗负荷85.5498.01105.14110.48110.48110.4899.79西外窗日射得热178.71248.21367.35466.64516.28615.56546.06照明散热负荷109.44113.76116.64119.52120.96123.84125.28人员散热负荷359.35356.12354.5352.88349.64349.64348.02内围护负荷84.8384.8384.8384.8384.8384.8384.83总计1051.681128.81250.413481389.91487.381404.7§2.4.2101房间热负荷的计算在本次设计中利用稳态传热法进行热负荷计算。现以101房间为例计算。101房间为一面积为454m2的房间，它由三面外围护结构组成，分别为北外墙、西北外墙和东北外墙。在本次设计中此房间取390 人。其维护结构基本耗热量按公式2-9计算：Q＝áKF(tn-tw)（2-10）式中，K——维护结构的传热系数，W/(m2℃)；F——维护结构的面积，m2；tn——冬季室内计算温度，取20℃；tw——冬季室外空气计算温度，℃；á——维护结构的温差修正系数，取决于非供暖房间或空间的保温性能以及透气状况。已知条件：a.外墙传热系数K=0.78W/(m2·K)；b.窗的传热系数K=5.94W/(m2·K)；按公式Q＝áKF(tn-tw)计算结果如下：101房间热负荷计算表房间编号101围护结构名称及方向西外墙北外墙西外窗面积3618.93传热系数K0.780.785.94室内计算温度to.m202020室外计算温度ta-9-9-9室内外计算温差to.m-ta292929温差修正系数a111基本耗热量Q(W)814.32427.52516.78耗热量修正朝向修正率(%)-500修正值0.9511修正后的热量773.604427.518516.78房间热负荷(W)1717.9101房间总的热负荷：Q=773.604+427.158+516.78=1717.9W。90 §2.4.3101房间湿负荷的计算人体散湿量可按公式2-8计算：mw=0.278ng×10-6=0.278×3×0.93×184×10-6=143×10-6kg/s;其它房间的冷负荷汇总表见附录1。90 第三章空调系统的确定及论证§3.1空调系统的确定空气调节系统一般均由被调对象、空气处理设备、空气输送设备和空气分配设备所组成。空调系统的种类很多，在工程上应根据空调对象的性质和用途、热湿负荷特点、室内设计参数要求、可能为空调机房及风道提供的建筑面积和空间、初投资和运行费用等多方面的具体情况，经过分析和比较，选择合理的空调系统。§3.1.1空调系统的分类（1）根据空气处理设备的集中程度分类：集中式空调系统、半集中式空调系统、分散式空调系统；（2）根据负担室内热湿符合所用的介质不同分类：全空气系统、全水系统、空气－水系统、冷剂系统；（3）根据空调系统使用的空气来源分类：直流式系统、封闭式系统、回风式系统。§3.1.2空调水系统的分类空调水系统主要包括冷冻水系统、冷却水系统、凝结水系统和热水系统。空调水系统区分为开式系统和闭式系统，两管制、三管制和四管制，同程式和异程式，上分式和下分式；按运行调节方法分定流量和变流量。（1）开式系统和闭式系统开式系统的回水集中进入建筑物底层或地下室的水池或蓄水池，再由水泵经加热或冷却后，输送至整个系统。开式水系统的管路与大气相通，所以循环水中含氧量高，容易腐蚀管路和设备，而且空气的污染物如尘土、杂物、细菌、可溶性气体等，容易进入水循环，使微生物大量繁殖，形成生物污泥，管路容易堵塞，并产生水击现象。和闭式系统相比，除要克服管路沿程摩擦阻力和局部阻力损失外，还必须克服系统静水压头，故水泵的压头较大，水泵的能耗大。所以，近年来除了开式的冷却塔和喷水室冷冻水系统外，已很少采用开式系统。（2）同程式和异程式系统90 在大型建筑物的水系统中，空调冷冻水系统的回水管布置方式分为同程式和异程式。同程式水系统中，各个机组（风机盘管或空调箱）环路的管路总长度基本相同，各管路的水阻力大致相同，故系统的水力稳定性好，流量分配均匀。异程式回水方式的优点是管路配置简单、管材省。但由于各环路的管路总长度不相等，故各环路的阻力不平衡，从而导致了流量分配不均匀。如果在水管设计时，干管流速取小一些、阻力小一些，各并联支管上安装流量调节装置，增大并联支管的阻力，则会使水系统流量分配不均匀的现象得到改善。通常，水系统立管或水平干管距离较长时，采用同程式布置。建筑层数较少，水系统较小时，可采用异程式布置，但所有支管上应装设流量调节阀以平衡阻力。在开式水系统中，由于回水最终进入水箱，到达相同的大气压力，故不需要采用同程式布置。（3）双管制、三管制和四管制系统双管制系统冬季供应热水，夏季供应冷水都在同一管路系统中进行，优点是系统简单，初投资省。双管制系统的缺点是在全年空调的过渡季节，会出现朝阳房间需冷却而背阴房间需加热的情况，双管制系统就不能全部满足各房间的要求。当系统以同一水温供水时，房间会出现过冷或过热的现象。三管制系统分别设置供冷、供热管路，冷热水管的回水管共用一根。这种系统能同时满足供冷供热的要求，适应负荷变化的能力强，可较好的的满足全年温度调节，可任意调节房间温度。但由于冷热水同时进入回水管中，故有混合损失，运行效率低，冷热水环路互相连通，系统水力工况复杂，初投资比双管制系统高。四管制系统有分开的冷、热水供回水管，这种系统和三管制系统一样，可以全年使用冷水和热水，调节灵活，可适应房间变化的各种情况，且克服了三管系统存在的回水管能量损失问题，运行操作简单，不需要转换。缺点是初投资高，管道占用空间大。（4）定流量和变流量系统90 定流量水系统是通过改变供回水温度来适应房间负荷的变化，系统中的水流量是不变的，故水泵耗电量不变。变流量水系统是通过改变水流量（供回水温度不变）来适应房间负荷的变化要求。故变水量系统负荷侧供水量是随着负荷的减少而减少，水泵输送能量也随之减少。§3.2本次设计的方案§3.2.1风机盘管加新风系统风机盘管加新风系统指新风经过处理，达到一定的参数要求，有组织地送风，室内回风经风机盘管处理后和新风一起送入室内。这种系统具有各空气调节区可单独调节，比全空气系统节省空间，比分散设置的空气调节器和变风量系统造价低廉等优点。风机盘管加新风系统满足房间要求的隔离性（各室回风不串通）、灵活性（随时开关）、可调性（病人可自行调节）和安全性（运行安全可靠相适应）。整个系统合理利用资源，节省了能量，符合国家提倡的节能精神。考虑本工程的实际，尽量满足医院的洁净空气条件，本设计除了房间编号为101，118，120，121，123，126的使用全空气系统外，其余的所有房间均采用风机盘管加新风系统。§3.2.2全空气一次回风空调系统全空气一次回风空调系统的特征：空气处理设备集中设置在空调机房内，集中进行空气的处理、输送和分配；回风与新风在热湿处理设备前混合。全空气一次回风空调系统的适用性：（1）房间面积较大或多层、多室热湿负荷变化情况类似；（2）室内温度、湿度、洁净度、噪声、振动等要求严格的场合；（3）全年多工况节能；（4）高大空间易于布置风道的场合。（5）送风温差较大时。全空气空调系统易于改变新回风比例，必要时可实现全新风送风，能够获得较大的节能效果；且易于消除噪声、过滤净化和控制空气调节区温度，气流组织稳定。全空气系统的设备集中，便于维修管理，适宜于营业厅、候诊大厅等人员较多的大空间建筑中使用。在本设计中，房间编号为101，118，120，121，123，126的使用全空气一次回风空调系统。§3.3方案比较论证§3.3.1一次回风、二次回风空调系统比较90 一次回风空调系统、二次回风空调系统均属于全空气空调系统，其空调机组的送风量是恒定的，故称为定风量系统。一次回风系统夏季冷量由室内冷负荷、新风冷负荷和再热负荷组成，对于送风温差要求不严格的舒适性空调系统，采用最大送风温差送风即露点送风的一次空调系统，可不需消耗再热量，因而可节省能耗。但送风温差过大，往往会造成送风口结露现象，为避免此问题，采用一次回风空调系统需利用再热来解决送风温差受限制的问题，即为了保证必需的送风温差，一次回风系统在夏季有时需要再热，从而产生冷热抵消的现象。二次回风空调系统则采用二次回风来减小温差，达到节约能量的目的，它节省的是再热负荷。但是，由于本次设计的送风温差足够大，能够露点送风且一次回风空调系统较简单。因此，本设计使用的全空气系统采用一次回风系统并采用露点送风。露点送风是指空气经冷却处理到接近饱和的状态点，不经再加热送入室内。§3.3.2定风量与变风量系统的比较在空调系统每个送风口或每隔几个送风口装设一个变风量装置，根据室内温度来控制送风量的空调系统统称为变风量系统。这种方式是用风量的变化来适应和满足负荷的变化，没有再热损失，也由于非峰值负荷时的送风量的减少而使动力消耗得以节省，但是其系统较复杂，且不易使风管平衡。因此，本设计采用定风量系统。§3.3.3风机盘管加新风与空气-水诱导器系统的比较风机盘管加新风系统是空气-水系统的一种主要形式，也是目前我国民用建筑中采用最普遍的一种空调方式，它以投资少、使用灵活和节省空间等优点被广泛应用于各类建筑中。而空气-水诱导器系统则采用的不是很多，没有风机盘管加新风系统成熟，并且风机盘管加新风系统具有以下优点：（1）使用灵活，能进行局部区域的温度控制，且手段简单；（2）根据房间负荷调节运行方便，如果房间不使用时，可停止风机盘管运行，有利于全年节能管理；（3）风机盘管机组体积小，结构紧凑，布置灵活，节省空间；所以，本设计大部分采用的的风机盘管加独立新风系统。§3.3.4风机盘管与新风连接方式的比较（1）新风与风机盘管送风各自独立送入房间90 这种方式的好处是新风与风机盘管的运行腹部干扰，即使风机盘管停止运行，新风量仍然保持不变。在实际工程设计中，这种方式对施工也较为简单，风管的连接方便；不利之处是室内至少有两个送风口，对室内吊顶装修产生一些影响。（2）新风与风机盘管送风混合这种方式相对来说对室内的装修设计较为有利，只有统一的送风口。缺点是：a、如果新风道的风压控制不好，与风机盘管会互相影响，因此要求计算更为准确一些，或在新风道上采取风量的调节措施；b、与新风与风机盘管送风各自独立送入房间相比，要求风机盘管的处理点更低一些。（3）新风送风与风机盘管回风相混合与新风与风机盘管送风各自独立送入房间相比，夏季风机盘管的处理点不变，因此该方式的优点与其类似，缺点是：a、由于总送风量即为风机盘管的送风量，因此该房间的换气次数略有减少。b、同样需对新风的风压进行调控或计算精确。c、当风机盘管停用时，新风量会减少，且有可能把回风口过滤网上已过滤的灰尘重新吹入室内。d、风机盘管需配合回风箱对风机盘管的检修不利。在本次设计中采用新风与风机盘管送风混合。这种系统在安装方面稍微复杂一些，但避免了其它送风方式的缺点。同时这种方式卫生条件好，工程设计中应优先考虑这种方式。§3.4结论通过上述比较，看出来本设计在方案上的合理性和优越性；同时也满足了这个医院建筑的需要，尽量满足提供清洁卫生的空气系统；使各个房间的舒适性和系统的节能性得到充分发挥。90 第四章送风状态参数及送风量的确定§4.1新风量规定一个完善的空调系统，除了满足对环境的温、湿度控制之外，还必须给环境提供足够的新鲜空气。从改善室内空气品质角度看，新风量多些好；但是送入室内的新风都得通过热、湿处理，将消耗能量，因此新风少些好。在系统设计时，一般必须确定最小新风量，此新风量通常应满足以下三个要求：（1）稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；（2）补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量；（3）保证房间正压。在全空气系统中，通常根据上述要求，取计算出新风量中的最大值作为系统的最小新风量。如果计算所得的新风量不足系统送风量的10%，则取系统送风量的10%。本次设计中主要考虑卫生标准计算新风量，四肢室，控制室，阅片室，胸片室等这个医院建筑房间人数并不太多，故依据设定的人数，按25m3/（h·人）的最小新风标准，计算新风量，最后根据新风比校核确定。另外，本设计所有房间采用60%的相对湿度标准。§4.2风机盘管系统风量的计算§4.2.1风机盘管的夏季处理过程现以102阅片室房间为例计算空气处理方式为风机盘管独立送风时的风量。