空调系统毕业设计

'河南科技大学毕业设计前言随着经济的发展，空气调节逐渐成为现代建筑不可缺不少的设施之一。南京将要向国际化大都市方向发展，空调建筑与建筑空调还将快速发展，空调能耗量及其在城市总能耗量中所占的份额还将进一步快速增加。可以预见在不久的将来，南京城市总能耗中，有1/4-1/3左右为建筑空调耗能。对于现代工程设计而言，高效节能已经成为评价其好与坏的重要标准之一。根据近年国内外研究与工程实践了解到，空调工程的能耗在建筑能耗中占有十分重要的地位，不仅关系到本专业工艺和设备的合理利用能源的问题，同时与建筑物的形状、朝向、保温隔热性能等许多因素有关，它们直接影响着空调工程的能耗，因此，空调工程的节能是一项综合性的工作。当今具有可行性的节能方法，大体可以从这几个方面入手：建筑节能、空调系统的节能设计、空调系统的运行节能、热回收等。变频技术。不同类型的冷水机组都有较完善的自动控制调节装置,能随负荷变化自动调节运行状况,保持高效率运行。空调机组、末端设备和水泵等设备采用变频控制,可以使该部分设备的能耗减少30%以上。新风免费供冷。在有些建筑的空调系统中,需要大量引入新风以满足室内空气品质的要求。根据其新风引入方式,还可以通过在过渡季节和冬季直接引入室外的温湿度相对较低的新风来带走房间内所产生的各项热湿负荷,无需使用集中制冷系统,达到“免费”供冷的节能效果。在夏季时,利用夜间相对低温的新风,可以在非营运时间预先冷却室内空气,带走部分室内热量,减少白天工作时间的室内冷负荷,实现间歇性的“免费”预冷。空气源热泵以室外空气为一个热源。在供热工况下将室外空气作为低温热源，从室外空气中吸收热量，经热泵提高温度送入室内供暖。空气源热泵系统简单，初投资较低。空气源热泵不适用于寒冷地区，在冬季气候较温和的地区，如我国长江中下游地区，已得到相当广泛的应用。在整个设计的过程中，应在严格遵守有关规范的基础上，结合南京市本地的经济、技术、环境等条件，开拓思路，适当借鉴新能源、新设备、新方法以期完成一个较为优秀的空调工程设计。104 河南科技大学毕业设计第一章工程概况§1.1地点南京（N32°，E118°）。§1.2气象资料§1.2.1夏季参数[1]表1-1夏季室外空气参数大气压力（kPa）100.4室外计算干球温度（℃）35．0空调日平均计算温度（℃）31．4计算日较差（℃）6．9室外湿球温度（℃）28．3室外平均风速（m/s）2．6室外计算相对湿度（％）64§1.2.2冬季参数表1-2冬季室外空气参数大气压力（kPa）102.5室外计算干球温度（℃）-6室外计算相对湿度（％）73室外平均风速（m/s）2．6§1.2.3室内设计参数[2]表1-3室内空气设计参数房间名称夏季冬季照明指标人员指标新风量温度相对湿度温度相对湿度℃%℃%W/m2m2/人办公室266018-201525会议室266018-25420机房266018-20430大厅26-18-201820§1.3土建资料104 河南科技大学毕业设计§1.3.1外墙一、外墙的选择[4]表1-4外墙结构参数[4]墙体结构δRoKoΣDtw类型-mmm2·℃/ww/(m2·℃)--1、外粉刷2、砖墙3、内粉刷3700.651．545．30Ⅱ图1-1外墙示意图二、外墙传热热阻的校核1、校核公式[2]围护结构的最小传热阻，应按下式确定：公式1-1式中：Ro·min—围护结构的最小传热阻，（m2·℃/w）tn—冬季室内计算温度，（℃）tw—冬季围护结构室外计算温度，（℃）α—围护结构温差修正系数Δty—冬季室内计算温度与围护结构内表面温度的允许温差，（℃）αn—围护结构内表面换热阻，（m2·℃/w）2、外墙最小传热阻的校核表1-5外墙校核相关参数[4]αtntwΔtyαn118-568.72则外墙最小传热阻为：104 河南科技大学毕业设计Ro·min==0.44(m2·℃/w)即：Ro=0.65>Ro·min比较之后得出此外墙可用。§1.3.2内墙[4]表1-6内墙结构参数墙体结构δRoKoΣDtw类型-mmm2·℃/ww/(m2·℃)--1、外粉刷2、砖墙3、内粉刷3700.651．545．30Ⅱ图1-2内墙结构示意图§1.3.3楼板[4]表1-7楼板结构参数楼板结构Ko-w/(m2·℃)1、面层2、钢筋混凝土楼板3、吊顶空间4、钢板网抹灰、油漆1．82图1-3楼板结构示意图§1.3.4屋面[4]一、屋面的选择表1-8屋面结构参数结构示意图墙体结构δRoKoΣDtw类型104 河南科技大学毕业设计-mmm2·℃/ww/(m2·℃)--图1-4屋面结构示意图1、防水层加小豆石2、水泥沙浆找平层3、保温层4、隔气层5、承重层120空心板φ60孔1700.851．184．39Ⅱ二、屋面最小传热阻的校核利用公式1-1得：那么，此屋面可以使用。§1.3.5门窗结构（来自于建筑资料）表1-8门窗结构参数编号宽×高（m）材料形式窗内遮阳M-10.9×2.1木门单层无MC-12.4×3.36mm厚普通玻璃单层钢框无MC-21.5×2.46mm厚普通玻璃单层钢框无C-12.7×1.8标准玻璃单层铝合金窗活动百叶帘C-21.5×1.8标准玻璃单层铝合金窗活动百叶帘C-31.8×1.8标准玻璃单层铝合金窗活动百叶帘C-43.0×1.8标准玻璃单层铝合金窗活动百叶帘§1.4人员与照明[6]104 河南科技大学毕业设计表1-9人员与照明参数表功能单位人员单位照明[7]m2/人w/m2办公室1520会议室425计算机机房420大厅1820§1.5动力状况夏季自来水℃，水压及水量够用。电源按要求供应。第二章负荷计算104 河南科技大学毕业设计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，为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。§2.1夏季冷负荷计算[9]夏季冷负荷计算建议采用冷负荷系数及冷负荷温度法，并进行逐时计算。冷负荷包括围护结构耗冷量、人体、灯光散热等，分房间统计。本设计采用冷负荷系数逐时计算法。一、围护结构瞬变传热引起的冷负荷夏季建筑围护结构的冷负荷是指由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑物围护结构传入室内的热量形成的冷负荷。1、外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷（1）计算方法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：公式2-1式中—通过外墙和屋面的得热量所形成的冷负荷，WK—外墙和屋面的传热系数，W/（m2·oC）A—外墙和屋面的面积，m2—外墙或屋面冷负荷逐时计算温度，oC（来自于资料9）—室内设计温度，oC其中外墙和屋面的冷负荷计算温度应进行修正得到：公式2-2式中—修正后的本地外墙和屋面冷负荷逐时计算温度，oC—同公式2-1—围护结构地点修正值，见表2-1—外表面放热系数修正值，=1.0—吸收系数修正，=0.94表2-1围护结构地点修正值[9]地点南西北东104 河南科技大学毕业设计南京12.12.72.1（2）以房间101与906外墙为例表2-2101房间北外墙瞬变传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0032.332.131.831.031.431.331.231.231.331.431.62.71.00.9733.9533.7633.4732.6933.0832.9832.8832.8832.9833.0833.27267.957.767.476.697.086.986.886.886.987.087.27K1.54A8．7×4.5=39.15479.31467.86450.37403.35426.86420.83414.80414.80420.83426.86438.32表2-3101房间东外墙瞬变传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0036．035．535．235．035．035．235．636．136．637．137．52．11.00.9736.9636.4736.1835.9935.9936.1836.5737.0537.5438.0238.412610.9610.4710.189.999.9910.1810.5711.0511.5412.0212.41K1.54A4．0×4.5-2.4×3.3=10.08170.13162.53158.03155.07155.07158.03164.08171.53179.14186.59192.64表2-4906房间南外墙瞬变传热冷负荷104 河南科技大学毕业设计时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0034．634．233．933．533．232．932．832．933．133．433．91．01.00.9734.5334.1433.8533.4733.1732.8832.7932.8833.0833.3733.85268.538.147.857.477.176.886.796.887.087.377.85K1.54A3.6×6.6=23.76312.12297.85287.23273.33262.35251.74248.45251.74259.06269.67287.23表2-5906房间西外墙瞬变传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0037.837.336.836.335.935.535.234.934.834.834.92.11.00.9738.7038.2237.7337.2536.8636.4736.1835.8935.7935.7935.892612.7012.2211.7311.2510.8610.4710.189.899.799.799.89K1.54A3.6×4-1.5×1.8=13.2258.17248.41238.45228.69220.76212.83206.94201.04199.01199.01201.04表2-6906房间屋顶瞬变传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00104 河南科技大学毕业设计38.137.036.135.635.636.037.038.440.141.943.72.01.00.9438.9037.8336.9636.4736.4736.8637.8339.1940.8442.5844.332612.9011.8310.9610.4710.4710.8611.8313.1914.8416.5818.33K1.18A4×6.6=26.4401.86368.53341.43326.16326.16338.31368.53410.89462.30516.50570.022、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷（1）计算方法、公式2-3式中—外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W—外玻璃窗传热系数，—窗口面积，—外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃必须指出：①值要根据窗框等情况不同加以修正，本设计修正值取1.0②对要进行地点修正，本设计取值根据上述条件式2-3可变化为：公式2-4（2）以房间101与906外窗为例（外窗尺寸见表1-8）表2-7101房间东向落地门连窗瞬变传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0026.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.63.0104 河南科技大学毕业设计29.930.932.032.933.834.534.935.235.235.034.6263.94.96.06.97.88.58.99.29.29.08.65.941.02.4×3.3=7.92183.4230.5282.2324.61366.95399.88418.70432.81432.81423.40404.59表2-8906房间西外窗瞬变传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0026.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.63.029.930.932.032.933.834.534.935.235.235.034.6263.94.96.06.97.88.58.99.29.29.08.65.941.01．