冷负荷Q=1.08kW,湿负荷W=48×10-6kg/s（1）热湿比ε=Q/W=1.08/48×10-6=22731kJ/kg（2）确定送风状态点：如下图，在i-d图上根据tn=26℃及n=60%确定室内状态点N，in=58kJ/kg;干球温度td=33.4℃和湿球温度tw=26.9℃确定室外状态点W,iw=85kJ/kg。过N点作ε=31041线与φ=90%的曲线相交于O点，得to=19℃,iO=50kJ/kg。（3）计算总送风量：G=Q/（in—iO）=1.08/（58-50）=0.131kg/s（4）风机盘管风量：按人均标准取用的新风量Gw=0.008kg90 /s，算出新风比为6%不满足最小新风条件，故按10%取用新风量。应取新风量Gw=0.013kg/s。则风机盘管的风量Gf=G-Gw=0.131-0.013=0.118kg/s。（5）风机盘管机组出口空气的焓im:im=(Gi0-Gwil)/Gf=(0.131×50-0.013×58)/0.118=49kJ/kg连接L，O两点并延长与im相交于M点，查的tm=19℃.（6）计算冷量：计算新风冷量：Q=Gw(iw–il)=0.013×(85-58)=0.35Kw计算风盘冷量：Q=Gf(i0–im)=0.118×(58-49)=1.08Kw风机盘管露点送风夏季工况在h-d上的表示§4.2.2风机盘管的冬季处理过程。由于是定风量系统，冬季处理过程的送风量和夏季一样，且新风比一样。室外新风状态点Wd预热至和室内相同温度W1点然后等温加湿至o1点，室内的回风在风机盘管等湿加热至o2点然后处理回风。90 图4-2-2风机盘管露点送风系统冬季工况在h-d上的表示（1）由前面的计算可知，室内设计温度20℃，相对湿度60%，由此可以在h-d图上查出hn=42.6KJ/Kg,室外温度-9℃，相对湿度87%。（2）在h-d图上查出hw=-6.5KJ/Kg。由前面的计算得，室内的湿负荷0.143kg/s,新风量0.038kg/s,新风承担室内湿负荷，所以：dO1=(dNd-dWd)/Gx=(8.8-1.46)/0.038=193.1g/kg。（3）由湿度值和N点相同的温度可以确定O1的状态点。室内的热负荷为Q=952.4W,室内的回风量Gh=0.342kg/s。（4）由Q=Gh（ho-hn）得ho=Q/Ms+hn=45.1KJ/Kg。由O2和N点等湿度线可以确定Od点的位置。风机盘管的加热量Q=Gh(ho-hn)=852.5W。其它房间的送风量汇总表见附录2。§4.3全空气一次回风空调系统风量的计算§4.3.1全空气一次回风系统的夏季处理过程现以101房间为例计算101房间的总送风量，送风方式为机器露点送风。房间冷负荷Q=1.49kW,湿负荷W=143×10-6kg/s。（1）求热湿比ε=Q/W=1.49/143×10-6=10419（2）确定送风状态点如下图，在i-d图上根据tn=26℃及n=60%确定室内状态点N，in=58kJ/kg;干球温度td=33.4℃和湿球温度tw=26.9℃确定室外状态点W,iw=85kJ/kg。过N点作ε=10419线与=90%的曲线相交于L点，得tL=19,iL=50kJ/kg。（3）送风量GS=Q/（iN-iL）=1.49/（58-50）=0.186kg/s（558m3/h）90 新风量GX=3×25=75m3/h新风比=GX/GS=75/558=13%全空气露点送风系统夏季工况在h-d上的表示（4）确定混合点M由新回风混合过程NM/NW=13%,在焓湿图上做图确定M点，查得hc=62kj/kg。（5）求系统所需要的冷量Q=GS（iM-iL）=0.186×（62-50）=2.232kW§4.3.2全空气一次回风系统的冬季处理过程现以101房间冬季的送风量来确定室内的风量的计算。已知冬季和夏季具有相同的送风量和新风比，送风量0.186kg/s，室内设计参数温度20℃，相对湿度60%。室外干球温度-9℃，相对湿度87%。房间的热负荷Q=284.2W,湿负荷W=0.143g/s。（1）求热湿比。ε=Q/W=284.2/0.143=1987。由Q=Ms(hn–ho)=MsCP(to-tn),所以to=20+486.2/(0.143×1000)=23.4℃,即送风状态点的温度是23.4℃。（2）确定送风状态点。如下图，在h-d图上根据tn=20℃及n=60%确定室内状态点N，hn=42.6kJ/kg;干球温度td=-9℃和相对湿度87%确定室外状态点W,hw=-6.5kJ/kg。过N点作ε=1987线。（3）在h-d图上做出N、W、ε线并查出ε线与23.4℃相交的O点即送风状态点。(4）连接N、W点发现连接线没有经过雾区，所以不需要预热。由新风比为10%，所以Gw/G=(hn-hm)/(hn-hw)=10%,hm=(9hn+hw)/10=37.7KJ/Kg。90 图4-2全空气露点送风系统冬季工况在h-d上的表示(5）求系统加热量。在W-N线上找出M点并做出M点的等相对湿度线与O点的等温度线相交与c，在图上查得hc=41.1KJ/Kg,所以加热量Q=Ms(hc-hm)=0.186×(41.1-37.7)=0.63KJ/Kg。其它房间的送风量汇总表见附录3。90 第五章空气处理设备的选型§5.1风机盘管的选型风机盘管的选择根据风盘冷负荷、热负荷、风盘风量来选择，室内的新风负荷由新风机组承担。由于房间数量比较多，类型也不相同，冷量各有差异，下面以102房间为例对风机盘管的选择来进行说明。102房间室内冷负荷为1.08KW，热负荷为0.87KW、室内送风量为0.118kg/s，即354m3/h。根据以上数据所选的风机盘管为上海飞恒空调设备有限公司生产的吊顶卧式风机盘管FP2.5，台数1台，单台制冷量为1550w、制热量为2280w、风量360m3/h，其他房间的风机盘管选择的型号见风机盘管选型表，风机盘管的详细的性能参数详见风盘性能参数表。风机盘管选型表房间号码冷量风盘风量风盘冷量风盘选型q(kw)Gf(kg/s)Kw1021.080.1181.08FP-2.51031.080.1181.08FP-2.51041.520.1461.52FP-2.51050.300.0290.30FP-2.51062.800.3182.802个FP-2.51071.060.1151.06FP-2.51082.750.3112.752个FP-2.51091.060.1151.06FP-2.51101.060.1151.06FP-2.51111.060.1151.06FP-2.51120.880.0580.882个FP-2.51130.950.0720.95FP-2.590 1140.950.0890.95FP-2.51150.840.0520.842个FP-2.51161.060.1151.06FP-2.51171.060.1151.06FP-2.51220.340.0310.34FP-2.51240.300.0290.30FP-2.51250.300.0270.30FP-2.51270.340.0300.34FP-2.52011.960.2331.962个FP-2.52021.080.1181.08FP-2.52031.080.1181.08FP-2.52041.180.1011.18FP-2.52052.850.3252.852个FP-2.52061.110.1211.11FP-2.52072.090.2502.092个FP-2.52082.810.3432.812个FP-2.52091.050.1131.05FP-2.52100.340.0350.34FP-2.52110.940.0990.94FP-2.52120.920.0960.92FP-2.52131.570.1821.572个FP-2.52142.950.3382.952个FP-2.52151.060.1141.06FP-2.52164.210.5504.212个FP-2.52170.300.0290.30FP-2.52180.300.0270.30FP-2.52192.460.1952.462个FP-2.52200.300.0260.30FP-2.52214.070.2734.072220.300.0290.30FP-2.590 3011.960.2321.962个FP-2.53022.030.2422.032个FP-2.53031.900.2011.902个FP-2.53041.050.1131.05FP-2.53051.050.1131.05FP-2.53061.810.1891.812个FP-2.53071.810.1891.812个FP-2.53081.810.1891.812个FP-2.53091.810.1891.812个FP-2.53102.450.2732.452个FP-2.53110.920.0960.92FP-2.53120.920.0630.92FP-2.53132.620.2952.622个FP-2.53141.060.0841.06FP-2.53151.060.1151.06FP-2.53161.950.2071.952个FP-2.53171.180.1311.18FP-2.53181.060.1151.06FP-2.53191.060.1151.06FP-2.53204.560.3054.563个FP-2.54013.370.4173.372个FP-3.54023.010.3703.012个FP-2.54033.050.3513.052个FP-2.54048.210.5438.213个FP-54055.740.3085.743个FP-3.54062.660.3242.662个FP-2.54071.980.2351.982个FP-2.54087.750.6037.753个FP-54096.380.4746.383个FP-54101.290.1451.29FP-2.590 风盘性能参数表型号FP-2.5FP-3.5FP-5性能风量（m3/h）360450670冷量(w)107019803100热量(w)228035605040水流量（）310430630水阻（kPa）4.66.18.9噪声dB(A)353540风机型式前向多翼低噪声离心机数量2电机电源单相220V,50Hz输入功率（w）162025换热器结构型式铜管串套高效翻边铝翅片工作压力最大1.6MPa进出水管DN20螺纹管凝水管DN20螺纹管注：若要求采用带中效过滤器的净化空调机组，则图中尺寸宽度将增大600mm。§5.2新风机组的选型根据系统布置需求，新风机组每层设置一台，按每层的新风负荷和新风量选择新风机组的型号。以四层的新风机组的选择为例：四层的夏季新风负荷为47.84KW，新风量为3440m3/h。所选新风机组上海飞恒设备有限公司生产的吊顶有限公司生产的DX系列新风机组，型号为DX4×4，台数1台，制冷量分别为52.1KW，风量4000m3/h，各楼层新风机组的选择见新风机组选型表，新风机组性能参数见新风机组性能参数表。新风机组选型表90 楼层新风机组型号台数排管数制冷量(KW)风量(m3/h)1DX1.5×41419.215002DX3×4143930003DX2.5×41432.125004DX4×41452.14000新风机组性能参数表型号DX1.5×4DX3×4DX2.5×4DX4×4排数4444额定风量m3/h1500300025004000额定供冷量kw19.23932.152.1额定供热量kw26.854.644.872.8水量Kg/h3306671655238954水阻kPa59817风机型式直联外转子离心风机功率（kw）0.180.370.371.1台数1111机外余压（）120220200250噪音dB(A)53575567尺寸（长×宽×高）mm750×1000×650980×1000×650980×1030×6501230×1030×650§5.3全空气处理机组的选型空气处理机组按机组处理冷量和房间的送风量选择，针对房间101，118，120，121，123，126选用的全空气处理机组为上海飞恒设备有限公司生产的吊顶式DX系列空气处理机组，本设计选用DX3×4型号。DX3×4空气处理组性能参数表型号DX3×4（回风工况）DX3×4（新风工况）排数44额定风量m3/h3000300090 额定供冷量KW1939额定供热量KW28.554.6水量Kg/h32766716水阻KPa59风机型式直联外转子离心风机功率（KW）0.370.37台数11机外余压（）220220噪音dB(A)6257尺寸（长×宽×高）mm980×1000×650980×1000×650注：若要求采用带中效过滤器的净化空调机组，则图中尺寸宽度将增大600mm。该机组由空气过滤段、空气加热段、空气加湿段、冷却盘管段等功能段组成，能够满足夏季和冬季不同工况下运行。90 第六章冷热源的选择及设备选型§6.1冷热源的选择§6.1.1冷源.空气调节用人工冷源（也就是冷水机组）是包含全套制冷设备的、制备冷冻水或冷盐水的制冷机组，是目前空调系统中普遍选用的作为空调冷源的设备。冷水机组按驱动的动力可分为两类，一类是电力驱动的冷水机组，包括活塞式冷水机组，螺杆式冷水机组和离心式冷水机组；另一类式热力驱动的冷水机组，又称吸收式冷水机组，分为蒸汽或热水吸收式冷水机组和直燃吸收式冷水机组；冷水机组根据冷却介质得不同，又分为水冷式冷水机组和风冷式冷水机组两大类。选择冷水机组时，应根据建筑物用途、冷水温度、以及电源、水源和热源等情况，从初投资和运行费用等方面进行技术经济比较确定。选择冷水机组的类型和台数应主要考虑以下几点：（1）选用电力驱动的冷水机组时，当单机制冷量Qe＞1160KW时，宜选用离心式；当Qe=580-1160KW时，宜选用离心式或螺杆式；当Qe＜580KW时，宜选用活塞式。（2）冷水机组一般以选用2-4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型选用4台，冷水机组一般不设备用，并与负荷变化情况及运行调节相适应。（3）有合适热源，特别是有余热和废热可以利用，以及电力不足时，宜采用溴化锂吸收式冷水机组。（4）进行技术经济比较后，宜优先采用能量调节自动化程度较高的冷水机组，活塞式机组宜采用多台压缩机自动联控机组，以及变频可调的冷水机组。（5）电力驱动的压缩式冷水机组宜根据单机空调制冷量在额定工况下的能效率比优选用活塞式、螺杆式或离心式冷水机组。（6）制冷机选择，应考虑其对环境的影响：a、噪声与振动要控制在环境条件允许指标之内。90 b、考虑制冷剂氟利昂对大气臭氧层的危害和禁用实践，R-11,R-12为制冷剂的制冷机应禁止使用。§6.1.2热源高度集中的热源能效高，便于管理，也有利于环境，为国家能源政策所鼓励，有条件的可以直接采用城市热力管网。热源也可以采用城市、区域供热或工厂余热。考虑到本建筑所在的位置及其它限制因素，因此在本次设计中直接接城市热力管网。§6.2机组选型§6.2.1冷水机组整个空调系统建筑冷负荷为139.4KW，夏季新风负荷为128.9KW，总负荷为268.3KW。冷负荷是选择制冷设备的依据。对于空调系统确定的方法是：Q=Qm×A（6-1）式中，A--虑制冷设备的冷损失而附加的系数，对于间接式系统取A=1.1。Qm--空调系统设计工况下的冷负荷；由算出的冷负荷求出Q=268.3×1.1=295.11KW。经过上述论证，本设计采用法国热力应用工业公司生产的螺杆式制冷机组两台。其性能如下表：制冷机组性能参数表生产厂商产品型号产品名称法国热力应用工业公司LBO-A-R22-151.1配置螺杆式压缩机制冷量（kw）设备种类制冷方式150水冷式冷水机组蒸汽压缩式制冷90 冷冻水接管口径DN（mm）冷冻水侧最大工作压力（Mpa）冷却水流量（m3／h）75134.6冷却水接管口径DN（mm）压缩机类型压缩机能量控制（％）50螺杆式25-100蒸发器款式蒸发器数量制冷剂名称列管式干膨胀式1R22制冷剂加注量（kg）制冷剂循环回路数量制冷剂流量控制方式341恒温膨胀阀冷凝器款式冷凝器数量整机重量（kg）列管式11270整机长（mm）整机宽（mm）整机高（mm）29509401720§6.2.2换热器本设计建筑物所在地为天津市，城内设有热力管网（供、回水温度9595℃、70℃），因此选用城市供热作为建筑的热源。既节省了初投资，又减少了日常运行、维护的工作量，减少了运行投资。计算式换热器的传热面积：Q=KAΔt（6-2）式中，Q——全楼热负荷,WK——板式换热器的总传热系数，W/(㎡.℃)A——换热面积，㎡Δt——传热温差，℃关于Δt——传热温差计算公式如下：90 （6-3）式中：—热流体进口温度，单位（K）；—热流体出口温度，单位（K）；—冷流体进口温度，单位（K）；—冷流体出口温度，单位（K）；—自然对数。热水管网的供回水温度为95℃、70℃，空调机组冬季的供回温度为50℃、60℃，经计算Δt=26℃。整楼新风热负荷：Qx=26.8+54.6+44.8+72.8+54.6=259.6Kw维护热负荷：Q1=88.2Kw总热负荷：Q=259.6+88.2=347.8Kw所需换热器面积：A=347800/（26×4000）=3.34m2。经过上述论证，选用新乡市华普换热设备有限公司生产的型号为BR04板式换热器一台，其性能参数见下表：换热器性能参数表型号BR04蒸汽压力Mpa0.4单片换热面积㎡0.7单流道截面积㎡0.0021波纹深度（㎜）4角孔直径100-125片数5总面积㎡3.5接管直径（㎜）DN200尺寸(mm)1940×730单片最大处理水量(M3/h)450台数1校核：所选换热器面积A=0.7×5=3.5m2，故换热器选择合适。90 第七章气流组织计算§7.1气流组织方案论证气流组织设计的任务是合理地组织室内空气的流动，使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足工艺要求及人们的舒适感要求。空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调效果，而且也影响空调系统的能耗量。影响气流组织的因素很多，如送风口位置及形式，回风口位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。其中以送风口的空气射流及气流组织的影响最为重要。§7.1.1风口形式的确定空调设计中，无论是供冷风还是供热风，最终都要用风口把冷（热）风送至被空气调节房间。因次，正确选用风口十分重要。常见的送风口型式有：侧送口、散流器、喷射式送风口、孔板送风口。侧送风适用于一般精度的空调工程，也用于风机盘管出风口；散流器用于公共建筑舒适性空调；喷口送风适用于空间较大的公共建筑和高大厂房；孔板送风口主要用于有洁净要求或工艺要求的工程中。送风口型式及其紊流系数的大小，对射流的发展及流型的形成都有直接影响。因此，在设计气流组织时，根据空调精度、气流型式、送风口安装位置以及建筑装修的艺术配合等方面的要求选择不同型式的送风口和回风口。根据上述论证，本设计采用双层百叶侧送风口送风，全空气一次回风房间用散流器平送风口形式。对于回风口，均采用固定百叶回风口。§7.1.2气流组织形式的确定按照送、回风口布置位置和型式的不同，气流组织形式可以归纳为以下五种：上送上回，上送下回，中送上下回，下送上回及侧送。但常常采用的是上送上回，上送下回，侧送三种，因此在下面仅作此三种方式的介绍。（1）上送上回方式。上送上回是高层民用建筑空调中广泛采用的一种空调气流组织方式。通常其送风口采用散流器或条形风口，回风口则采用百叶式风口或条形风口。90 该方式的一个优点是送、回风管道均在吊顶上布置，基本上不占用建筑面积，与装修协调容易。在许多工程中，回风管道不与回风口相连而只是进入吊顶即可，这是相当于把吊顶上部空间视为一个大的回风通道，这种方式使管道布置更为简单，且由于采用吊顶回风，吊顶内的部分电气设备的发热可由回风气流带走，相当于加大了空调机的送风温差，可适当减小机组的送风量，因而是一种节能的设计手段。（2）上送下回方式。上送下回方式在气流组织上比上送上回更为合理，室内空气参数均匀，不存在送、回风气流短流问题，也适用于房间净高较高的场所。但是，它要求回风管接至空调房间的下部，这将占用一定的建筑面积，有时这是较为困难的。因此，只有在布置合理及条件允许时，才采用此方式。（3）侧送。侧送是另一种较多应用于高层民用建筑的送风方式，通常多属于贴附射流（送风口采用条形或百叶式风口）。侧送风气流组织较好，人员基本上处于回流区，因此舒适感好。但它要求一个房间内有两个不同高度的吊顶（或者通过走道与房间隔墙上的风口送入）。侧送时，回风口也有上回和下回两种布置方式，其优缺点也与前述两种气流组织方式差不多。根据以上三种送风方式的优缺点比较可知，采用散流器送风时宜采用上送上回的组织形式，回风则宜采用吊顶回风。在使用风机盘管的房间采用侧送的送风方式。§7.2气流组织计算§7.2.1风机盘管侧送风风机盘管侧送风气流组织计算以107房间为特征房间进行计算：已知房间的尺寸为L=5.3m，B=3m，净高H=4.5m；房间的高符合侧送风条件；总送风量G=0.154m3/s，送风温度ts=19℃，工作区温度tr=26℃。进行气流分布设计。解：（1）设△tX=1℃，△tX/△ts=1/7=0.143，由文献1表10-1查得射流最小相对射程x/d0=20。（2）设在一侧靠顶棚安装风管，风口距离墙为0.5m，则射流的实际射程为x=5.3-0.5-0.5=4.3m。由最小相对射程求得送风口最大直径d0，max。d90 0，max=4.3/20=0.22m。选用双层百叶风口，规格为200×160mm。计算风口面积相当的直径为d0=1.128（AO）0.5=1.128×（0.2×0.16）0.5=0.21m。（3）设有两个平行的风口，出口速度为v0=G/（ΨA0n）=0.154/（0.8×0.2×0.15×2）=3.2m/s（4）根据文献1公式（10-15）可求出射流自由度（A）0.5/d0=（BH/n）0.5/d0=（3×4.5/2）0.5/0.21=12.3m/s由公式v0，max=（0.29～0.43）（A）1/2/d0求出允许出口最大风速v0，max=0.29×12.3=3.5>3.2（m/s）所假定的风口数量及规格，达到回流平均风速≤0.2m/s的要求。（5）根据公式Ar=gd0△ts/vo2Tr有Ar=9.81×0.21×7/（3.2）2×（273+26）=4.7×10-3从文献1表10-2可查得，相对贴附射程为30，因此，贴附射程为30×0.21=6.3m>4.3m。所以满足要求。（6）房间高度校核用公式H=h+s+0.07X+0.3校核房间高度式中h——工艺要求的工作区高度；S——送风口下缘到顶棚的距离；0.3——安全系数；X——为所需工作高度。H=2+0.5+0.07(4.5-1)+0.3=3.045>3.6-1=2.6所以能满足高度要求。§7.2.2全空气系统散流器平送气流组织计算散流器送风气流组织计算本设计以118房间为例。房间面积13.2m×6m,净高4.5m,送风量0.41m3/s，选择散流器的规格和数量。解：（1）布置散流器。采用对称布置方式,共布4个散流器，即每个散流器承担4m×4m的送风区域。（2）初选散流器。选用方形散流器，本设计按2m/s左右选风口，选用尺寸为200×200mm的方形散流器，散流器的喉部面积0.04㎡，则颈部风速为：90 vo=0.41/（4×0.04）=2.56m/s散流器的实际出口面积约为颈部面积的90%，即A=0.04×0.9=0.036m2散流器的出口风速为：VS=2.56/0.9=2.84m/s（3）根据文献1公式10-16，求射流末端速度为0.5m/s的射程为：x=(KVSA0.5/VX)/VX-X0=[1.4×2.84×(0.036)0.5/0.5]-0.07=1.52m（4）根据文献3P255公式10-17，计算室内平均速度:vm=0.381×1.52/(L2/4+H2)=0.348×1.93/(4×4/4+4.5×4.5)=0.2/s如果送冷风,则室内平均风速为0.24m/s，送热风时，平均风速0.16m/s，所选散流器符合要求。§7.2.3回风口的选择计算由于回风口附近气流急剧下降，对室内气流组织的影响不大，因而回风口比较简单，类型也不多。回风口的形状和位置根据气流组织要求而定。若设在房间下部时，为避免回灰尘和杂物被吸入，风口下缘离地面至少为0.15m。回风的吸风速度宜按下表选用：回风推荐表回风口位置回风风速（m/s）备注房间上部4.0～5.0用风管回风房间下部不靠近操作位置3.0～4.0回风口距离较远，还可提高些靠近操作位置1.5～2.0位于走廊回风1.0～1.5在空调工程中，风口均应能进行风量调节，若风口上无调节装置时，则应在支风管上考虑。