5×1.8=2.762.5578.5996.23110.66125.10136.32142.74147.55147.55144.34137.933、外玻璃窗日射得热引起的冷负荷（1）计算方法公式2-5式中—外玻璃窗日射得热引起的冷负荷，W—有效面积系数—窗的遮阳系数—窗内遮阳设施的遮阳系数104 河南科技大学毕业设计—窗玻璃冷负荷系数（2）以房间101与906外窗为例表2-9101房间东向落地门连窗日射得热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:000.490.600.560.370.290.290.280.260.240.220.195390.891.00.852.4×3.3=7.921582.41937.61808.41194.8936.53936.53904.23839.65775.06710.47613.59表2-10906房间西外窗日射得热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:000.140.170.180.190.200.340.560.720.830.770.535391．000．600.851．5×1.8=2.7103．9126．1133．6141．0148．4252．3415．6534．3616．0571．5393．3二、室内热源散热引起的冷负荷1、照明设备散热引起的冷负荷（1）计算方法公式2-6104 河南科技大学毕业设计式中—照明设备散热形成的冷负荷，WN—照明灯具所需功率，KW—镇流器消耗功率系数，本设计采用暗装荧光镇流器装设在顶棚内，可取—灯罩隔热系数，本设计采用荧光灯罩上部有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热与顶棚内，可取—照明散热冷负荷系数（2）以房间101与906照明设备为例表2-11101房间照明设备散热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:000.690.860.890.900.910.910.920.930.940.950.951.00.5N=A×q=8.7×4×0.025=0.87300.15374.1387.15391.5395.85395.85400.2404.55408.9413.25413.25表2-12906房间照明设备散热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:000.690.860.890.900.910.910.920.930.940.950.951.00.5N=A×q=6.6×4×0.025=0.528182.16227.04234.96237.6240.24240.24242.88245.52248.16250.8250.82、人体散热形成的冷负荷（1）计算方法a、人体显热散热引起的冷负荷计算公式如下：公式2-7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，W104 河南科技大学毕业设计n—室内全部人数—群集系数b、人体潜热散热形成的冷负荷计算公式如下：公式2-8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潜热散热量，Wn,同公式2-7（2）以房间101与906室内人员为例表2-13101房间室内人员散热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:000.080.550.640.700.750.790.817.840.860.880.896151.024.4167.75195.2213.5228.75240.95247.05256.2262.3268.4271.4573365合计389.4532.75560.2578.5593.75605.95612.05621.2627.3633.4636.45表2-14101房间室内人员散热引起的冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:000.080.550.640.700.750.790.817.840.860.880.896121.09．7667．178．0885．491．596．3898．82102．48104．92107．36108．5873104 河南科技大学毕业设计146合计155．76213．1224．08231．4237．5242．38244．82248．48250．92253．36254．58三、房间101与906各分项逐时冷负荷汇总表2-15101房间各分项逐时冷负荷汇总表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0015:0016:0017:0018:00东外墙170．09162．56158．04155．03155．03158．04171．59179．12186．65192．67北外墙473．47467．62450．07403．29426．68420．83414．98420．83426．68438．38东外窗183．47230．52282．27324．61366．95399．88432．81432．81423．40404．59东窗日射1785．21719．91284．5827．31522．51521．51457．20391．88326．57239．48照明240．12299．28309．72313．20316．68316．68323．64427．12330．60330．60人员239．13325．14339．78350．76359．91365．4374．55378．21381．87383．7合计2988．43205．12824．42374．22147．82183．32174．82129．92075．71989．4表2-16906房间各分项逐时冷负荷汇总表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0015:0016:0017:0018:00南外墙312.1297.9287.3273.1262.5251.8251.8258.9269.6287.3西外墙228.8220.1211.4202.6195.6188.6178.2176.4176.4178.2屋顶364.3332.1305.7291.1291.1302.8373.1422.9475.6528.3西外窗62.578.696.2110.7125.1136.3147.5147.5144.3137.9西窗日射103.9126.2133.6141.0148.4252.3534.4616.0571.5393.4照明182.2227.0235.0237.6240.2240.2245.5248.2250.8250.8人员159.4216.8226.5233.8239.9243.6249.7252.1254.6255.8合计1413149914961490150316161980212221432032由表2-15可以看出，该房间最大冷负荷值出现在9:00时，其值为3205W。由表2-16可以看出，该房间最大冷负荷值出现在16:00时，其值为2122W。其余各房间逐时冷负荷及整幢楼冷负荷汇总见附录一。由附录一可知，总冷负荷最大值出现在16:00,其值为300124W。§2.2冬季热负荷计算对于民用建筑，冬季热负荷包括两项：围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。104 河南科技大学毕业设计一、围护结构耗热量1、围护结构耗热量计算方法（1）围护结构基本耗热量计算方法公式2-9式中—j部分围护结构的基本耗热量，W—j部分围护结构的表面积，—j部分围护结构的传热系数，—冬季室内计算温度，℃—冬季室外空气计算温度，℃—围护结构的温差修正系数（2）围护结构附加耗热量计算方法a、朝向修正率北、东北、西北朝向：0东、西朝向：-5%东南、西南朝向：-15%南向：-20%b、风力附加，本设计处于南京市区，并且受周围高层建筑的影响，风力附加取值为0；c、外门开启附加；d、高度附加。由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量加大，因此规定：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%。2、以房间101为例表2-17101房间冬季围护结构耗热量围护结构室内外计算温差传热系数温差修正系数基本耗热量耗热量修正房间耗热量名称面积朝向外门开启修正值修正后耗热量FΔTKQj%%%WWm2℃W/m2·W104 河南科技大学毕业设计℃东外门3.96245.941.0565-5%55.9533595696东外窗3.96245.941.0565-5%0.95536东外墙10.08241.541.0373-5%0.95354北外墙39.2241.541.014470%1.001447其余各房间冬季热负荷见附录二。由附录二可知整幢楼总热负荷为206640W。二、门窗缝隙渗入冷空气引起的耗热量本设计由于空调房间保持正压，无门窗缝隙渗入冷空气，故不予考虑。§2.3湿负荷计算湿负荷是指空调房间的湿源（人体散湿、敞开水池表面散湿、地面积水等）向室内的散湿量，也就是为维持室内含湿量恒定需要从房间除去的湿量。本设计主要针对办公室及会议室等功能房间，故只计算人体散湿形成的湿负荷。一、人体散湿量1、人体散湿量计算方法公式2-10式中—人体散湿量，kg/sg—成年男子的小时散湿量，g/hn,—同公式2-72、以房间101为例表2-18101房间夏季人体散湿量房间ng101个g/hkg/s31.01090.000091其余各房间散湿量见附录三。104 河南科技大学毕业设计第三章确定空调方案及风量计算§3.1确定空调方案，划分空调系统一、空调系统的分类[1]空调系统一般均由空气处理设备和空气分配设备组成，根据需要，它可组成许多不同形式的系统，在工程上，应考虑建筑物的用途和性质、热湿负荷特点、温湿度调节和控制的要求、空调机房的面积和位置、初投资和运行费等多方面的因素，选定合理的空调系统。1、根据负担室内热湿负荷所用的介质不同，空调系统分为：全空气系统、全水系统、空气—水系统、制冷剂系统。全空气系统是指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。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较高的风速。全水系统是指空调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法。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愈来愈多，全靠空气来负担热湿负荷，将占用较多的建筑空间，因此可以同时使用空气和水来负担空调的室内负荷。制冷剂系统104 河南科技大学毕业设计这种系统是将制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿，这种方式通常用于分散安装的局部空调机组，但由于冷剂管道不便于长距离输送，因此这种系统不宜作为集中式空调系统来使用。2、根据空气处理设备的集中程度，空调系统分为：集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统。集中式空调系统是指所有的空气处理设备均在一个集中的空调机房内。半集中式空调系统除了集中空调机房主要处理室外新风外，还包括分散在空调房间内的二次设备，其中多半设有冷热交换装置，如风机盘管等。分散式空调系统没有集中空调机房，而是采用组合式设备向各房间进行空调，自带制冷机组的空调机组方式就属于这一类，如各房间的空调器等。集中式和半集中式空调系统也通称为中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。3、根据集中式空调系统处理的空气来源分类，具体分为：封闭式系统、直流式系统、混合式系统。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，全部为再循环空气。因此房间和空气处理设备之间形成了一个封闭环路。封闭式系统用于密闭空间且无法（或不需）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。当室内有人长期停留时，必须考虑空气的再生。这种系统应用于战时的地下蔽护所等战备工程以及很少有人进出的仓库。直流式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内，然后全部排出室外，因此与封闭系统相比，具有完全不同的特点。这种系统适用于不允许采用回风的场合，如放射性实验室以及散发大量有害物的车间等。为了回收排出空气的热量或冷量用来加热或冷却新风，可以在这种系统中设置热回收设备。