对于本设计，依据以上推荐回风速度选回风口，见回风口选型表：回风口的选型表房间回风口规格（mm）回风口个数风口颈部面积（m2）回风速度（m/s）回风量（m3/h）90 大厅200×20040.03641843四肢120×12020.0124332候诊200×20040.03641843控制室120×12020.012433290 第八章管道布置及水力计算§8.1空调水系统水力计算从多方面综合考虑，我在本次设计中采用水平异程垂直同程的定流量水系统布置形式。采用水平异程有节省管材的好处，从而节省初投资，采用垂直同程则有效的保证了水系统的水力平衡性。§8.1.1水管管径的确定水管管径d由下式确定：d=（4mw/）1/2（8-1）式中，mw——水流量，m3/s；——水流速，m/s。水系统中管内水流速按文献2表8-3中的推荐值选用，经试算来确定其管径，按文献2表8-4根据流量来确定管径。§8.1.2阻力的确定（1）沿程阻力水在管道内的阻力：Hf=（l/d）（2/2）=Rl（8-2）式中，λ——摩擦阻力系数，无因次量；l——直径管段长度，m；d——管道内径，m；ρ——水的密度，1000Kg/m3；υ——水流速，m/s；R——单位长度沿程阻力，又称比摩阻，Pa/m。R=（/d）（2/2）（8-3）冷水管采用钢管或镀锌管，比摩阻R一般为100—400Pa/m，最常用的为250Pa/m。摩擦阻力系数λ与流量的性质、流态、流速、管内径大小、内边面的粗糙度有关。根据公称管径和水流速可在文献290 图8-1查出水管路的比摩阻。（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：Hd=（2/2）（8-4）式中，ξ——局部阻力系数，见文献2表8-5和表8-6；υ——水流速，m/s；（3）水管总阻力水流动总阻力H（Pa）包括沿程阻力Hf和局部阻力Hd，即：H=Hf+Hd=Rl+（2/2）（8-5）（4）水流量的确定水流量可按下面的公式计算：mw=Q/(c△t)（8-6）式中，mw——水流量，m3/s；C——水的比热，kJ/kg·k；△t——冷冻水温差，℃。本系统进水为7℃，回水为12℃。本设计采用机组额定流量计算管径。§8.1.3计算步骤如下（1）确定系统管道形式,合理布置管道,并绘制系统管道轴测图,作为水力计算草图。（2）在计算草图上进行管段编号,并标注管段的长度和流量,管段长度一般按两管件中心线长度计算,不扣除管件(如三通,弯头)本身的长度。（3）选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最大的环路。（4）选择合适的水管流速，见下面的水管流速推荐表：90 水管流速推荐表管径/mm15202532405065闭式系统0.4-0.50.5-0.60.6-0.70.7-0.90.8-1.00.9-1.21.1-1.4管径/mm80100125150200250300闭式系统1.2-1.61.3-1.81.5-2.01.6-2.21.8-2.51.8-2.61.9-2.9管径/mm350400闭式系统1.6-2.51.8-2.6根据给定流量和选定流速，逐段计算管道管径，并使其符合管道统一规格。然后根据选定了的管道管径和流量，计算出管道内的实际流速。（5）计算管道的沿程阻力。（6）计算各管段的局部阻力。（7）计算系统的总阻力。（8）检查并联管路的阻力平衡情况。§8.1.4水系统的水力计算本设计水平采用双管制水系统，具有结构简单，初期投资小等特点；同时考虑到节能与管道内清洁等问题，采用闭式系统，不与大气相接触，管路不易产生污垢和腐蚀，不需要克服系统静水压头，水泵耗电较小。考虑到楼层建筑，各楼层之间的负荷变化和管路较长问题，空气处理机组和风机盘管系统立管采用同程，各层的水平支管异程。此立管除了供回水管路外，还有一根同程管，由于各并联环路的管路总长度基本相同，各用楼层之间的水阻力大致相等，所以系统的水力稳定性好。对于水系统，只要保证阻力最小环路和最不利环路系统的平衡，即可认为整个系统的水环路都是平衡的。90 水管管路水力示意图依据上面的水力示意图，具体各段水力计算表如下：90 给水管水力计算表序号负荷kW流量kg/h管径管长(m)νm/sRPa/mPyPaξ动压PaPjPaPy+PjPa24415.471451DN12551.471929586.210856726768425298.451333DN12531.051013036.25603472377426203.535007DN10031.101434286.26073766419427113.719564DN8031.061905716.257035364107给水管总阻力为P6=19.76kPa。回水管水力计算表序号负荷kW流量kg/h管径管长(m)νm/sRPa/mPyPaξ动压PaPjPaPy+PjPa25117.020118DN8031.120160356033016361826211.936440DN10031.115446256583291375327301.751887DN12531.110330955722860317028415.471451DN125141.519226832.5108527125395四层水平回水环路水力计算表序号负荷(kW)流量(kg/h)管径管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)ξ动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)11.8310DN202.60.52807270.3993075723.6620DN201.20.52242691.512018044936.11050DN2540.51797160.11321372948.61480DN3240.4813240.1859333511.11910DN3240.51335320.114214546614.82540DN325.40.723212510.1251251276718.43170DN405.40.71759440.122623967822.13800DN403.30.82498230.132533855925.74420DN5030.6882641.51572365011027.54730DN503.60.61013620.1180183801129.35040DN5050.61145691.520530787690 1256.79750DN703.20.81133620.12832839113113.719564DN803.81.11857026.158035374238四层环路总阻力为P4=24.6kPa。三层水平回水环路水力计算表序号负荷(kW)流量(kg/h)管径管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)ξ动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)11.8310DN201.50.52804190.3993044923.6620DN202.80.52246280.31203666435.4930DN2530.51424250.11041043549.01550DN3230.4892660.1949275510.81860DN3230.51263790.113513392612.62170DN323.30.61705620.118318581714.42480DN323.60.72217960.124024820816.22790DN403.30.61364500.117518467918.03100DN4030.71675020.1216225241019.83410DN4030.72026050.1262266311121.63720DN4020.82394780.1312315091223.44030DN403.30.92809231.536654814721328.84960DN503.60.61103970.1198204171430.65270DN5050.71246210.1224226431532.45580DN5050.71467290.1247257531652.38990DN702.60.71012641.52373556191754.19300DN7030.71083250.1253253501889.815443DN801.50.81211816.235522032385三层环路总阻力为P3=24.8kPa。二层水平回水环路水力计算表序号负荷(kW)流量(kg/h)管径管长(m)νm/sR(Pa/m)Py(Pa)ξ动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)11.8310DN2040.528011190.39930114890 23.6620DN2010.52242240.31203626035.4930DN253.70.51425240.11041053447.21240DN254.50.624711130.118418113259.01550DN324.50.4893990.1949408610.81860DN3230.51263790.113513392712.62170DN323.50.61705960.118318615814.42480DN3250.722111060.1240241130916.22790DN403.50.61364770.1175184951018.03100DN404.70.71677870.1216228081119.83410DN401.70.72023430.3262794211221.63720DN4030.82397170.1312317491323.44030DN4020.92805590.1366375961425.24340DN501.50.6851280.1152151431527.04650DN501.30.6971260.1174171441666.111366DN7020.91533060.1384383441794.916326DN8030.91344030.3397119522二层环路总阻力为P2=19.7kPa。一层水平回水环路水力计算表序号负荷(kW)流量(kg/h)管径管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)ξ动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)11.8310DN203.60.4528010070.39930103623.6620DN202.50.492245610.31203659735.4930DN2510.461421420.11041015247.21240DN25120.6124729681.51842763245518.03100DN400.30.66167501.5216324375619.83410DN4030.732026050.126226631721.63720DN4020.802394780.131231509825.24340DN5020.56851700.115215185927.04650DN5050.60974860.11741750490 1028.84960DN5040.641104410.1198204611130.65270DN502.60.681243230.1224223451234.25890DN5010.751541540.1280281821336.06200DN504.50.791717680.1310317991437.86510DN502.80.831885250.1342345601558.910126DN7030.791223661.53054588231660.710436DN703.60.811294660.1324324981764.311056DN7050.861457240.13643676118117.020118DN8031.102016030.3603181784一层环路总阻力为P1=25kPa。各层环路总阻力=给水立管阻力+各层水平环路总阻力+回水阻力+同程管阻力+设备阻力。四层总阻力△P4=19.76+24.6+0+5.4+4.6=54.36kPa三层总阻力△P3=15.66+24.8+3.2+5.4+4.6=53.66kPa二层总阻力△P2=11.5+19.7+6.96+5.4+4.6=48.14kPa一层总阻力△P1=7.7+12.5+10.54+5.4+4.6=53.24kPa由上可知，最不利环路为第四层。则不平衡率为：X=（△P4+△P2）/△P4×100%=11%＜15%，符合不平衡要求。§8.2风管的水力计算§8.2.1风管系统风管的形状一般为圆形和矩形。圆形风管的强度大，耗材料少，但加工复杂些，占用空间大，不易布置得美观，常用于暗装。矩形风管由于占有效空间较小，易于布置，明装较美观且加工容易等特点，因而使用较为普遍，在空调系统中较多采用矩形风管。风管的尺寸应按《全国通用风管管道计算表》规定的尺寸选用，以便于机械化加工风管和法兰，也便于配置标准阀门与配件及进行水力计算。风管的尺寸（钢板风管）以外径或外边长为标准。空气处理设备和消声静压箱后支管内的风速与低速送风相同。§8.2.2风管水利计算的内容90 （1）风管的摩擦阻力。摩擦阻力的计算主要是确定风道的平均比摩阻，计算矩形风管的比摩阻时，利用有关当量直径（流速当量直径和流量当量直径）的概念，把矩形风管换算成圆形风管。（2）局部阻力计算。在通风空调系统中，局部阻力通常占风管系统中压力损失的主要部分。通风构件的局部阻力系数可查表。风管的局部阻力构件主要包括各种弯头、三通、变径、以及四通等，这些构件的局部阻力系数均可以在手册中查到。（3）风管系统的水力计算。一个好的空气管道系统设计应该达到令人满意的系统平衡，较低的噪声水平和适当的压力损失，空气管道系统应该从系统平衡、噪声水平、管道阻力特性和造价等各方面进行优化设计。风道阻力的计算方法，在一般的通风空调系统中，考虑使用假定流速法。选择一条最长的管道进行风管阻力平衡计算，其它环路不平衡时可采用阀门来进行调节。§8.2.3计算方法风管水力计算方法有假定流速法、压损平均法、静压复得法三种，由于本设计场合对风速有一定要求，因此采用假定流速法进行水力计算。§8.2.4风管的水利计算（1）主要以四楼为例计算风盘风管：四层新风管路示意图风管水力计算表序号风量(m^3/h)管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)ξ动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)90 15412012041.00.18510.50.650.331.07210812012032.10.63820.12.600.262.17323316012043.41.29450.56.813.408.58435820016043.10.80530.15.780.583.8054832801604.73.00.63530.15.370.543.5267162802505.42.80.41720.14.840.482.7379493202805.42.90.38220.15.180.522.588118232032013.20.41100.56.163.083.49912993603203.53.10.36710.15.880.591.871013613603603.62.90.29810.15.100.511.581114223603602.63.00.32410.35.561.672.5112243840036084.70.67951.513.2519.8725.30最有利管段12-11，最不利管段12-1△P12-11=25.3△P12-1=59不平衡率：（59-25.3）/59=0.57=57%。故需要用调压装置。采用调节阀调节。b.一楼的全空气系统水力计算如下：一层全空气管路示意图一层全空气水力计算表90 序号风量(m^3/h)管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)ξ动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)161222022033.510.7032.110.37.392.224.33212543203204.53.400.421.890.16.930.692.59318794503206.53.630.392.530.17.870.793.32424945004504.63.080.2181.010.15.680.571.575335463045033.290.2170.650.16.470.651.30642146305002.53.720.2520.630.18.270.831.46750088004503.33.860.260.861.58.9413.4114.27最有利管段7-6，最不利管段7-1△P7-6=14.27△P7-1=28.83不平衡率：（28.83-14.27）/28.83=0.505=50.5%。故需要用调压装置。采用调节阀调节。c.其他各层风管水力计算列于下表：一楼的风机盘管系统水力计算表序号风量(m3/h)管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)RPa/mPy(Pa)ξ动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)12512012030.4820.050.140.30.140.040.182501201201.20.9650.150.190.10.560.060.243881201202.51.6980.411.030.11.730.171.214126120120102.4310.777.740.33.541.068.8153081601601.53.3420.951.430.16.690.672.1063462001603.23.0030.692.210.15.400.542.7574302201603.53.3930.822.860.16.900.693.55848222020053.0430.582.890.15.550.563.45953425020042.9670.512.060.15.270.532.581057225020013.1780.580.580.16.050.611.19116222502202.33.1410.531.230.15.910.591.8290 126742502504.22.9960.451.900.15.370.542.441372625025013.2270.520.520.16.240.621.14149043202502.53.1390.461.611.55.908.8510.01二楼的风机盘管系统水力计算表序号风量m3/h管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)RPa/mPy(Pa)ξ动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)12612012040.500.050.200.20.150.030.232601201201.21.160.2120.250.30.800.240.503981201201.81.890.4980.900.12.140.211.11415612012033.011.1283.390.15.420.543.9352131601204.53.080.9974.490.15.690.575.06625716012033.721.3914.170.18.280.835.00730116016043.270.9143.660.16.390.644.2983452001604.93.000.6883.370.15.370.543.9193862001603.23.350.842.690.16.720.673.361044120020033.060.6191.860.15.620.562.421149520020013.440.760.760.17.080.711.47125452502002.83.030.5331.490.35.491.653.14135852502003.63.250.6052.180.16.330.632.81146252502002.53.470.681.700.17.220.722.421512163203202.53.300.3981.0026.5213.0314.03三楼的风机盘管系统水力计算表序号风量m^3/h管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)ξ动压(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)14612012040.890.1340.540.20.470.090.632921201201.31.780.4460.580.31.890.571.1531241201202.22.390.7531.660.13.430.342.0090 420716012023.000.9481.900.15.370.542.43523916012013.461.2231.220.17.160.721.94627116016032.940.7582.280.15.180.522.79730316016033.290.9242.770.16.470.653.42833520016032.910.6531.960.15.070.512.47936720016033.190.7682.300.16.080.612.911039920016033.460.8912.670.17.180.723.391146920020033.260.6912.070.16.350.642.71125742502003.13.190.5851.810.36.091.833.64136152502203.63.110.5241.890.15.780.582.46146473202003.12.810.4111.280.14.720.471.7515149840032083.250.3412.7326.3312.6615.39§8.3冷凝水管设计风机盘管机组，吊顶式空调器，组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须及时予以排走。排放冷凝水管道的设计，应注意以下事项：（1）沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之五的坡度；且不允许有积水部位。（2）当冷凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比冷凝水盘处的副压大百分之五十。水封的出口，应与大气相通。（3）冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管或渡锌钢管，不宜采用焊接钢管。（4）为了防止冷凝水管道表面产生结露，必须进行防结露验算。（5）冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。（6）设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要的设施。（7）冷凝水管的公称直径DN（mm），应根据通过冷凝水的流量计算确定。一般情况下，每1KW冷负荷每1小时约产生0.4KG左右冷凝水；在潜热负荷较高的场合，每1KW冷负荷每1小时约产生0.8KG冷凝水，通常，可以根据机组的冷负荷Q选定冷凝水管的公称直径。90 水管管径选择表冷量(W)≤7Kw7.1～17.6Kw17.7～100Kw101～176Kw凝水管径DN20mm25mm32mm40mm因此本设计采用聚氯乙烯塑料管，水平管道坡度是千分之五的坡度，最后接到卫生间排出。§8.4排风系统设计由于房间压力过大，需要排出一些新风，以保证房间压力保持在10Pa到20Pa,因此需要设置排风系统。