混合式系统从上述二种系统可见，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场合下使用，对于绝大多数场合，往往需要综合这两者的利弊，采用混合一部分回风的系统。这种系统既能满足卫生要求，又经济合理，故应用最广。二、空调系统的对比与选择1、空调系统形式的对比[1]表3-1空调系统形式详细对比104 河南科技大学毕业设计空调方式初投资电力消耗机房面积风、水管占有空间各房间的个别控制采用全新风维修简繁设计和施工技术达到较低噪声冷热混合损失变风量、单风管中中中大中-大难可简中可小-中变风量、低速中-大大中-大中-大可大简-中高可小双风道、低速大中-大大大可可简高可中定风量、单风管、再热中-大大中-大中-大可可简中可大分区机组系统中小-中中-大中难可简-中中可小-中风机盘管加新风（二水管制）小小-中小小冬、夏可不可繁中可小104 河南科技大学毕业设计窗式空调小小-中小小可不可繁简不可小-中带风管的整体式空调机小-中小-中中中难一般不行中简可小-中分体式空调机组小小-中小小难一般不行中简可小-中2、空调系统形式的选择（1）集中式和半集中式也可通称为中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。中央空调和局部空调相比，具有以下优点：表3-2中央空调与局部空调系统对比的优点①空调效果好②可送新风，保证室内空气新鲜度③投资低④运行管理方便，运行费用低⑤故障少，便于维修⑥设备寿命长⑦噪声小⑧宜于装饰配合，达到现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的在办公建筑所采用的中央空调方式中，又以采用半集中式空调为数较多，这是因为办公建筑中数量最多的是分隔开的办公室，而办公室的空调方式几乎公认应首选风机盘管加新风空调系统，风机盘管的空调方式是空气—水系统中的一种主要形式,主要是由风机与冷热交换盘管组成，它的功能主要是在空气进入被调房间之前对从集中处理设备来的空气再进行一次处理，或者新风由新风机组集中处理，而房间内回风由风机盘管处理，组成风机盘管加新风的半集中式空调系统。该系统的优点是：104 河南科技大学毕业设计表3-3空气-水风机盘管系统的优点①与全空气系统比较，可节省空间②布置灵活，具有个别控制的优越性，各房间单独调节温度，房间不入住人时，可关调机组，不影响其他房间的使用③节省运行费用,运行费用与单风道系统相比约低20～30%,比诱导器系统低10~20%,而综合投资费用大体相同,甚至略低④机组定型化，规格化，易于选择安装⑤有较好的供热能力从房间功能和使用性质上见本建筑主要是办公室，其负荷密度不大，湿负荷也较小，且房间数量较多，宜采用风机盘管系统，对于面积或进深较大的的房间，风量可能要求较大，可采用高静压风盘散流器平送，这样方便初期的安装和后期的运行管理。图3-1风机盘管加独立新风系统空气处理过程（2）房间新风的送风方式[9]房间中新风供应有以下三种方式：1、直接送到风机盘管吸入端，与房间的回风混合后，再被风机盘管冷却（或加热）后送入室内。这样方式的优点是比较简单，缺点是一旦风机盘管停机后，新风将从回风口吹出，回风口一般都有过滤器，此时过滤器灰尘将被吹入房间；如果新风已经冷却到低于室内温度，导致风机盘管进风温度降低，从而降低了风机盘管的出力，因此一般不推荐采用这种方式。2、新风送到风机盘管的送风管，混合送出。3、新风与风机盘管的送风并联送出。这种系统从安装方面稍微复杂一些，但避免了上述缺点，卫生条件好，应优先采用这种方式。鉴于本设计为银行办公楼，室内空气环境要求比较高，故采用第二种与第三种新风的送风方式,即新风风机盘管的送风并联各自单独送入室内。（3）对于第九104 河南科技大学毕业设计层中的开敞式会议室，其中人员密集，冷负荷密度大，室内热湿比较小。应采用一次回风的定风量单风道全空气系统。为节约能源和投资，只进行单参数的露点送风。其理由如下：①适用于室内负荷较大时；②与二次回风相比，处理流程简单，操作管理简单；③设备简单，最初投资少；④可以充分进行通风换气，室内卫生条件好。因本层没有空调机房，所以该楼层空调设备分别吊装在吊顶内，同时也可节省建筑有效使用面积。在该房间北侧是一休息室，为了方便安装、维修和管理，将其与此会议室合为一个系统，均采用一次回风定风量单风道全空气系统。空气处理过程如下：图3-2一次回风定风量单风道全空气系统处理流程图3、空调系统的划分（1）空调系统的划分原则[9]根据相关规范与工程实例所知，空调系统的划分原则如下：①室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求；②资和运行费用综合起来较为经济；③减少一个系统内的各房间相互不利的影响；④减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试；⑤应与建筑物分区一致；⑥间或区的设计参数值和热湿比相接近污染物相同，可以划分成一个全空气系统。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；⑦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。（2）本设计中空调系统的划分①104 河南科技大学毕业设计对于空气-水风机盘管系统的划分主要是新风系统的划分，主要依据是：按房间功能和使用时间划分；有条件时，分楼层设置新风系统；高层建筑中，可若干楼层合用一个新风系统，但切忌系统太大，否则各个房间的风量分配很困难。为方便室内装修，本设计采用每一楼层分别设置一个新风系统。②一般而言，对于定风量空调系统，系统划分主要是考虑室内房间的温湿度波动范围及温湿度基数，各房间的热湿扰量以及使用班次和运行时间等。在这种情况下，建筑物内往往需要多个中央空调系统，而一个中央空调系统所能负担的房间又不能太多，使整个项目的初投资、运行费和维护管理相对不经济。对于本建筑第9层的一次回风定风量单风道全空气系统，由于该系统本身只负责一开敞式会议室与相邻休息室，系统较小，且合为同一系统，方便管理、维护，故该全空气系统不划分。§3.2确定新风量，计算新风负荷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室外新鲜空气。一、新风处理状态点的分析1、方案一：新风处理到低于室内的含湿量，承担室内的湿负荷。这时风机盘管只承担室内部分显热冷负荷，在干工况下运行。这种方式新风系统需要温度比较低的冷冻水，而盘管需要温度比较高的冷冻水，因此冷冻水系统比较复杂；并且盘管在干工况下运行，其制冷能力大约只有原来标准工况（7℃冷冻水）的60%以下，虽然风机盘管负荷减少了，但所选用的风机盘管规格并不能减小，而这时新风系统的冷却设备因负荷增加而需要加大规格。2、方案二：新风处理到室内空气的焓值，而风机盘管承担室内人员、设备冷负荷和建筑围护结构冷负荷。3、方案三：根据室内的冷负荷、湿负荷和风机盘管的热湿比确定新风的处理状态点，这种方式新风承担了部分房间冷负荷或湿负荷。对于旅馆客房、人员密度小的办公室，第二种处理方案可以达到室内的设计要求，一般常用此种方式。二、新风量的确定[9]室外新鲜空气量是保障良好的室内空气品质的关键，因此，空调系统中引入室外新鲜空气（新风）是必要的。104 河南科技大学毕业设计1、最小新风量的确定原则从改善室内空气品质角度，新风量多些为好；但是送入室内的新风都得通过热、湿处理，将消耗能量，因此新风量宜少些好。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5-10Pa，最大不超过50Pa。在全空气系统中，通常取上述要求计算出新风量的最大值作为系统的最小新风量。通常取上述要求计算出新风量中的最大值作为系统的最小新风量，在全空气系统中，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%，送风量特大的系统不在此列。2、新风量的计算方法（1）保证人员卫生要求公式3-1式中—保证人员卫生要求的风量，m3/h—最小新风量，m3/（h·人），见表1-9—室内全部人数（2）无排风量（3）维持正压新风量工程上按换气次数估算。有外窗的房间，正压新风量可取1~2次/h换气次数（根据窗的多寡取值）；无窗和无外门房间取0.5~0.75次/h换气次数。公式3-2式中—维持正压新风量，m3/h—房间体积，m3—房间换气次数—室内全部人数3、以房间101为例计算新风量表3-4101房间新风量人员数目单位新风量卫生新风量较大值个m3/（h·人）m3/hm3/h104 河南科技大学毕业设计32575172换气次数房间体积正压新风量次/hm3m3/h1．11557172各房间新风量见附录四。三、新风冷负荷、新风热负荷计算1、新风冷负荷（1）新风冷负荷计算方法公式3-3式中—夏季新风冷负荷，kW—新风量（见附录四），kg/s—室外空气的焓值，kJ/kg—室内空气的焓值，kJ/kg（2）以房间101为例由湿空气性质表（或湿空气焓湿图）查得：则房间101夏季新风负荷为其中空气密度为1.2kg/m3。2、新风热负荷（1）新风热负荷计算方法公式3-4式中—新风热负荷，Kw—新风量（见附录四），kg/s—空气的定压比热，取1.005kJ/(kg·℃)—冬季空调室外空气计算温度，℃—冬季空调室内空气计算温度，℃（2）以房间101为例104 河南科技大学毕业设计房间101冬季新风热负荷其中空气密度为1.2kg/m3。整楼各房间新风负荷（新风冷负荷、新风热负荷）见附录五。§3.3空调冷冻水系统空调水系统设计是否合理将会影响到空调的效果、能耗、运行费用、初投资等。除了冷剂空调系统外，空调水系统是空调建筑中必有的设置。除了在全年中有很多时间需要同时供冷和供热的空调建筑外，在大部分空调建筑中通常冷冻水系统和热水系统用同一管路系统，只需将冷水机组及水泵和热源（锅炉或热水换热器）及其水泵并联即可。一、空调水系统的分类与选择[8]1、两管制、三管制、四管制对于风机盘管、诱导器、冷热共用的表冷器的热水和冷水供应分为两管制、三管制和四管制。①仅要求冬季加热和夏季降温的系统；以及全年运行的空调系统，整个水系统内不要求有的房间加热，有的房间冷却，可以按季节进行冷却和加热的转换时，应采用两管制闭式系统。②当冷却和加热工况简体频繁或不同房间同时要求冷却和加热时，可采用四管制系统。③三管制由于冷热损失大，控制较复杂，一般不采用。④对于工艺性有严格温、湿度要求的空调系统，一般冷热水系统均分开设置。依前所述，本设计空调系统只负责夏季供冷和冬季供热，并且不交替使用，符合条件①，可以采用两管制。2、闭式循环和开式循环（1）闭式循环系统管路系统不与大气接触，在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置的系统。当空调系统采用风机盘管、诱导器和水冷式表冷器做冷却时，冷水系统宜采用闭式系统。高层建筑宜采用闭式系统。104 河南科技大学毕业设计闭式循环的优点：①管道与设备不易腐蚀②不需要为提升高度的静水压力，循环水泵压力低，从而水泵功率小③由于没有贮水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等，因而投资省、系统简单闭式循环的缺点：①蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需经常开动②膨胀水箱的补水有时需另加加压水泵（2）开式循环系统管路之间有贮水箱（或水池）通大气，自流回水时，管路通大气的系统。空调系统采用喷水室冷却空气时，宜采用开始系统。空调系统采用冷水表冷器，冷水温度要求波动小或冷冻机的能量调节不能满足空调系统的负荷变化时，也可采用开式系统。当采用开式水箱贮冷以消减高峰负荷时，也宜采用开式系统。开式系统的优点是冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少开启冷冻机的时间，增加能量调节能力，且冷水温度波动可以小一些。其缺点为：①冷水与大气接触，易腐蚀管路②喷水室如较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水池和回水泵③用户（喷水室、表冷器）与冷冻站高差较大时，水泵则需克服高差造成的静水压力，耗电量大④采用自流回水时，回水管径大，因而投资高一些依前所述，本设计空调系统采用风机盘管，且属高层建筑，适宜闭式循环系统的条件，可以采用闭式循环系统。3、定水量和变水量（1）定水量系统即系统中循环水量为定值，或夏季和冬季分别采用两个不同的水量，负荷变化时，减少制冷量和热量，改变供﹑回水温度的系统。定水量系统简单，操作方便，无需复杂的自控设备，用户采用三通阀，改变通过表冷器的水量，各用户之间不相互干扰，运行较稳定。104 河南科技大学毕业设计其缺点是水量均按最大负荷确定的，而最大负荷出现时间很短，及时在最大负荷时，各朝向的峰值也不会在同一时间出现，绝大多数时间供水量都大于所需要的水量，因此水泵无效能耗很大。