这些需要机械排风的房间为118，123，126，其余房间不需设置机械排风，排风由门窗缝隙排出。90 第九章其他设备的选择§9.1冷却塔的选择§9.1.1冷却塔选择事项目前，我过的大部分生产厂家都是以室外空气湿球温度ts=28℃,冷却水温32/37℃的标准来生产冷却塔的。由于建筑所在地区不同，各地区的ts值是不同的，这会对所选冷却塔的性能产生一定影响，设计选用时应注意此点。中央空调工程中采用的冷却塔型式，有自然通风和机械通风冷却塔两大类别。由于自然通风型式主要受自然通风状态的影响，因而冷却效率和降温效果差，且体积和占地面积大，因此，目前应用较多地是机械通风式冷却塔。机械通风冷却塔均采用通风机或鼓风机为动力，其又分为湿式机械通风冷却塔干式机械通风冷却塔以及干－湿式机械通风冷却塔三种类型。干式机械通风冷却塔中循环水走管程，表冷器在通风机送风作用下，使管束内循环水冷却，热量排向大气。干式塔的最大优点是节约水资源，但空冷器体积较大，通风设备能耗较高，投资高。相比较而言各种不同型式的湿式机械通风冷却塔在城市建筑物的中央空调工程开式冷却水循环系统中使用较为普遍，其中尤以引风式的玻璃钢冷却塔最为普遍。选择冷却塔种类时，应进行全年的能耗分析比较而不仅仅是看其安装电气容量。从经济性上说，还要考虑投资、占地面积、使用要求和噪声因素。§9.1.2冷却塔的选择冷却塔主要根据冷却水流量和冷却水温度进行选择。根据制冷机组冷却水总量69.2m3/h，选取中南集团生产的CDBNL3-40型冷却塔，台数两台。它的性能参数如下：冷却塔性能参数表型号水量（m3/h）风量（m3/h）CDBNL3-404021500外径（mm）高（mm）直径（mm）90 191228421800进口温度（℃）出口温（℃）电机功率（KW）35301.1配管尺寸DN（mm）进水管出水管排水管补水管2002005025§9.2水泵的选择§9.2.1选择原则1、首先要满足最高运行工况的流量的扬程，并使水泵的工作状态点处于最高效率范围。2、泵的流量和扬程应由10%-20%的富裕量。3、当流量较大时，宜考虑多台并联运行，并联的台数不宜超过3台。4、多台泵并联运行时，应尽可能选择同型号的水泵。5、选泵时注意考虑系统的静压对泵体的作用，注意水泵壳体和填料的承压能力以及轴向推力对密封环和轴封的影响。高层建筑水系统采用闭式循环时，系统的静压力大大超过系统克服沿程摩擦和局部阻力损失所需的压力，在选择水泵时应注明所承受的静压值，必要时由制造厂家做特殊处理。§9.2.2循环水泵的选择空调冷冻水系统中，常用单级单吸离心泵，它的结构形式有立式和卧式两种，立式比卧式占地面积少。水泵选择原则应以节能、低噪声、占地少、安全可靠、振动小、维修方便等因素综合考虑。选水泵时，水泵的实际运行条件应于泵的工作条件相符。通常冷水泵的台数与冷水机组相对应。从冷水机组得出冷冻水流量为71.45m3/h，取1.2安全系数。冷水泵流量选择85.74m3/h。扬程按下式计算：Hp=hf+hd+hm（9-1）式中，hf、hd——水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；90 hm——设备阻力损失，Pa；本设计选用广西博士通泵业有限责任公司生产的VGDG50-20型离心式水泵三台，两用一备。性能参数如下表：型号流量扬程转速效率汽实余量电机功率m3/hmr/min%mkwVGDG50-2050181450682.05.5§9.2.3冷却水泵的选择由于单台冷水机组的冷却水流量是34.6m3/h，考虑到扬程，故选用VGG36-50型离心式水泵三台，两用一备。性能参数如下表：型号流量扬程转速效率汽实余量电机功率m3/hmr/min%mkwVGG36-2036102900612.07.5选择一台补水泵,性能参数如下:型号流量扬程转速效率汽实余量电机功率m3/hmr/min%mkwVGG18-201862900612.08.0§9.3膨胀水箱的选择在开式系统中，不存在定压问题。而在闭式水系统中，因为必须保证系统管道及设备内充满水，因此，管道中任何一点的压力都应高于大气压力（否则将吸入空气），这就带来了水系统的定压问题。本设计采用膨胀水箱定压。§9.3.1膨胀水箱水量的计算膨胀水箱置于楼顶，可以实现系统的补水、膨胀的定压。膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定，由下式计算：90 Vp=αΔtVs式中，Vp—膨胀水箱有效容积（即从信号管到溢流管之间高差内的容积），m³；α—水的体积膨胀系数，α=0.0006，L/℃；Δt—最大的水温变化值，℃，按冬季计算，取60-20=40℃；Vs—系统内的水容量，m³，即系统中管道和设备内总水量。§9.3.2膨胀水箱的选型由上面公式的Vp=0.0006×40×71.45=1.71m³选用方型规格的膨胀水箱。参数为：公称容积2.1；有效容积1.8m3；长×宽×高=1500mm×1400×1000mm；溢流管DN40；排水管DN32；膨胀管DN25；信号管DN20；循环管DN20；膨胀水箱装在屋面，水箱自重245.9kg。膨胀水箱上的接管有以下几种：（1）膨胀管将系统中水因温度升高而引起体积增加转人膨胀水箱；（2）溢流管用于排出水箱内超过规定水位的多余的水；（3）信号管用于监督水箱内的水位；（4）补给水管用于补充系统水量,有手动和自控两种方式；（5）循环管在水箱和膨胀管可能发生冻结时，用来使水正常循环；§9.3.3系统的补水补给水量通常按水容量的0.5%～1%考虑，即0.7m³/h。接在循环水泵的吸水口附近的回水干管上，并尽可能靠近循环水泵的进口，以免泵吸入口内气体液化造成气蚀。90 第十章保温与防腐§10.1保温管道保温是节约能源的一个重要条件,是投资少收效高的一项有效措施。在空调管道及其附件表面敷设保温层,其主要目的在于减少媒质在输送过程中的无效损失,并使媒质维持一定的参数以满足用户需要。保温材料的选择需要满足材料的导热系数要低，具有较高的耐热性，不腐蚀金属，材料密度小并具有一定的孔隙率，具有一定的机械强度，吸水率要低，易于施工，价格低廉。在目前的空调工程中，常的保温材料有岩棉、玻璃棉、珍珠岩，聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯及发泡橡胶几类。在实际工程中，玻璃棉、聚乙烯及发泡橡胶这三大类产品以防火性好，保温性高而被广泛应用。本设计采用玻璃棉做为保温材料。§10.2防腐防腐是杜绝工作中出现泄、冒、滴和保证设备连续运转，安全生产的重要手段之一。也是节约能耗的一项有力措施。空调通风系统使用的管道、风道和配件大都由金属材料制成，它们长期暴露在大气中，或暴露在有腐蚀性蒸汽、气体或可能溅出有腐蚀性液体的环境里，会经常受到各种腐蚀性气体的侵蚀而逐渐毁坏，特别是黑色金属腐蚀更为严重。为此必须因地制宜的根据所处环境和腐蚀程度采取有效的防腐措施，才能延长系统使用年限。通风系统的防腐措施应以防腐涂料、硬聚氯材料、玻璃钢或塑料复合刚板为主。在选用防腐措施时，因考虑到材料来源，现场加工条件及施工能力，经经济技术比较后确定。防腐措施以防腐涂料为主，涂料保护一类为设备内壁使用涂料，以隔离设备内腐蚀介质，起到防腐蚀的作用；另一类为设备、管道外壁用涂料以隔离室内腐蚀介质或大气腐蚀，起到防止腐蚀和装饰作用。本设计根据具体施工实际兼用两者。90 第十一章减振和消声空调系统的减振和消声是空调设计中的重要一环，它对于减小振动和噪声，提高人们的舒适感和工作效率，延长建筑物的使用年限有着极其重要的意义。§11.1减振空调装置产生的振动，除了以噪声形式通过空气传播到空调房间，还可能通过建筑物的围护结构和基础进行传播。在振源和它的基础之间安装弹性构件，可以减轻振动力通过基础传出，被称作积极隔振。也可以在仪器和它的基础之间安装弹性构件来减轻外界振动对仪器的影响，被称作消极隔振。在设计和选用隔振器时候，应注意以下几个问题：（1）当设备转速n>1500r/min时，宜选用橡胶，软木等弹性材料块或橡胶隔振器；设备转速<1500r/min时，宜用弹簧隔振器。（2）隔振器承受的荷载不应该超过允许工作荷载。（3）选择橡胶隔振器时，应考虑环境温度对隔振器压缩变形量的影响，计算压缩变形量宜按制造厂提供的极限压缩量的1/3～1/2采用设备的旋转频率与橡胶隔振器垂直方向的自振频率之比大于或等于3.0。橡胶隔振器应尽量避免太阳直接照射或者油类接触。（4）为了减少设备的振动通过管道的传递量，通风机和水泵的进出口宜通过隔振软管与管道连接。§11.2消声各类建筑的噪音允许标准见表10-1：表10—1各类建筑的噪声允许标准类别昼间夜间0504090 15545260503655547055各类标准的适用区域：1、0类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。2、1类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。3、2类标准适用于居住、商业、工业混杂区。4、3类标准适用于工业区。5、4类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声(指不通过列车时的噪声水平)限值也执行该类标准。对于设有空调等建筑设备的现代建筑，都可能室外及室内两个方面受到噪声和振动源的影响。一般而言室外噪声源是经过维护结构穿透进入的，而建筑物内部的噪声、振动源主要是由于设置空调、给排水、电气设备后产生的，其中以空调制冷设备产生的噪声影响最大。包括其中的冷却塔、空调制冷机组、通风机、风管、风阀等产生的噪声。其中主要的噪声源是通风机。风机噪声是由于叶片驱动空气产生的紊流引起的宽频带气流噪声以及相应的旋转噪声所组成，后者由转数和叶片数确定其噪声频率。噪声的控制方法主要有隔声、吸声和消声三种。本空调系统的噪声主要是风道系统中气流噪声和空调设备产生的噪声。隔声是减少噪声对其它室内干扰的方法。一个房间隔声效果的好坏取决于整个房间的隔墙、楼板及门窗的综合处理，所以，凡是管道穿过空调房间的围护结构其孔洞四周的缝隙必须用弹性材料填充严密。90 结论本次设计到此告一段落，通过此次毕业设计，让我对大学本科四年所学知识有了一个更深刻更系统的理解和掌握。本次设计涉及到了大学这四年来所学的大部分专业知识，从负荷计算到空调系统确定，从空气处理到设备选型，从水力计算到绘制图形，充分体现了我们对知识的掌握和运用能力。本次设计为天津肿瘤医院门诊楼空调系统设计，和其他的同类工程设计一样都是为人们创造一个舒适、健康的工作或生活环境。节能，环保，安全等符合国情的设计要求在本次设计中也有考虑。本次设计在老师辛勤的指导下，结合生产实习的所学所得，尽量使设计接近工程实际，在许多问题的考虑和解决上都追求实用性和客观性。经过这么长时间的设计，我充分体验到了做工程设计时需要考虑到的方方面面的东西，遇到了很多以前没遇到过的问题，通过不断的学习，探讨，我终于圆满的满成了这个设计。当然，我在有些方面做的还是不够好，也许还有问题没有考虑到的，这可能会在设计中有所体现。本次设计中我遇到了不少的问题，虽然都得到了解决但还是有很大的改进余地，比如说在第四层的空调系统确定问题上，我考虑过用全空气系统，但冷负荷太小，导致送风量太小，在布置全空气时很麻烦。并且，如果考虑使用全空气的话，因为房间宽度太小的缘故，回风很难处理，考虑再三，我决定使用风机盘管加新风系统。对我个人而言，通过这次设计，使我的设计能力，专业理论知识能力，查阅参考资料能力，绘图能力以及自我学习能力等均有了质的提高。90 参考文献[1]陆亚俊主编.暖通空调.北京：中国建筑工业出版社.2002[2]赵荣义主编.简明空调设计手册..北京：中国建筑工业出版社.1998[3]潘云刚主编.高层民用建筑空调设计.北京：中国建筑工业出版社.1999[4]陆耀庆主编.实用供热空调设计手册.北京：中国建筑工业出版社.1995[5]孙一坚主编.简明通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社.1997[6]吴邦宁.主编元炜主审.中央空调设备选型手册.北京:中国建筑工业出版社.1999[7]杨昌智等.暖通空调工程设计方法与系统分析.北京：中国建筑工业出版社2001[8]付祥钊等.流体输配管网.北京：建筑工业出版社.2001[9]田长青等.空气调节用制冷技术.北京：中国建筑工业出版社.2004[10]项端祈等.空调系统消声与隔振设计.北京：机械工业出版社.200590 致谢经过几个月的忙碌和学习，本次毕业设计已经接近尾声。作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有指导老师的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。首先，我要感谢我的指导老师郭老师。郭老师平日里工作繁多，加上抽空考博士生，时间很少，但是郭老师仍然多次询问我的设计进程，询问我遇到的问题，并为我指点迷津，帮助我开拓思路，精心点拨、热忱鼓励，在设计的各个环节都给了我悉心的指导。郭老师以勤奋好学的榜样，带领我深入设计中去，积极发现并克服遇到的问题，使我感动。在郭老师考试不在的日子里，环设教研室的老师们给了我很大的帮助指导，尤其是马老师，经常给我们悉心指导。知识没有边界，老师们是学生心中最可爱的人！谢谢您们！最后谢谢我大学同窗四年的兄弟姐妹们，大家经常在一块为某个问题争论的不可开交的情景在我脑中永生难忘！大家共同讨论了知识，收获了知识！90 附录附录1101各分项逐时冷负荷汇总表时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00西外墙负荷202197193188183176172167165162北外墙负荷45444140393736363636西外窗负荷5369869810511011011010086西外窗日射得热负荷169169179248367467516616546238照明散热负荷102107109114117120121124125128人员散热负荷371364359356354353350350348348内围护负荷85858585858585858585总计1027103510521129125013481390148714051083102,103各分项逐时冷负荷汇总表时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00西外墙负荷81797775737169676665西外窗负荷5369869810511011011010086西外窗日射得热负荷169169179248367467516616546238照明散热负荷102107109114117120121124125128人员散热负荷124121120119118118117117116116内围护负荷48484848484848484848总计57759361970282993398110811001681104各分项逐时冷负荷汇总表时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00西外墙负荷202197193188183176172167165162南外墙负荷74737068656361606061西外窗负荷536986981051101101101008616916917924836746751661654623890 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2021.0847.62273251590.130.010.128559500.771.082031.0847.62273251590.130.010.128559500.771.082041.1895.11238849590.120.020.18559470.981.182052.8595.12996451590.360.040.338559502.132.852061.1147.62332551590.130.010.128559500.791.112072.0947.64398551590.280.030.258559511.632.092082.8147.65902152590.380.040.348559512.252.812091.0547.62197751590.130.010.118559500.741.052100.3447.6719751590.040.010.038559490.490.342110.9447.61976150590.110.010.18559490.650.942120.9247.61925850590.110.010.18559490.630.922131.5747.63310351590.20.020.188559501.191.572142.9595.13102551590.380.040.348559502.212.952151.0647.62219051590.130.010.118559500.751.062164.2195.14422852590.610.060.558559513.64.212170.347.6622451590.040.010.038559490.490.32180.347.6622450590.030.010.038559480.490.32192.46714345250590.280.080.28559464.932.462200.347.6622450590.030.010.038559480.490.32214.071236328748590.390.120.278559446.94.072220.347.6622451590.040.010.038559490.490.33011.9647.64123451590.260.030.238559501.521.963022.0347.64275851590.270.030.248559511.582.033031.995.11997950590.220.020.28559491.311.93041.0547.62197751590.130.010.118559500.741.053051.0547.62197751590.130.010.118559500.741.053061.8195.11902850590.210.020.198559491.241.813071.8195.11902850590.210.020.198559491.241.813081.8195.11902850590.210.020.198559491.241.8190 3091.8195.11902850590.210.020.198559491.241.813102.4595.12578351590.30.030.278559501.792.453110.9247.61925850590.110.010.18559490.630.923120.9295.1962947590.080.020.068559440.980.923132.6295.12752151590.330.030.298559501.932.623141.0695.11119248590.10.020.088559460.981.063151.0647.62238351590.130.010.128559500.751.063161.9595.12045850590.230.020.218559491.351.953171.1847.62482951590.150.010.138559500.851.183181.0647.62238351590.130.010.128559500.751.063191.0647.62238351590.130.010.128559500.751.063204.561379330748590.440.130.318559447.74.564013.3747.67082552590.460.050.428559512.733.374023.0147.66331252590.410.040.378559512.423.014033.0595.13204851590.390.040.358559502.33.054048.211379595148590.780.230.5485594413.68.214055.74714805046590.430.130.318559407.365.744062.6647.65590652590.360.040.328559512.122.664071.9847.64163651590.260.030.248559501.541.984087.757141086748590.730.130.68559467.377.754096.38714893848590.60.130.478559457.366.384101.2947.62710851590.160.020.148559500.951.2990 附录3房间号码冷量湿量热湿比L点焓值Ｎ点焓值W点焓值新风量送风量新风比确定新风量混合点M点焓值机组冷量　q(kw)w(kg/s)εkJ/kgkJ/kgkJ/kgm3/hG(kg/s)　　kJ/kgKw1011.490.000142710422485985750.140.187563.642.141185.290.001236942744659856500.410.5365072.7010.961191.060.00004822183515985250.130.073960.551.281201.060.00004822183515985250.130.073960.551.281210.270.0000485591515985250.030.252565.350.491234.560.001379633075159857250.570.4272569.9410.891264.560.001379633074859857250.420.5772573.8810.8990 外文资料译文90 90 90 90 90 90 90 90 不同的室外设计条件对空调设备制冷性能和设计冷负荷的影响MehmetAzmiAktacira,OrhanBuyukalacab,HusamettinBuluta,TuncayYılmazHarran大学机械工程学院，Osmanbey大学，Sanlıurfa，土尔其Cukurova大学机械工程学院，阿达纳，土尔其收录于2007年3月14日，采录于2007年10月30日。摘要室外设计条件是建筑物的能源效率重要的参数。不正确选择户外设计条件的结果是产生可预见的舒适性降低和能源的消耗。在这项研究中，对空调系统中的不同的户外设计条件的影响统进行调查。为此，冷负荷和空调设备制冷量一样的建筑，在分别位于阿达纳，土耳其计算时，应采用不同的户外ASHRAE推荐的设计条件，目前，在土耳其使用的设计数据是每日最高干湿球温度的7月21日，这是大家普遍认同的作为设计日。冷却盘管的能力，从不同的户外设计条件产生的冷却盘管的能力被考虑在这项研究中，进行互相比较。空调系统的成本分析也要被确定。很明显选择室外设计条件是一个很关键的一步，在计算建筑冷负荷和设计空调设备的制冷能力方面。2007年Elsevier有限公司保留所有权利。关键词：天气设计数据，暖通空调系统，冷负荷，成本分析1.导言当地的气候条件是建筑物能源效率的重要参数。因为建筑物中的能源消耗和建筑物系统的能效变化一样，取决于当地的气候条件。在暖通空调系统应用中，气候条件好的设计会提高舒适度和增加建筑物的能效。90 气象资料信息的室外设计条件是设计的宗旨，它显示了某一特定地点在它气候里的特点。它影响着建筑物负荷和经济性设计。不正确的选择室外条件会导致产生不好的精神和舒适性。如果一些非常保守的，极端的情况采取了，会产生不经济的设计和超出规定规格。如果负荷被低估了，设备和系统操作会受到影响。为了克服这个问题，Yoshida和Terai建造了自回归移动平均天气模型，通过应用一种确定技术恢复为原始天气数据。Lietal.研究了亚热带地区气候对冷负荷的影响。他们发现发达国家室外气候条件对冷负荷的影响较少，相比于目前的室外设计数据和方法，通过当地的建筑和工程实践。ZogouandStamatelos提供了一个关于气候条件对热泵系统影响的讨论，并且指出气候条件显著改变了热泵系统的性能，这显著导致了一个情况就是家庭可能取暖或制冷。这个选择作为征求各界对可持续发展的理由。Lam研究了气候对建筑物空调上的消耗能量影响后发现并预报每年的冷负荷，最高冷负荷和每年的电力消耗以14%的速率增加。