另外，如采用多台冷冻机和多台水泵供水，负荷小时，有的冷冻机停止运行，二水泵却全部运行，则供水温度升高，使风机盘管等降湿能力降低，会加大室内相对湿度。定水量系统，一般适用于间歇性运行降温的系统（如影院、剧场、大会议厅等）和空调面积小，只有一台冷冻机和一台水泵的系统。（2）保持供水温度在一定范围内，当负荷变化时，改变供水量的系统为变水量系统。变水量系统的水泵能耗随负荷减少而降低，系统的最大水量亦可按综合最大负荷计算，因而水泵运行能量可大为降低，管路和水泵的初投资亦可降低，但需采用供、回水压差进行台数和流量控制，自控系统较复杂。变水量系统适用于大面积空调全年运行的系统，变水量系统的各用户流量应采用自动控制。依前所述，由于该工程中空调面积不大，且考虑到负荷特点，本设计宜采用定流量系统。4、同程式和异程式同程式系统中，水流通过各末端设备的路程都是相同（或基本相等）的，这带来的好处是各末端环路的水流阻力较为接近，有利于水力平衡，可以减少系统初调试的工作量。异程式系统中，水流经每个末端的流程是不相同的，通常越远离冷、热源机房的末端，环路阻力越大，采用异程式的主要优点是节省管道及其占用空间（一般来说它与同程式系统相比可节省一条回水管），对投资较为有利。室内管网，尤其是带有吊顶的高层的室内管网，当采用风机盘管时，用水点很多，利用调节管径的大小，进行平衡，往往是不可能的。采用平衡阀或普通阀门进行水量的调节则调节的工作量很大。因此，水管路宜采用同程式，即使通过每一用户的供﹑回水管路长度相同。则管路阻力不需调节即可平衡。依前所述，本设计空调系统采用风机盘管，宜采用同程式系统总之，本设计空调水系统采用闭式两管制定流量同程式系统。二、空调水系统的分区1、空调水系统的分区方法[11]104 河南科技大学毕业设计水系统的分区通常有两种方式，即按水系统压力分区和按空调用户的负荷特性来分区。（1）按压力分区在空调水系统中，由于机械制造的原因，各种设备及附件的工作压力是有一定限制的。在空调水系统设计中，应以设备、管路和附件的承压能力作为主要依据，来决定在垂直方向是否分区或分几区，当系统水压超过设备承压能力时，则在高区另设独立的闭式系统。（2）按空调用户的负荷特性来分区①现代建筑的规模越来越大，其使用功能也越来越复杂，公共服务用房所占面积的比例很大。而公共服务用房空调系统大都具有间歇使用的特点。因此，在水系统分区时，应考虑建筑物各区的使用功能和使用时间上的差异，将水系统按上述特点进行分区，这样，便于各区独立管理，不用时可以最大限度地节省能源，使用方便、灵活。②空调水系统还应考虑建筑物各部分的朝向和内、外区的差别进行分区。南北朝向的房间由于太阳辐射不一样，在过渡季节时可能会出现南向的房间需要供冷，而北向的房间又可能需要供热。同样，建筑物内区的负荷与室外气温的关系不大，需要全年供冷，有时需要全年供热。因此，空调水系统分区时，对建筑物的不同朝向和内、外区应给予充分的注意，根据上述特点进行合理的分区或分环。2本设计空调水系统的分区本设计建筑物整楼高度为34.2米，相对于大约室外高度100米左右的建筑竖向分区要求来说，差别较大，因此本设计空调水系统不做竖向分区。此建筑为银行办公楼，公共服务用房所占面积的比例很小，并且没有内外区，同时受太阳辐射所得到的朝向差异不至于造成不同朝向交叉供冷、热，所以没有必要、没有实际意义做水平方向的分区。§3.4全年运行调节[8]本建筑房间内部风机盘管布置方式与空气在h-d图上的处理过程如下图所示。104 河南科技大学毕业设计图3-3室内风机盘管布置图3-4新风与风盘并联送风处理过程一、风机盘管加独立新风系统的全年运行[8]1、夏季新风送风点L1为hn线与新风空调机的机器露点φL1的交点，风机盘管送风点为室内夏季热湿比线ξs与风机盘管机器露点φL2的交点。见图3-4。2、冬季新风先预热W1点（tn线上）后，喷蒸汽加湿至送风点O1。风机盘管加热回风至O2点，沿着几乎与室内冬季热湿比线ξd的平行线送入室内。显然，如果仅有风机盘管送风，室内相对湿度将不断加大，但因有送风点含湿量（dO1）小于室内含湿量（dNd）的新风的不断送入，两者的综合作用使得室内湿度得以保证。见图3-4。新风与风机盘管的送风并联输出。此种方法的好处是新风与风机盘管的运行互不干扰，即使风机盘管停止运行，新风量仍然保持不变。3、过渡季节该季节室外空气温度低于室内，可以充分利用室外空气的自然冷量，实现全新风经济运行，从而节约能耗。即关闭风机盘管，使新风系统单独运行。二、风机盘管加独立新风系统运行调节由于风机盘管的阻力损失大，风机懂得盘管水系统相对热水采暖系统而言，不易产生失调。当负荷变化时，该系统采用量调节为主的调节方法。个别房间不需供冷时，可关闭风机盘管，冷冻水不经过盘管。房间瞬间负荷变化时，可用手动或自动的方法对风机盘管进行个体调节其供冷量。为了适应房间瞬间变负荷的特点，风机盘管可进行以下局部调节方法：1、水量调节104 河南科技大学毕业设计目前，空调工程中风机盘管常用的水量调节方法有两种，一是在冷冻水管路上设置二通电动阀，用恒温控制器根据室内空气温度控制该阀的启闭；二是在冷冻水管路上设置三通电动阀，用恒温控制器根据室内温度控制三通电动阀的启闭，使冷冻水全部通过风机盘管或全部旁通流入回水管。2、风量调节目前生产的风机盘管都设有三档风量调节（高、中、低三档）,配上三速开关,用户可根据各自的要求手动选择风量的档次。通常把恒温控制器与三速开关组合在一起，并设有供冷供热转换开关，这样可以同时进行风量和水量调节。三、全空气系统的全年运行采用定风量单风道、露点送风空调系统。（单风道系统指送出一种参数的空气，露点送风指空气经冷却处理到接近饱和的状态点称机器露点，不经再加热送入室内。）1、夏季送风在机房内经冷却去湿处理后，送到室内，消除室内的冷负荷和湿负荷；回风机从室内吸出空气（称回风）一部分空气用于在循环（称再循环回风），并与新风混合，经处理后再送入房间，另一部分直接排到室外，称为排风。采用设置最小新风量。图3-5为系统夏季的设计工况在h-d图上的表示。R、O分别为室内、室外状态点。室内状态点可根据规范、标准或工艺要求确定。室外状态点取当地历年平均不保证50h/年的干球温度和湿球温度，（包括显热冷负荷和潜热冷负荷）（kw）和（kg/s）。根据冷负荷与湿负荷计算出角系数ξ通过R点按角系数ξ画出送风在室内的状态变化过程线，该线与φ=90%~95%相交，即为送风状态点S。104 河南科技大学毕业设计图3-5露点送风夏季工况图3-6冬季工况2、冬季送风在机房内经过滤、加热、加湿后，送大到房间，其循环方式同夏季。设冬季的热负荷（kw），有稳定的湿负荷（kg/s），由此可以计算得到冬季送风在室内变化过程角系数ε（一般为负值）。送风状态点应当在角系数为ε且通过R点的线段上。系统冬季的送风量一般取夏季的送风量。O（室外新风）与R（再循环回风），混合到M点，经加热器加热到H，喷蒸汽加湿到点S。见图3-6所示。3、过渡季节可以充分利用室外空气的自然冷量，实现全新风经济运行，从而节约能耗。由于过渡季节要采用全新风运行，所以要采用双风机系统，如采用单风机系统，除非在房间内设排风系统，否则会造成房间内正压太大，导致门启闭困难[9]。四、全空气系统的运行调节全年运行的空调系统都是按夏季和冬季最不利条件下设计的，而实际运行时，室内的负荷并不一定等于设计负荷，室外空气参数也随着季节交替变换而时时在变化着，因此必须对系统进行调节。调节有两个方面：一是如何根据室内负荷的变化对系统进行调节，使室内温、湿度在允许的范围内；二是如何根据季节的变换，充分利用室外空气的自然冷量（室外空气具有的除显热负荷和湿负荷的能力），以及变换空气的处理过程模式。夏季工况时，主要依靠通过对表冷器冷量调节来改变空气处理后的状态点（即送风状态点）。表冷器冷量的调节有两种办法——104 河南科技大学毕业设计调节冷冻水流量和调节通过表冷器的风量，即空气旁通调节。水量（冷冻水）调节又分为电动二通阀调节冷冻水流量的调节和电动三通阀调节冷冻水流量的调节。调节通过表冷器的风量分为混合空气旁通和回风旁通调节。夏季有很多时间的室外新风的含湿量比室内空气大，因此采用回风旁通调节（二次回风）的送风含湿量比采用混合空气旁通调节或表冷器冷冻水流量调节的送风含湿量低，即有稍大的除湿能力。露点送风集中空调系统，不论采用上述三种调节方法中的那一种，只能保证室内的温度在一定的范围内，而难于同时保证室内相对湿度在一定范围内。因此对于室内湿度有严格控制的场所，则不能采用露点送风空调系统。冬季室外空气温度低，在寒冷地区，建筑内部产热量又不多的场合，通常要求对室内供热。即使在我国南方，室外空气温度不很低，甚至建筑内部尚有冷负荷，但系统引入了新风，也必须有对空气加热、加湿措施。在集中式全空气系统中，目前主要采用的加热设备是热水或蒸汽为热媒的空气加热器（或称加热盘管）。空气加热量的调节有两种办法——调节热水或蒸汽的流量和调节通过加热器的风量，即空气旁通调节。§3.5计算系统的送风量及送风状态参数根据规范确定送风温差，并由此计算系统的风量及送风状态参数，分房间计算。一、系统送风量的计算方法[9]目前工程设计中经常采用“露点”送风，即取空气冷却设备可能把空气冷却到的状态点。首先计算室内空气变化热湿比，并在h-d图上经过室内状态点做线，此时线可与相对湿度90%交于一点，该点就是送风状态点。按照本设计风机盘管加独立新风系统方式（见图3-4）确定相关计算公式。1、室内空气变化热湿比：公式3-5式中—室内空气变化热湿比，kJ/kg—房间的全热冷负荷，kW—房间湿负荷，kg/s104 河南科技大学毕业设计2、送风量计算公式：公式3-6或公式3-7式中—送入房间的风量，称送风量，kg/s—房间的全热冷负荷，kW—房间湿负荷，kg/s、—分别为室内空气和送风空气的焓值，kJ/kg、—分别为室内空气和送风空气的含湿量，g/kg二、以房间101为例计算送风状态与送风量在系统设计时，室内状态是已知的（可根据规范或工艺要确定），全热冷负荷与湿负荷及室内过程的角系数也是已知的，待确定的量是和的状态参数。1、夏季送风状态与送风量a、已知房间101室内全热冷负荷为3.21kW，湿负荷为0.09g/s，室内状态为26℃，60%，当地大气压力为100.4kPa。根据式3-5求热湿比b、在h-d图上（如图3-4）确定室内空气状态点，并从此点做的过程线。本设计采用露点送风，取过程线与线的交点为送风状态点。在h-d图上，查得c、根据式3-6计算送风量，即2、冬季送风状态与送风量冬季送风量由各房间内空调设备（如风机盘管等）提供，一旦设备选型之后，冬、夏季送风量一致。104 河南科技大学毕业设计a、以房间101为例。已知送风量MS=0.33kg/s，散湿量M=0.09g/s,热负荷QC=-5.7kW,冬季室内状态为℃,。根据式3-5求热湿比b、在h-d图上确定冬季室内状态点N，得知室内空气含湿量为6.4g/kg,则根据式3-7计算送风空气的含湿量：那么g/kg图3-7冬季送风过程线如图3-7做的过程线与含湿量线g/kg交于一点S,则S点即为送风状态点，℃。其他相同系统方案房间的送风量及送风参数见附录六。三、本建筑房间901、902使用一次回风全空气系统，计算方法同风机盘管加独立新风系统相同。1、已知902房间全热冷负荷为23.61kW,湿负荷为0.0024kg/s，室内状态26℃，60%。根据式3-5求热湿比2、在h-d图上做空气处理过程线，方法同上述风机盘管加独立新风系统，如图3-5所示104 河南科技大学毕业设计图3-8全空气系统夏季工况露点送风过程图3-7中状态点S与图3-4中状态点L2性质相同，均为送风空气状态点；图3-7中状态点R与图3-4中状态点NS性质相同，均为室内空气状态点。则查得3、根据式3-6计算送风量，即4、校核送风温差和新风比（1）房间902全空气系统校核符合全空气系统舒适性空调在层高≤5米时，送风温差≤10℃的标准。符合全空气系统舒适性空调新风比大于最小新风比为10%的标准。（2）同样对于采用同一个全空气系统的房间901进行校核房间901送风量为送风温差同房间901，符合标准。104 河南科技大学毕业设计同样符合全空气系统舒适性空调新风比大于最小新风比为10%的标准。上述计算证明该全空气系统适用。第四章空调设备选择§4.1空调器的选择（室内空调设备、新风机组、全空气机组）一、风机盘管、吊顶式空调柜的选择[3]本设计中，采用新风不承担室内负荷的方案，室内空气经过风机盘管（或吊顶式空调柜）被处理到露点状态，负责室内全部冷负荷，即承担室内人员、设备冷负荷和建筑围护结构冷负荷。选型标准：104 河南科技大学毕业设计按照风机盘管名义中档冷量为主，风量为辅。选择清华同方人工环境工程公司FP系列风机盘管。按照吊顶式空调柜名义冷量和名义风量选择天津天大胜远中央空调DKC系列吊顶式空调柜.1、以房间101为例选择风机盘管已知房间101全热冷负荷为3.2kW，风机盘管送风量为1002m3/h,选择一台风机盘管，型号FP-6.3（高静压）。表4-1101房间风机盘管FP-6.3参数房间型号数量中档冷量中档风量水阻台Wm3/hkPa101FP-6.3(高静压)13200540132、按照房间101风机盘管选型的方法选择整楼各房间风机盘管表4-2一楼各房间风机盘管选型表房间型号数量冷量风量水阻台Wm3/hkPa101FP-6.31320054013102FP-6.31320054013103FP-5324004009104FP-3.5117002704105FP-5124004009整楼各房间风机盘管、吊顶式空调柜选型见附录七。二、新风机组的选择[12]本设计风机盘管加独立新风系统采用室外新风被新风空调机组处理到室内等焓状态，然后与室内风机盘管并联单独送入室内。选型标准：新风机组名义风量应满足楼层新风量，同时满足新风冷负荷。选择天津天大胜远中央空调DX系列新风机组。1、以一楼选型为例选择新风机组已知一楼新风量为1018m3/h，新风冷负荷为13.6kW，选择一台新风机组，型号DX1.5×4。表4-3一楼新风机组DX1.5×4参数楼层型号数量名义冷量名义风量水阻台kWm3/hkPa104 河南科技大学毕业设计一楼DX1.5×4119.2150052、按照一楼新风机组选型的方法选择整楼新风机组表4-4各楼新风机组选型表楼层型号数量名义冷量名义风量水阻台kWm3/hkPa一楼DX1.5×4119.215005二楼DX7×4191．1700030三楼DX2.5×4132．125008四楼DX3×4139．030008五楼DX2×4125．820006六楼DX2×4125．820006七楼DX2×4125．820006八楼DX2.5×4132．125008九楼DX1×4112．910004三、全空气机组的选择本设计采用一次回风全空气处理方案，全空气机组承担室内人员、设备冷负荷、建筑围护结构冷负荷和新风冷负荷。选型标准：全空气机组名义风量应满足房间总送风量，同时满足所需冷负荷。选择天津天大胜远中央空调DK系列全空气空调机组。已知房间901、902总送风量为m3/h，所需冷负荷为52.8Kw，选择一台全空气机组，型号DK7×6。表4-5房间901、902共用全空气机组DK7×6参数房间型号数量名义冷量名义风量水阻台kWm3/hkPa901、902DK7×6156．7700013§4.2冷热源的选择[9]一、冷热源的种类与组合方式1、热源种类104 河南科技大学毕业设计石化燃料是热源采用最多的能源。石化燃料又可分为固体、液体和气体燃料。此外还可利用电能、太阳能、地热、核能等。热源采用不同的能源，其设备和系统形式也会有所不同。应用最普遍的热源有以下几种。a、局部锅炉房指的是为一个或几个建筑物服务的锅炉房。配备一台或几台功率不大的小型锅炉。燃煤的小型锅炉热效率低，自动化程度低，因此供给相同热量所消耗的燃料多，燃烧排放物量大，不利于环保和节能。一般用于没有集中供热系统和当地环保部门对燃煤锅炉应用无限制的地方，或用于资金有限以及对供热有特殊要求的热用户。b、区域锅炉房指的是为城市或其中某些区域热用户供热的大型锅炉房。所配备的锅炉功率大，自动化程度高，热效率高，因此供给相同的热量所消耗燃料少，燃料排放物少，减少单位供热量锅炉房的占地面积和城市运煤、运灰渣量，减少管理人员，有利于节能和环保。c、热电厂指的是同时生产电能和热能的发电厂。由热电厂作为热源供热，由称为热化。其锅炉容量大、自动化水平高，热效率高达90%以上。因此在热电联产基础上的集中供热比区域锅炉房还要节约燃料，减少有害物排放量，供热范围大，热电厂可以建在远离负荷中心处，更加有利于节能和环保，降低供热成本。d、热泵指的是消耗一部分高位能量使低位热源转变为高位热源的装置。所提供的热量是所消耗高位能量的几倍。在一定条件下是一种节能的装置。热泵设备实质上是一套制冷设备，因此热源与冷源可合为一套设备。目前新建的建筑中热泵的应用已逐渐增多。2、冷源种类目前，国内大、中型中央空调冷源的形式很多，大致可分成以下几种：按驱动方式分有电动冷水机组和热驱动的吸收式冷水机组。吸收式冷水机组按热源方式分，有热水型吸收式冷水机组、蒸汽型吸收式冷水机组和直燃式吸收式冷热水机组；电动冷水机组按压缩形式分，有活塞式压缩机冷水机组、螺杆式压缩机冷水机组、离心式压缩机冷水机组等；按冷却方式分，有水冷式冷水机组和风冷式冷水机组；冷热源合一的主要有直燃式吸收式冷热水机组、空气源热源冷热水机组等。在选择空调冷热源时，应该注意：使用能源的种类、占地面积、环境保护、安全、初投资和运行费用等问题。3、冷热源的组合方式与特点a、电动冷水机组供冷、锅炉供热104 河南科技大学毕业设计特点：电动冷水机组能效比高；冷源、热源一般集中设置；对环境有一定影响。b、溴化锂吸收式冷水机组供冷、锅炉供热特点：冬季锅炉供暖、夏季锅炉供蒸汽或热水，作为溴化锂吸收式冷水机组的动力；以溴化锂水溶液为工质，无味、无毒，有利于保护臭氧层，但对温室效应影响较大；在真空下运行，无高压爆炸危险，安全可靠；运动不见少，运转安静；腐蚀性强；气密性要求高。c、电动冷水机组供冷、热电厂供热特点：这种组合方式与第一种组合方式相比，供冷方式一致，只是将锅炉供热改为热电厂供热。d、溴化锂冷水机组供冷、热电厂供热e、直燃溴化锂吸收式冷热水机组夏季用直燃机供冷冻水，冬季用直燃机供热水，省掉锅炉房或配置外网的热力站。f、空气源热泵冷热水机组作中央空调的冷热源综合考虑以上几种冷热源组合方式，结合南京市的特点：无城市热力管网、对环保要求较高，且本设计建筑物机房位于屋顶，故选取空气源热泵机组作为中央空调的冷热源。二、空气源热泵机组的特点1、空调系统冷热源合一，且置于建筑物屋面，不需要设专门的冷冻机房、锅炉房，也省去了烟囱和冷却水管道所占有的建筑空间。对于寸土寸金的城市繁华地段的建筑，或无条件设锅炉房的建筑，空气源热泵冷热水机组无疑是一个比较合适的选择。2、无冷却水系统，无冷却水系统动力消耗，无冷却水损耗。3、由于无锅炉、无相应的燃料供应系统、无烟气、无冷却水，系统安全、卫生、简洁。对于暖通专业来说。锅炉房最有可能存在安全隐患。另外，冷却水污染形成的军团菌感染的病例已有不少报导，从安全卫生的角度，空气源热泵具有明显优势。4、系统设备少而集中，操作、维护管理简单方便。5、规格齐全，工程适应性强。6、造价较高。104 河南科技大学毕业设计7、热泵机组的噪音较大，对环境及相邻房间有一定群响。热泵通常直接置于裙楼或顶层屋面，隔振隔音效果直接影响到相邻房间及周围一些房间的使用，合理的位置设置与隔振隔音措施的到位，热泵噪音的影响可以基本消除。8、空气源热泵的性能随室外气候变化明显。室外空气温度高于40—45℃或低于-10～-15℃时，热泵机组不能正常工作。三、空气源热泵机组在南京的应用南京是个夏季热、冬季冷、湿度又高的城市，尽管许多人对南京地区冬季热泵供暖的可靠性和合理性持一定的怀疑态度．但由于空气源热泵的上述某些优点，空气源热泵机组在南京的发展也相当的快。现实中以空气源热泵机组为冷热源的项目中有商场、写字楼、办搂、酒店、厂房、综合搂等。从近期的调查来看，大多数工程的热泵空调系统还是能基本满足所需的制冷、制热量。四、本设计中空气源热泵机组的选型1、制冷机台数的确定设计制冷站时，一般情况下不设单台制冷机，这主要是考虑到当一台制冷机发生故障或停机检修时，不至于停产。当然，选用过多的机组也是不合适的，一般宜选用2-4台，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和轮换使用的可能性，一般不考虑备用。本设计建筑为9层银行办公室，属于中小型规模，可以选用2台空气源热泵机组。2、空气源热泵机组的选型方法空气源热泵机组的制冷、制热量都必须满足建筑物修正后的负荷（修正值1.1与建筑物最大负荷的乘积）。（1）建筑物最大冷负荷建筑物最大冷负荷包括整楼房间冷负荷逐时最大值（见附录一）与新风冷负荷（见附录五）。全楼房间冷负荷逐时最大值：300124W全楼新风冷负荷：275200W则建筑物全楼最大冷负荷：300124+275200=575324W104 河南科技大学毕业设计（2）建筑物最大热负荷建筑物最大热负荷包括整楼房间热负荷（见附录二）与新风热负荷（见附录五）。全楼房间热负荷：206640W全楼新风热负荷：182478W则建筑物全楼最大热负荷：206640+182478=389118W（3）空气源热泵机组的选型修正系数：1.1选型参照冷负荷：1.1×575324=632856W=634kW选型参照热负荷：1.1×389118=428030W=428Kw单台空气源热泵机组所应提供的制冷、制热量分别为：317kW和214kW按照麦克维尔大型风冷单螺杆式热泵机组选型样本，选择MHS100.1型号机组（制冷剂R407）两台，具体参数见表4-6。表4-6空气源热泵机组MHS100.1（R407）参数型号制冷剂名义制冷量名义制热量类型外型尺寸（长×宽×高）KWKWmm×mm×mmMHS100.1R407340357半封闭单螺杆式4100×2230×2360该型号空气源热泵其他相关参数：制冷循环数：1能量调节范围：0，25-100%无级调节压缩机：1台；电机功率102KW风机：8台；10.4KW水侧换热器：高效干式壳管式；水阻44Kpa制冷设计工况：冷冻水进/出水温度12℃/7℃；环境温度为干球温度35℃制热设计工况：热水进/出水温度40℃/45℃；环境干球温度为7℃，湿球温度为6℃。104 河南科技大学毕业设计第五章确定房间的气流组织§5.1确定房间的气流组织形式，作方案比较说明[9]一、典型气流组织形式1、上送下回由空间上部送入空气由下部排出的“上送上回”送风形式是传统的基本方式，送风气流不直接进入工作区，有较长的与室内空气混掺的距离，能够形成比较均匀的温度场和速度场。2、上送上回上送上回方式的特点是可以将送排（回）风管道集中于空间上部。104 河南科技大学毕业设计3、下送上回下送方式要求降低送风温差，控制工作区内的风速，但其排风温度高于工作区温度，故具有一定的节能效果，同时有利于改善工作区的空气质量。4、中送风在某些高大空间内，若实际工作区在下部，则不需将整个空间都作为控制调节的对象，可节省能耗，但这种气流分布会造成空间竖向温度分布不均匀，存在着温度“分层”现象。二、气流组织形式的选择本设计中建筑物是一座银行办公楼，属于舒适性空调运行，室内空气参数应满足以下相关要求。室内参数：冬季20℃，夏季26℃，Φ=40%—65%；送风温差：当高度小与5度时，不易大于10℃，高度大于5米时，不宜大于15℃；送风出口风速与送风类型、安装高度、室内允许风速、噪声标准因素有关；噪声要求高时，采用5m/s。工作区气流速度冬季不应大于0.2m/s,夏季不应大于0.3m/s。可能采用的送风方式是侧面送风、散流器平送、孔板下送、条封口下送、喷口或旋流风口送风。本建筑采用风机盘管侧面送风和散流器平送风。本设计中的空调系统形式主要是风机盘管加独立新风系统。侧送风是此类空调房间中常用、技术经验最成熟的一种气流组织方式，一般以贴附射流形式出现，工作区通常是回流。对于室温允许波动范围有要求的空调房间，一般能够满足区域温差的要求，因此，除了区域温差和工作区风速要求很严格以及送风射程很短，不能满足射流扩散和温差衰减要求以外，面积相对较小的办公室、旅馆客房等通常都采用这种方式。对于面积或进深比较大的房间，侧送风射程不足，气流分布不均匀等现象可能会使室内空气难以达到所预想的状态，造成局部温差较大，室内人员舒适度不理想等，此时可以采用散流器平送或下送。散流器平送和侧送一样，工作区域总是处于回流，只是送风射流的射程和回流的流程都比侧送短。空气由散流器送出时，通常沿着顶棚和墙形成贴附射流，射流扩散较好，区域温差一般能够满足要求，由于应用散流器平送时，应当设置顶棚，管道安装在顶棚间层内，一般都在已经设置或可以设置顶棚或技术层的一些空调房间内应用。104 河南科技大学毕业设计散流器下送，只有采用顶棚密集布置向下送风时，工作区域才能均匀，有可能形成平行射流，对有洁净度要求的房间有利。单位面积风量一般都大。由于下送射流的射程短，有较大的横向区域温差，又由于顶棚密集布散流器，使管道布置较复杂，因此，仅使用于要求少数保持平行流和层高较高的一些空调房间。§5.2侧送风室内气流分布的设计[9]侧送方式的气流流型宜设计为贴附射流，在整个房间截面内形成一个大的回旋气流，也就是有足够的射程能够送到对面墙（对于双侧内送方式，要求能送到房间的一半），整个工作区为回流，避免射流中途进入工作区。该设计流型，可使射流有足够的射程，在进入工作区前其风速和温差可以充分衰减，工作区达到较均匀的温度和速度；使整个工作区为回流，可以减小区域温差。因此，在空调房间中，通常设计这种贴附射流的流型。一、侧送风的计算方法图5-1侧送风室内设备布置图气流分布设计的已知条件：房间送风量，；射流方向的房间长度L，m；房间的总宽度B，m；送风温度,℃；房间工作区温度，℃；侧送风气流分布的设计步骤如下：1、按允许的射流温度衰减值，通过查表5-1求出射流最小相对射程。对于舒适性空调，射流末端的可为1℃左右。表5-1受限射流温度衰减规律x/d02468101520253040Δtx/ΔtS0.540.380.310.270.240.180.140.120.090.042、根据射流的实际长度和最小相对射程，计算风口允许的最大直径。