Bulutetal.采用了土儿其最新的制冷和加热数据。他们使用了当前的本地区的数据来研究且发表在他们的研究中，为了评估出气象数据字在制热和制冷负荷上的影响。他们发现这个原因在制热和制冷上升到25%和32%。室外设计条件相应的规范水平在美国的几个城市中最先发展，然后在通过美国供暖，制冷和空调工程师协会发展起来。气象数据包括干球温度、湿球温度以及露点温度，它们的数值在一定形式上必须一致，同样还有相应的湿度。这些设计数据就是室外空气条件，它们超越了一个特殊时期段。温暖的季节温度和湿度条件相符的年度百分值是0.4，1.0和2.0。冷季条件是基于关于年度百分的99.6和99.0。这些0.4％，1.0％和2.0％的年度代表的数值发生或超过的一共有35h，88h和175h，分别是，平均来说，每一年，在这段期间的纪录。在实际应用中主要依据风险水平做为选择的频率。代表气候设计数据数频率发生还将使设计者能考虑各种业务高峰期的条件。本设计的主要目标是探讨在空调系统中选择室外设计条件产生的影响。该分析共分三个主要步诹。第一步，利用不同的室外设计条件，例如ASHRAE给出的数据和在土尔其工程师们给出的数据，针对同一个建筑，计算出其总负荷。第二步，为一样的建筑物依据设计选型全空气中央空调设备，各项户外设计条件考虑在研究中。最后，分析了在制冷季节的空调系统的费用消耗。2.描述该样本建筑90 为了进行分析，一所高中的建筑物被选中。这所样本建筑物位于土尔其的阿达纳。阿达纳，农业和工业中心，全国第五大城市，靠近地中海。它是炎热和潮湿的制冷季节。样本房间有三个几乎一样的地板。图1显示了第一层的建筑平面图。总的建筑物面积是1628MM，墙的外表面是浅色的，最长的墙面是北墙和南墙。样本建筑被用做高校，使用时间是08：00到17：00。这所学校有224个学生，15个教师，4个官员和3个劳工。这个建筑物有14个教室，3个实验室，5个办公室，1个图书馆，1个计算机房和3个走廊。整个建筑符合土尔其国家标准TS-825的热绝缘规定，图1显示了这个建筑外层的传热系数。3.室外设计条件90 在分析中，采用阿达纳的各种户外设计工况数据。详细的数据由表2给出。正象表中显示的那样，有五个数据规定。第一个数据规定是被土尔其工程师使用的当前的室外设计条件。第二和第三个数据规定是满足系统冷凝和蒸发的室外设计条件，依据ASHRAE规定的分别在0.4%，1%和2%的频率下。第四个数据设定是最个干球温度和最大湿球温度，它们是由ASHRAE分别在0.4%，1%和2%的频率下给出的。最后一个数据设定是以7月21日作为设计日的每日最高干球温度，其中的计算的气象数据取自于土耳其国家气象服务中心。4.空调系统样本建筑物采用了全空气定风量空调系统。这个系统主要由空气处理单元，空气冷却设备，供回风机，管道和控制器件组成。图2是一个完整的中央空调空气处理系统典型的运行方式。回风与经空气处理设备处理过的新风混合，然后经过空气冷却设备，室外空气比回风要热和湿一些。因此，这个冷却过程主要包括冷却和除湿，被处理过的空气离开空气冷却器到达状态点（S）。经处理过的空气源源不断的送入需要被空调的房间，到达状态点（R），完成整个循环。图3在图表上显示了夏天空调系统处理过程的各个状态点。90 5.计算冷负荷为了设计和选择空调系统的形式，确定这个建筑物的热负荷和冷负荷很重要。天气数据对计算正确的负荷很重要。然而，选择大部分正确的数据可能是一个困难的问题。传统的负荷计算方法是分成两部分进行，是最高负荷判断和年负荷。每个周期的天气数据模拟计算，负荷判断和天气元素是相互关系，也就是温度，太阳的放射线，湿气含量，等等，但很难被考虑。年天气数据被用来参考年负荷计算，对于详细的负荷变化由于数据时期的短小无法取得数据。90 一个建筑的冷负荷由通过建筑围护结构的外部负荷和来自人，灯光，器械和其他的热来源产生的内负荷两部分组成。为了设计和选择一个合理型号的空调系统，每个地域的的最大冷负荷一定是基于设计日子，包括室内和室外设计条件。在这项研究中，建筑物的室内条件选用作50%的相对湿度和26度干球温度。RTS方法被用做计算冷负荷。RTS方法，被Spitleretal.介绍在2001ASHRAE手册,原则[7],是一中新的单一化方法设计冷负荷计算,而且它是起源于“热平衡方法”。该样本建筑物的总冷负荷和部分冷负荷和热感觉比的计算是利用当前的室外设计数据（表2）给出的在表3列明的不同的小时。从这个表中可以看出该建筑物的冷负荷最大值发生在14：00，总计的冷负荷的39%的负荷来源于窗户，16%是来自于围护结构，剩余的部分是来自于内在的热源。该样品建筑物每小时的冷负荷是利用不同的户外设计数据组计算出来的，通过图表可以看出来冷负荷受到了那些被挑选的天气数据组的影响，虽然趋势是相同的。最大值冷负荷是通过当前数据组获得。它是根据被ASHRAE推荐的冷却和蒸发温度数据组波动。DAILYMAX和ASHRAE-1数据组产生几乎一样的结果。90 户外最大设计冷负荷和SHR是参考表4给出的数据计算的，最大设计冷负荷（127.51KW）是通过当前数据组算出的。表4也表明了比率设计冷负荷依据设计冷负荷也是从当前组获得的。设计冷却负荷用ASHRAE_04、ASHRAE_1,ASHRAE_2,ASHRAE_EVAP_04,ASHRAE_EVAP_1和ASHRAE_EVAP_2是2%、4%、7%、9%、11%和12%比当前数据组算出负荷分别要少。在DAILYMAX数据组情况下，设计负荷要比当前组少4%。SHR几乎不依赖数据组变化，它在有的组是大约0.88。（表4）6.使用不同室外设计条件的空调设备性能的计算。90 鉴于以上给出建筑物的最大冷负荷和SHR计算出冷却盘管的最大设计容量和最大供应空气比率，最小新选空气流量要求和供应空气温度作为输入参数。在计算过程中规定一个迭代办法，一个计算机程序为此被编写出来。在计算中，被供应温度的空调房间设定为16度，根据ASHRAE标准通风率要求，该样本建筑物的最低新鲜空气通风要求为7000平方米每小时。表格5给出了冷却盘管的设计量，本研究中所有室外设计条件参考的总的新风流动比率和混合比。通过这个表可以看出冷却盘管的负荷设计和总的混合风流速都是以当前数据组取的最大值。表格5也给出了了冷却盘管的设计能力符合，它是建立在当前数据组的基础上，以及最大混合风的比率，在考虑了所有室外设计条件的基础之上。通过表格5可以看出ASHRAE数据组情况下冷负荷产生了最小冷盘管负荷。通过这些数据组比较，这个冷却盘管的设计能力比当前的数据组少了21%。在DAILYMAX数据组情况下，通过七月21日的往年最大干球和最大湿球温度设计出来的冷却盘管的负荷比当前数据组低了11%。值的注目的是结果之一是表格5给出的结果，它显示了从ASHRAE设计情况为0.4水平线挑选出的最大干球和湿球温度计算出的冷负荷大约等有当前数据组获得的设计冷负荷。这表明了土尔其当前的设计数据来源与最大干球温度和最大湿球温度。除次之外，当数据组互相比较后，考虑最大值供给空气流程率，最高块流程率还是来源于当前数据组。因此，可以得出结论就是目前在土尔其为设计和选择空调系统的室外设计条件基本上是严格的。暖通空调设备设计负荷过大不符合经济性原则，因为它会导致空调系统初次投资和经营成本同时增加。7.空调系统成本分析在这部分的研究中，全空气中央空调系统的成本分析数据来源于ASHRAE_04、ASHRAE_1和ASHRAE_2数据设定。当前数据组产生的负荷只与ashrae_04，90 ashrae_1和ashrae_2数据集相比较，因为依据它们设计的冷却盘管负荷比其他数据组的低一些。空气处理机组和制冷系统是从当地的暖通设备供应商中挑选出来的。空气处理机组包含风扇，冷却盘管，过滤器，混合和排气装置。该机组对空气流动速率采集的数据值是40000KG/H。在空气处理机组中给风机和回风机需提供的电源分别是15千瓦和12.5千瓦。对于空调系统，在整个系统运作时质量流是连续的，因此，即使是部分负荷的情况，风机也需要最大的电源。对与当前组，正常制冷系统名义下冷凝系统的需要条件是185KW，而电源要求是80KW每单位。该机组的压缩机是一个按比例控制系统负荷运作的单位。很明显，这是众所周知的压缩机根据不同的冷却负荷在实际运行中通常部分运行。每当操作负荷低于设计负荷，制冷机组中的压缩机就按比例相应减少制冷能力，为了节省能源。在案件ASHRAE_04,ASHRAE_1和ASHRAE_2中，制冷系统额定操作条件下净产冷量是146千瓦，而电力需要是66千瓦。压缩机在制冷系统中分四个部分按比例控制其为部分负荷运作。空调系统的经营成本在有风机和制冷机组的电力消耗。阿达纳的供冷期是184天，从4月15日到9月15日。中央空调系统的每日运行时间是9小时（从8：00到17：00）。电力价格是0.10元/千瓦每小时。在这项研究中，Aktaciretal.等人给出了程序用于计算空调系统的季节性经营成本。首先，使用每小时冷却负荷的冷却季节冷却盘管制冷情况是21天，计算逐时冷负荷需要每小时室外空气数据。利用Bulutetal给出的气象数据模型可以把每小时气象数据计算出来。超出21天以外的冷却日子不用计算负荷。因此，基于小时计算的每个月21天的负荷得出，由辛普森积分法和季节平均值计算出了冷却盘管的逐时冷负荷。其次，制冷机组的制冷性能和室外空气温度的变化和COP的承担的部分负荷变化被考虑进来。部分负荷比被定义为：PLR=Qchil/Qchil，full（1）这里Qchil是制冷机的逐时冷负荷，大约等于冷却盘管每小时的负荷，Qchil，90 full是冷凝器的全部冷负荷。自动控制系统的制冷机组，将依靠PLR的值为压缩机选择一个合适的操作步骤。在制冷季节的21个月里，利用生产商和室外逐时温度提供的数据通过在电源要求下控制室外逐时冷负荷来决定是满负荷还部分负荷运转。利用辛普森积分法可以把平均季节冷负荷计算出来。利用冷却盘管的冷负荷求出的平均季节冷负荷和季节平均每小时部分负荷比，压缩机的季节平均负荷被测定出来。最后，从Qchil,av,Pchil,av运行时的相应负荷，可以计算出季节性能源的消耗，也就是，制冷机组的经营成本。表6和表7分别给出了制冷机组在当前组和ASHRAE_04,ASHRAE_1andASHRAE_2的季节平均运营成本。季节平均每小时部分负荷比，季节平均每小时操作步骤，季节平均每小时电能消耗也都在表中给出。制冷机组的压缩机在实际运行中通常处于部分负荷运行情况，因为冷负荷的变化。从表6可以看出，从选定的当前组制冷系统的运行1小时，在第2步（25-50％），4h在第3步（50-75％）及四小时，在第4步（75-100％）。在样本ASHRAE_04,ASHRAE_1andASHRAE_2组中，制冷系统运行1小时，在第2步（20-40％），4h在第3步（40-60％）和5h在第4步（60-80％）。因此，制冷系统在整个制冷季节从来没有满负荷运转过。根据ASHRAE组数据计算的空调系统，其初始投资比当前组数据设定的系统减少了8%。不过，依据当前组数据设定的空气处理系统在实际运行中与按比例控制的基本上没有区别。这是因为制冷系统的压缩机是根据负荷的大小按比例来进行运行的这一事实。但是，如果制冷机组与负荷是已选定而不是按比例运行的，则其运营成本比当前组低了大约5%。90 当该控制系统与同一设计数据比较时，它的开关控制系统的运营成本比当前组数据大12%，比按比例控制的ASHRAE数据组大6%。在计算开关系统在实际运行时的经营成本时，假设最高启动负荷比额定的高5倍。8.结论在这项研究中，室外设计条件对空调系统系统和冷负荷的影响被研究出来了。很明显可以看出来室外气候条件是计算冷负荷的一个因素。在土尔其阿达纳的样本建筑物的大约一半的冷负荷来源于建筑物围护结构，受天气影响很重。研究结果表明，目前土尔其使用的用来设计和选择空气空调系统的户外设计条件一般都很严格。暖通空调设备设计负荷过大不符合经济原则，因为它会导致空调系统初次投资和经营成本同时增加。可以看到，制冷机组的控制系统是一个空调系统重要的组成部分，是一个节省能源很重要的方面。根据实际经营条件，暖通空调系统运行于部分负荷，因此，能效高的设备应该被选中。工程师和建筑设计师应该选择和评估适当的户外设计条件，在可接受的风险水平之下根据他们的应用选择最佳的空气调节设备。在暖通空调系统的设计和选型阶段，设计师和工程师和工程师也应考虑超负荷情况。90'