从风口样本中预选风口的规格尺寸。对于非圆形的风口，按面积折算风口直径，即104 河南科技大学毕业设计公式5-1式中为风口的面积，。使。3、设定风口数量n，并计算风口的出风速度，即公式5-2式中为风口的有效断面系数，可根据时间情况计算确定，或从风口样本上查找，对于双层百叶风口约为0.72-0.82。出口风速一般不易大于5m/s。4、根据房间的宽度B和风口数量计算出射流服务区断面为公式5-3由此可以计算射流自由度，并由式5-4计算出允许的最大出口风速，如果大于实际出口风速，则认为合适。如果小于实际风速，则表明回流区平均风速超过了规定值。超过太多时，应重新设置风口数和风口尺寸。公式5-45、按式5-5计算Ar，由表5-2确定射流贴附的射程，如果大于或等于要求的射程长度，则认为是合理，否则重新假设风口数和风口尺寸，重复上述计算。公式5-5式中—阿基米德数，射流的贴附长度与阿基米德数有关—送风温差，即室内工作区温度tr与送风温度ts之差，℃Tr—Tr=273+trg—为重力加速度，m/s2表5-2射流贴附长度Ar(10-3)0.21.02.03.04.05.06.07.09.01113x/d08051403532302826232119二、以房间401为例计算依据前几章的计算得到已知条件：房间送风量，；射流方向的房间长度L=7.8，m；房间的总宽度B=4.3，m；送风温度=17.8,℃；房间工作区温度=26，℃；那么房间401侧送风气流分布的设计步骤如下：1、求出射流最小相对射程房间401室内空气处理设备的布置如图5-1104 河南科技大学毕业设计，侧送风的房间高度不得低于按下式所得的高度：公式5-6式中h为工作区高度，1.8-2.0m；x和s见图5-1所示；0.3为安全系数。对于401房间由公式5-6得限制高度：由于，那么房间401的高度符合送风条件。办公室属于舒适性空调运行，射流末端的取值1.5℃，可得出由表5-1得到射流最小相对射程为：2、计算风口允许的最大直径如图5-1所示左侧墙局部吊顶中设置一风机盘管，则射流的实际射程为再由最小相对射程求得最大风口直径选用风盘出风口的有效尺寸1100mm×120mm进行校核，根据式5-1计算风口当量直径：3、计算风口的出风速度把风量平均到每一个风口，按单个风口计算，根据式5-2计算风口的出风速度。4、计算射流自由度，得出最大出口风速射流自由度为：出口最大风速为：所假定风口规格，达到回流区平均风速≤0.2m/s的要求。5、确定射流贴附的射程104 河南科技大学毕业设计阿基米德数为：则根据表5-2得相对射程为19.3，因此贴附射程为满足要求，所选风口规格完全适用。§5.3散流器平送室内气流分布的设计[9]散流器送风气流分布计算，主要选用合适的散流器，使房间内风速满足设计要求。一、散流器布置原则1、布置时充分考虑建筑结构的特点，散流器平送方向不得有障碍物。2、一般按对称布置或梅花形布置。3、每个圆形或方形散流器所服务的区域最好是正方形或接近正方形；如果散流器服务区的长宽比大于1.25时，宜选用矩形散流器。如果采用顶棚回风，则回风口应布置在距散流器最远处。二、散流器送风气流分布设计步骤首先布置散流器，然后预选散流器，最后校核射流的射程和室内平均风速。散流器计算相关公式。散流器射流的速度衰减方程为：公式5-7式中x—以散流器中心为起点的射流水平距离，m—在x处的最大风速，m/s—散流器出口风速，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0.07mA—散流器的有效流通面积，m2K—系数，多层锥面散流器为1.4，盘式散流器为1.1室内平均风速计算式：公式5-8104 河南科技大学毕业设计式中L—散流器服务区边长，mH—房间净高，mr—射流射程与边长L之比，因此rL即为射程，射程为散流器中心到风速为0.5m/s处的距离，通常把射程控制在到房间（区域）边缘之75%公式5-8是等温射流的计算公式。当送冷风时，应增加20%，送热风时减少20%。三、以房间202为例计算散流器平送室内气流分布的设计已知202房间，长16.4m,宽8.3m，静高3.3m，总送风量为0.5m3/s。1、对称布置8个散流器，每个散流器承担4m×4m服务区。2、初选散流器。按颈部风速5m/s预选方形散流器，规格为120×120，颈部面积为0.0144，那么颈部风速为散流器实际出口面积为颈部面积的90%，即A=0.0144×0.9=0.01296m2,则散流器出口风速为3、按公式5-7求射流末端速度为0.5的射程，即4、按公式5-8计算室内平均速度如果送冷风，则室内平均风速为0.146×(1+0.2)=0.175m/s；送热风时，室内平均风速0.146×(1-0.2)=0.117m/s.所选散流器符合要求。本设计所用到的散流器均为服务区4m×4m规格120×120的方形散流器。104 河南科技大学毕业设计第六章空调系统的风管、水管布置与水力计算[10]§6.1水力计算的目的、理论依据与常用计算方法一、水力计算的目的水力计算的主要目的是根据要求的流量分配，确定管网的各段管径（或断面尺寸）和阻力，求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件，进而确定动力设备（风机、水泵等）的型号和动力消耗（设计计算）；或者根据已定的动力设备，确定保证流量分配的管道尺寸（校核计算）。水力计算是管网设计的基本手段，是管网设计质量的基本保证。二、理论依据104 河南科技大学毕业设计水力计算的基本理论依据是流体力学一元流动连续性方程和能量方程及串、并联管路流动规律。流动动力等于管网总阻力，若干管段串联后的阻力等于各管段阻力之和。管段阻力是构成管网阻力的基本单元。流体力学已经揭示，管段中的流体流动阻力有两种，一种是摩擦阻力，也称为沿程阻力，另一种是局部阻力。三、常用方法水力计算的常用方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法等。1、假定流速法的特点是，先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需输送的流量，确定管道的断面尺寸，进而计算管道阻力，得出需要的动力。假定流速法适用于动力未知的情况。以下是假定流速法的基本步骤：（1）绘制管网轴侧图，对各管段进行编号，标出长度和流量，确定最不利环路。（2）合理确定最不利环路各管段的管内流体流速。（3）根据各管段的流量和确定的流速，确定最不利环路各管段的断面尺寸。（4）计算最不利环路各管段的阻力。（5）平衡并联管路（确定并联管路的管径，使各并联管路的计算阻力与各自的资用动力相等。可用压损平均法计算），这是保证流量按要求分配的关键。若并联管路计算阻力与各自的资用动力不相等，在实际运行时，管网会自动调整各并联管路流量，使并联管路的实际流动阻力与各自的资用动力相等。这时各并联管路的流量不是要求的流量。（6）计算管网的总阻力，求取管网特性曲线。（7）根据管网特性曲线，所要求输送的总流量以及所输送流体的种类、性质等诸因素，综合考虑为管网匹配动力设备（风机、水泵等），确定动力设备所需的参数。2、压损平均法的特点是，将已定的总资用动力，按干管长度平均分配给每一管段，一次确定管段阻力，再根据每一管段的流量确定断面尺寸。当管道系统所用的动力设备型号已定，或对分支管路进行压损平衡计算，此法较为方便。环状管网水力计算常用此法。3、静压复得法的特点是，通过改变管道断面尺寸，降低流速，克服管段阻力，维持所要求的管段静压。通风管道常用此方法保证要求的风口风速。104 河南科技大学毕业设计不论采用何种方法，水力计算前必须完成管网系统和设备的布置，确定管道材料及各个接受流量的管网末端的位置和所需分配的流量。然后按照个中方法所要求的步骤进行计算。对于本次空调风系统和水系统的设计，采用假定流速法。§6.2空调系统风管布置与水力计算一、风管布置空气输配管网的布置包括设备和各送排风点位置的确定；各送排风要求的风量；系统划分；管道布置、各管段的输送风量也得一一确定。对于本设计中各新风系统，系统中各送风点的位置均按与盘管相距100毫米确定，送风量为室内所需新风量（见附录四）。对于901、902房间的全空气系统，风口位置按每个风口负责4m×4m对称布置，尽量使室内风量均匀，各风口风量为总风量对风口数量的平均值。二、风管的水力计算1、绘制风管系统轴侧图绘制风管系统轴侧图，并划分好管段，对各管段进行编号，标注长度和风量。通常按流量和断面变化划分管段，一条管段内流量和管段断面不变，即流量和断面二者之一或二者同时发生变化之处是管段的起点或终点。管段长度按管段的中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。以第2层新风系统管路为例。图6-1侧送风室内设备布置图各管段长度与风量见表6-1。表6-1第二层新风系统管路各管段长度及风量管段123456789长度m5.92.13.952.14.152.14.03.60.9风量m3/h31031062034096034013002751575管段101112131415161718104 河南科技大学毕业设计长度m4.053.13.64.03.64.03.64.03.6风量m3/h9752550275285027531003653465365管段192021222324252627长度m4.010.94.02.04.02.250.43.353.6风量m3/h38309754805325513032554551355590管段282930313233343536长度m2.250.43.353.62.250.43.351.426510风量m3/h3255915135605032563751350.5165102、确定管内流速管内的流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响，对系统的技术条件也有影响。流速高，风管断面小，占用的空间小，材料耗用少，建造费用少；但是系统的阻力大，动力消耗增加，且增加噪声。反之，流速低，阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用大，风管占用的空间也增大。因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。根据经验总结，风管内的空气流速可按表6-2确定。表6-2空调系统低速风管内的空气流速（m/s）部位频率为1000Hz时室内允许声压级（dB）<4040～60>60新风入口3．5～4.04.0～4.55.0～6.0总管和总干管6.0～8.06.0～8.07.0～12.0无送、回风口的支管3.0～4.05.0～7.06.0～8.0有送、回风口的支管2.0～3.03.0～5.03.0～6.0考虑到新风系统运行时噪音对房间的影响，选用室内允许声压级为40～60dB的空气流速。3、确定各管段的断面尺寸根据各风管的风量和选择的流速初步确定风管断面尺寸，并适当调整使其符合通风管道统一规格，以利于工业化加工制作。风管断面尺寸调整后，按调整好的断面尺寸计算管内实际流速。以第2层新风系统管路为例。由步骤2中初步确定的空气流速范围得出各管段断面尺寸。104 河南科技大学毕业设计表6-3第二层新风系统管路各管段断面尺寸管段AB管段AB管段AB管段ABmmmmmmmmmmmmmmmm1160120104001601963025028160120216012011500200204001602980032032501201216012021800250301201204160120135002002216012031800320525016014160120238002503216012061601201550020024160120338003207320160162001202580025034120120816012017500250261201203580032093202001820012027800250361250320根据上述各管段断面尺寸计算其实际流速，见表6-4。表6-4第二层新风系统管路各管段实际流速管段123456789流速m/s4.494.496.524.926.674.927.053.986.84管段101112131415161718流速m/s4.237.083.987.853.987.834.227.704.22管段192021222324252627流速m/s7.684.237.584.707.134.707.582.607.76管段282930313233343536流速m/s4.706.422.606.564.706.922.607.064.524、风管摩擦阻力计算按管内实际流速计算阻力。阻力计算应从最不利环路（即最长、局部阻力件最多的环路）开始。通风空调管道中，起大多属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。只有流速很高，表面粗糙的砖混凝土风道内流动状态才属于粗糙区。可以利用式6-1计算摩擦阻力系数λ，再利用式6-2计算比摩阻Rm。公式6-1104 河南科技大学毕业设计公式6-2式中K—风管内部粗糙度，mmD—风管直径，mm可以根据公式6-1和公式6-2制成计算表或线算图（通风管道单位长度摩擦阻力线算图，见资料[4]），只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可以用该图求得其余的两个参数。矩形风管摩擦阻力计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径，再由通风管道单位长度摩擦阻力线算图求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。矩形风管的流速当量直径计算公式如下：公式6-3第二层新风系统最不利环路为：1-3-5-7-9-11-13-15-17-19-21-23-25-27-29-31-33-35-36。以第二层新风系统管路为例。表6-5第二层新风系统管路各管段比摩阻管段DvRm管段DvRm管段DvRm管段DvRmmmPa/mmmPa/mmmPa/mmmPa/m11372.21102281.05193262.06281372.4121372.21112852.09202281.05294570.9731553.81121371.77213451.88301200.9641372.62132852.54221372.41314571.0251952.98141371.77233801.49321372.4161372.62153052.32241372.41334571.1272132.97161501.76253801.67341200.9681371.77173332.02261200.96354571.1792462.34181501.76273801.75365090.44由管段比摩阻和管段长度可以的得出其摩擦阻力即:表6-6第二层新风系统管路各管段摩擦阻力104 河南科技大学毕业设计管段123456789Pa13．04．615．05．512．45．511．96．42．1管段101112131415161718Pa4．36．56．410．26．49．36．48．16．4管段192021222324252627Pa8．311．57．54．85．95．40．673．26．3管段282930313233343536Pa5．40．393．23．75．40．453．21．70．235、风管局部阻力计算首先确定局部阻力系数和它对应的特征速度，然后代入公式6-4计算局部阻力。公式6-4式中—局部阻力系数—流体密度，kg/m3—特征速度，各种局部阻力系数通常根据图表（见风管局部阻力系数表[3]）确定。以第二层新风系统管路为例。（1）各管段局部阻力系数①管段11×矩形蝶阀+2×矩形90°弯头+1×分流三通直通=0.33+0.6+0.1=1.03②管段21×分流三通直通=0.1管段3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33局部阻力同管段2，即一个分流三通直通，那么管段2的局部阻力系数同样是0.1。③管段35新风机组入口和出口管段附件示意图：104 河南科技大学毕业设计图6-2新风机组入口与出口管段附件示意图表6-7新风机组入口与出口管段附件编号①②③④⑤名称防雨固定新风百叶风口电动多叶调节阀过滤器帆布软接电动防火阀0．790．920．321．00．31×矩形渐扩管+1×帆布软接+1×电动防火阀=0.15+1.0+0.3=1.45④管段36如图6-2所示，局部阻力系数为：1×防雨固定新风百叶风口+1×电动多叶对开风量调节阀+1×过滤网+1×矩形渐缩管+1×帆布软接=0.79+0.92+0.32+0.1+1.0=3.13（2）各管段局部阻力根据表6-4各管段气流实际流速、各管段局部阻力系数与公式6-4得出各管段局部阻力。各管段摩擦阻力和局部阻力之和即为该管路的阻力。表6-8第二层新风管道最不利环路局部阻力与管段阻力管段1357911局部阻力12.432.552.672.982.803.01管段阻力13.0217.5915.0414.874.919.49管段131517192123局部阻力3.693.683.563.543.453.05管段阻力13.8512.9711.6511.7910.988.99管段252729313335局部阻力3.443.622.472.592.8743.41管段阻力4.119.912.866.243.3245.066、并联管路的阻力平衡104 河南科技大学毕业设计各管段阻力计算完成后，应进行并联管路的阻力平衡，以保证实际流量分配满足要求。当各并联管路的资用动力相等时，各并联管路的流动阻力必然相等。为了保证各管理达到预期的风量，在水力计算中，应使并联支管的计算阻力相等，工程上称为并联环路阻力平衡。对一个的通风系统，由于管材规格和管内流速的限制，不能实现理想平衡，工程上允许两并联管路的计算阻力存在一定的偏差，两支管的计算阻力应不超过15%。以第二层新风系统管路为例。选择汇合点A计算并联管路的阻力平衡：①管段1、2各自资用动力②管段1、2之间的不平衡率管段1、2之间不平衡率超过15%，可以通过改变阀门开度，调节管道阻力。7、计算系统的总阻力和获得管网特性曲线最不利环路所有的串联管段阻力（包括设备阻力）之和，即为管网系统的总阻力。本设计第二层新风系统最不利环路总阻力为268。管网阻抗与管网几何尺寸及管网中的摩擦阻力系数、局部阻力系数、流体密度有关。当这些因素不变时，管网阻抗S为常数。根据计算的管网总阻力和要求的总风量L，即可通过公式6-5计算管网阻抗。公式6-5式中S—管网阻抗，kg/m7L—管网总流量，m3/s—计算流量下管网总阻力，Pa则第二层新风系统管网阻抗为：同时得出第二层新风系统管网特性曲线为：104 河南科技大学毕业设计8、校核所选新风机组机外余压表4-4各楼新风机组选型表显示本设计第二层新风机组型号为DX7×4，经查设备手册得知该新风机组机外余压为300Pa，那么该机组机外余压大于管网最不利环路阻力，可以使用。三、房间901、902全空气系统风管水力计算全空气系统风管的水力计算与上述第二层新风系统风管水力计算方法相同，具体步骤简化，相关结果如下。1、绘制风管系统轴侧图图6-3901、902房间全空气系统风管布置图各管段长度和风量见表6-9。表6-9房间901、902全空气系统风管各管段长度和风量管段12345678910长度m4.14.06.32.64.04.08.95.341.01.81风量m3/h280560112016802240280033605600698918602、确定管内流速同表6-2空调系统低速风管内的空气流速3、确定各管段的断面尺寸表6-10房间901、902全空气系统风管各管段断面尺寸管段12345678910Am120160250400500630630800800400Bm120160200200200200220320400320根据实际流量和已知断面尺寸，求取各管段实际流速。104 河南科技大学毕业设计表6-11房间901、902全空气系统风管各管段实际流速（m/s）管段12345678910流速m5.406.086.225.836.226.176.736.086.074.044、风管摩擦阻力计算表6-12房间901、902全空气系统风管各管段摩擦阻力管段12345678910mm120160222266285303326457533355Pa/m3.683.202.231.581.641.501.610.880.730.56Pa15.1012.8114.044.116.555.9814.344.690.731.015、风管局部阻力计算表6-13房间901、902全空气系统风管各管段局部阻力管段123456789102.380.200.450.200.200.200.700.101.453.73局部阻力Pa41.664.4310.454.084.654.5719.052.2232.0236.46管段阻力Pa56.7617.2424.508.1911.210.5633.386.932.7537.476、并联管路的阻力平衡（1）汇合点A管段之间不平衡率超过15%，可以通过改变阀门开度，调节管道阻力。（2）汇合点B管段之间不平衡率超过15%，可以通过改变阀门开度，调节管道阻力。其中和分别表示A点与B点后端分支管路的资用压力，单位Pa。7、计算系统的总阻力和获得管网特性曲线则该管网特性曲线为：104 河南科技大学毕业设计据表4-5得知房间901、902共用全空气机组为DK7×6，该机组机外余压为300Pa。可以满足此管网总阻力239Pa的要求。§6.3空调系统冷冻水水管布置与水力计算§6.3.1空调系统冷冻水水管布置与水力计算方法空调系统冷冻水水管的布置应该符合以下原则：①靠近冷冻水用户（设备），同时留有足够空间，以便安装②主干管线（最不利环路）尽量做到短直、局部阻力配件尽量减少，降低水泵能耗③留足维修空间，方便维护一、空调系统冷冻水管的水力计算方法与风管相似，水管同样采用假定流速法。1、绘制水管环路系统轴侧图，并划分好管段，对各管段进行编号，标注长度和水量。2、确定管内流速无论是局部阻力，还是沿程阻力，都与流速有关。从定性来说，所有的阻力都与流速的平方成正比。因此，首先必须合理的选用管道内流速。流速值过小，尽管水阻力比较小，对运行及控制较为有利，但在水流量一定时，其管径将要求加大，既带来投资（管道及保温等）的增加，又使占用空间加大；流速值过大，则水流阻力加大，运行能耗增加。当流速值超过3m/s时，还将对管件内部产生严重的冲刷腐蚀，影响使用寿命。根据目前大多数工程的实际情况，在高层民用建筑中，推荐不同管径下的流速按表6-14选取。表6-14水管流速表（m/s）管段<3232～7070～100125～250250～400>400冷冻水0.5～0.80.6～0.90.8～1.21.0～1.51.4～2.01.8～2.5冷却水1.0～1.21.2～1.61.5～2.01.8～2.53、确定各管段管径根据水管的水量和选择的流速初定水管的管径，并适当调整使其符合水管的统一规格，以利于工业化制作。水管管径调整之后，按调整好的管径计算管内实际流速。104 河南科技大学毕业设计4、水管摩擦阻力计算按管内实际流速计算阻力。阻力计算应从不利环路（即最长、局部阻力件最多的环路）开始。5、局部阻力的计算首先确定局部阻力系数和它对应的特征速度，然后代入公式6-4计算局部阻力。6、并联管路的阻力平衡能量方程表明，只有在设计流量条件下，管路的计算压力等于管路的作用压力，管网运行时的实际流量才与设计流量相等。因此在水力计算中，需要通过调整管径、设置调节阀等技术手段，使管路在设计流量下的计算压力损失与作用压力相等，工程上习惯将此称为“压损平衡”或“平衡压力损失”。并联环路的压力损失包括共用管路的压力损失和独用管路的压力损失。由于共用管路的压力损失涉及若干并联管路，在进行某一并联环路（最不利环路除外）的压力损失平衡时，一般是通过调整独用管路的压力损失，使整个环路的计算压力损失与环路资用动力相平衡。为了表示计算压力损失与资用压力相平衡的程度，定义压力损失不平衡率如下：公式6-6式中—管路资用压力，Pa—管路计算压力损失，Pa7、计算系统的总阻力和获得管网特性曲线方法同公式6-5。§6.3.2空调系统冷冻水水管布置与水力计算实例本设计冷冻水系统，最不利环路可能存在于一层或者二层冷冻水系统之中，因为虽然一层冷冻水系统最长，不过二层冷冻水系统相对于一层冷冻水系统来说，水管管路上局部阻力附件明显增多，所以计算的时候要求把一层与二层的冷冻水系统环路总阻力进行比较，挑选大者作为最不利环路，以便选取冷冻水水泵。一、第一层冷冻水系统水力计算1、绘制水管环路系统（负荷侧）104 河南科技大学毕业设计轴侧图，并划分好管段，对各管段进行编号，标注长度和水量。图6-4第一、二楼层冷冻水水管系统各管段水量包括该管段所有需提供冷冻水的用户（设备），用户水量M按公式6-7求取。公式6-7式中—用户水量，kg/s—用户中档冷量，kW—冷冻水定压比热，kJ/（kg·K）如果所选设备的名义工况与本设计冷冻水供回水工况相同，可以直接参考设备的名义工况冷冻水流量。本设计冷冻水供回水温度为7/12℃，温差为5℃，与设备的名义工况相同，因此可以直接使用设备样本所提供的水量进行水力计算。表6-15一层冷冻水水管各管段长度和水量管段长度水量管段长度水量管段长度水量104 河南科技大学毕业设计mkg/smkg/smkg/s6.060.153.625.17.452.0740.350.633.622.427.750.632.952.053.619.724.50.5232.832.23.617.024.00.412.6532.23.612.4820.10.33.628.423.99.332、确定管内流速根据表6-14水管流速表确定流速范围。3、确定各管段管径根据步骤2初步确定的流速，通过查水管摩擦阻力线算图选择管径，此时所选管径管内冷冻水流速不宜超出100-400Pa/m的范围。表6-16一层冷冻水水管各管段流速和管径管段流速管径管段流速管径管段流速管径m/smmm/smmm/smm0.40201.301500.90500.65321.151500.65320.90501.451250.55321.651501.251250.65251.701501.301000.50251.451501.101004、水管摩擦阻力计算根据流量和流速通过查水管摩擦阻力线算图选取比摩阻，该比摩阻尽量维持在100-400Pa/s之间。表6-17一层冷冻水水管各管段比摩阻管段比摩阻管段比摩阻管段比摩阻Pa/mPa/mPa/m15510018516080160185170105104 河南科技大学毕业设计1801152701801801601301105、局部阻力的计算计算各管段局部阻力系数，根据表6-16提供的流速值，使用公式6-4计算各管段局部阻力。表6-18各附件局部阻力系数局部阻力附件名称局部阻力系数局部阻力附件名称局部阻力系数分流三通直通0.1Y型过滤器2.2分流三通旁通1.5球形软接2渐缩0.1电动二通调节阀8.590°弯头0.3合流三通直通0.1闸阀0.5合流三通旁通3渐扩0.3①管段1×分流三通直通+4×弯头+2×闸阀+1×Y型过滤器+2×球形软接+1×电动二通调节阀+1×合流三通直通+1×合流三通直通+1×渐扩=17.4②管段1×弯头+1×合流三通旁通+1×渐扩=3.6③管段1×闸阀+1×合流三通直通+1×渐扩=0.9④管段1×弯头+1×渐扩=0.6⑤管段⑥管段、、、、、、1×分流三通直通=0.1⑦管段、、1×分流三通直通+1×渐缩=0.2104 河南科技大学毕业设计⑧管段1×分流三通直通+1×渐缩+1×弯头+1×闸阀=1.0⑨管段1×分流三通旁通=1.5那么各管段局部阻力见表6-19。表6-19一层冷冻水水管各管段局部阻力管段局部阻力管段局部阻力管段局部阻力PaPaPa1392854057616631736521015817784201691410561结合表6-17和表6-19得出各管段阻力，并计算一层冷冻水系统总阻力。冷冻水系统各管段阻力应包括末端用户的水阻力，如一层冷冻水系统管段中风机盘管FP-6.3，其水阻力为13000Pa。表6-20一层冷冻水水管各管段总阻力和冷冻水系统总阻力管段管段阻力管段管段阻力管段管段阻力PaPaPa15331445178372173541557910822488672149211224778173229573490合计42872二、第二层冷冻水系统水力计算1、第二层冷冻水系统总阻力二层冷冻水系统水力计算方法与过程与一层冷冻水系统相同，不在赘述，104 河南科技大学毕业设计各管段标号见图6-4，二层冷冻水系统各管段管径、阻力见表6-21。表6-21二层冷冻水系统各管段管径和阻力管段管径阻力管段管径阻力管段管径阻力mmPammPammPa2524956150354503715070551258225035510015611254924084115046391008174076815063381004904039415047710091140179150573508723257615044550534251162那么二层冷冻水系统总阻力为55960Pa，与第一层冷冻水系统总阻力42872Pa相比，第二层冷冻水系统总阻力较大，很明显第二层冷冻水系统管路为最不利环路。2、第一层冷冻水系统与第二层冷冻水系统管路不平衡率系统管路管径已经做过调整，无法通过管径来控制不平衡率，因此采取安装平衡阀来使不平衡率维持在≦15%。3、第二层冷冻水系统管路汇合点A处，左右分支两并联管路的压损不平衡率计算（1）汇合点A左侧编号如图6-4所示，总阻力等于最不利环路总阻力减去各楼层冷冻水系统共用管路的阻力。即38042Pa。（2）汇合点A右侧管路水力计算汇合点A右侧管路各管段标号如图6-5所示。104 河南科技大学毕业设计图6-5第二层冷冻水水管系统右侧环路第二层冷冻水系统汇合点A右侧环路水力计算方法与过程与一层冷冻水系统相同，不在赘述，各管段标号见图6-5，二层冷冻水系统各管段管径、阻力见表6-22。表6-22第二层冷冻水系统右侧环路各管段管径和阻力管段管径阻力管段管径阻力管段管径阻力mmPammPammPa803279680613807580214380858043780859805148056那么第二层冷冻水系统汇合点A右侧环路总阻力为37576Pa。（3）第二层冷冻水系统汇合点A左右环路不平衡率为不平衡率符合要求，已选管径满足使用要求。三、冷冻水系统最有利环路与最不利环路不平衡率计算1、最有利环路水力计算104 河南科技大学毕业设计图6-6冷冻水系统最有利环路各管段图6-6中冷冻水系统共用管路与图6-4编号相同。冷冻水系统最有利环路水力计算方法与过程与一层冷冻水系统相同，不在赘述，各管段标号见图6-6，冷冻水系统最有利环路各管段管径、阻力见表6-23。表6-23冷冻水系统最有利环路各管段管径和阻力管段管径阻力管段管径阻力管段管径阻力mmPammPammPa2013153652231125916201272657651501156104 河南科技大学毕业设计20558010701506338201589100751150477256410011606514642530210011603211003259201251051那么冷冻水系统最有利环路总阻力为41992Pa。2、冷冻水系统最有利环路与最不利环路的不平衡率系统管路管径已经做过调整，无法通过管径来控制不平衡率，因此采取安装平衡阀来使不平衡率维持在≦15%。§6.4冷凝水管道的设计[3]各种空调设备（例如风机盘管机组，柜式空调器，新风机组，组合式空调箱等）运行过程中产生的冷凝水，必须及时予以排走。排放冷凝水的管路系统设计，应注意以下各要点：（1）风机盘管凝结水盘的泄水支管坡度，不宜小于0.01。其它水平支干管，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。如受条件限制，无坡度敷设时，管内流速不得小于0.25/s。（2）当冷凝水盘位于机组内的负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，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。（3）冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管。采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不加防二次结露的保温层；采用镀锌钢管时，应设置保温层。（4）冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。（5）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。（6）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的冷负荷每小时产生约0.4kg左右的冷凝水；在潜热负荷较高时，每1kW冷负荷每小时产生约0.8kg冷凝水。104 河南科技大学毕业设计通常，可以根据机组的冷负荷Q（kW）按下列数据近似选定冷凝水管的公称直径：Q≤7KW，DN=20mm；Q=7.1-17.6KW,DN=25mm；Q=17.7-100KW,DN=32mm；Q=101-176KW,DN=40mm；Q=177-598KW,DN=50mm；Q=599-1055KW,DN=80mm；Q=1056-1512KW,DN=100mm；Q=1513-12462KW,DN=125mm；Q≥12462KW,DN=150mm。（7）闭式系统的热水和冷水管路的每个最高点，应设排气装置。为了拆装检修，在排气装置前应加装一个阀门。为避免排气装置漏水，排气管最好接至水池或室外。（8）系统最低点和需要单独放水的设备（如表冷器或加热器等）的下部应设带阀门的放水管，并接入地漏。本设计采用聚氯乙烯塑料管材，风机盘管凝结水盘的泄水支管坡度为0.01，其他水平支干管，沿水流方向，保持0.003的坡度，且不允许有积水部位。凝结水都排到卫生间。第七章其他设备的选择104 河南科技大学毕业设计§7.1膨胀水箱的选择[11]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），这就带来了空调水系统的定压问题。定压设备使水系统运行在确定的压力水平下。常用定压设备有膨胀水箱、补给水泵和定压罐等，这些定压设备在热源、热力站、冷冻站以及独立的水系统中时，其作用原理与计算方法相同，只是设备容量大小的区别。膨胀水箱作为系统的补水、膨胀和定压设备，其优点是结构简单，造价低廉，对系统的水力稳定性好，控制也非常容易，它是中小型热水采暖系统与空调系统中常用的定压方式。一、膨胀水量的计算为使水系统中的水温变化而引起的体积膨胀给予余地以及有利于系统中空气的排除，在管路中应连接膨胀水箱。膨胀水箱的膨胀管应该接在水泵的吸入侧，水箱高于系统最高点1m。膨胀水箱的配管应包括膨胀管、信号管、溢流管、排污管等。为防止冬季供暖时水箱结冰，在膨胀水箱上接出一根循环管，把循环管接在连接膨胀管的同一水平管路上，使膨胀水箱中的水在两连接点压差的作用下处在缓慢流动状态。膨胀管和循环管连接点间距取1.5～3.0m。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，冬季温差比夏季要大，所以按冬季工况计算膨胀量，由公式7-1计算：公式7-1式中—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—水的体积膨胀系数，α=0.0006，L/℃—最大的水温变化值，℃，按冬季计算，可取60-20=40℃。—系统内的水容量，m³即系统中管道和设备内总容水量。计算系统内冷冻水总容量时，冬季空气－水系统按每平米建筑面积1.5L取。本设计建筑物建筑面积为9828m2。则膨胀量为：二、系统补水量的计算104 河南科技大学毕业设计正常的补水量主要取决于冷、热水系统的规模、施工安装质量和运行管理水平，准确计算较困难。本设计按照系统的水容量的1%为正常的补给水量，但考虑到事故增加的补给水量，故补水量取4倍的正常补给水量。则系统补水量为：补水由市政管网提供，不另设补水泵，同时在补水管道上需加装一个电子水处理器。综上所述总水量：三、膨胀水箱的选型按采暖通风图集T905（一）选用规格型号：方形型号4。规格尺寸和配管的公称直径如下（见图7-1）：公称容积1.0m3；有效容积1.2m3；长x宽=1400mmx900mm；高1100mm；溢流管DN40；排水管DN32；膨胀管DN25；信号管DN20；循环管DN20；补水管DN32。膨胀水箱装在屋面，水箱自重255.1kg。图7-1方形型号4膨胀水箱配管图§7.2冷冻水循环水泵的选择[4]一、水泵的形式104 河南科技大学毕业设计空调水系统中，水泵的形式选择与水路系统的特点、场地条件、经济性及水泵本身的特点等因素有关。一般来说，空调系统所采用的均为离心式水泵，因为其压头和流量都比较容易满足水系统的要求。从水泵安装形式上来看，有卧式泵、立式泵和管道泵，从水泵构造上来看，可分为单吸泵和双吸泵。1、卧式泵卧式泵是目前最常用的空调水泵，其结构简单，造价相对低廉，运行的稳定性好，噪声较小，减震设计方便，维修比较容易，其缺点是占用一定的面积。2、立式泵当机房面积较为紧张时，立式泵体现出其占地面积较小的优势，通常其电机设于水泵的上部。当然，由于其高宽比比卧式泵大，因而运行稳定性不如卧式泵，减震设计相对困难。另外，立式泵的维修难度比卧式泵也大一些。在满足同样参数的条件下，立式泵由于其结构特点，制造难度相对较大，因而价格一般比卧式泵高。3、管道泵管道泵可以算作立式泵的一种特殊形式。其最大的特点是直接连接在管道上，因此可以不占机房面积。但是，由于这一特点，也要求其重量不能过大，因而管道泵总体来说参数较小，就国产管道泵而言，一般电机容量不超过30Kw。对于更大的参数，实际上相当于立式泵而必须设置在地面的基础之上了。因此，管道泵适用于一些小环路的水系统或改造及新加建工程且流量较小的系统中。4、单吸泵单吸泵又称尾吸泵，其使用特点是水从泵的中轴线流入，经叶轮加压后沿径向排除。由于是单侧吸入，因此其水力效率不可能高。同时，从力的平衡来看，单吸泵在运行过程中必然存在轴向推力（水的动压在泵轴方向转为静压），作用于吸入口对面侧的泵壁上。当然，单吸泵制造简单，价格较低，因而在空调工程中得以比较广泛的应用。5、双吸泵104 河南科技大学毕业设计双吸泵采用叶轮两侧进水，因而效率通常高于同一参数时的单吸泵。由于两侧进水，运行中的轴向不平衡力也因此得以消除。从参数上来看，单吸泵在大流量时由于轴向推力大而制造困难，但双吸泵则因为此问题的解决而使得可以制造出更大流量的水泵。双吸泵在构造上较为复杂，制造要求较高，这就决定了价格较贵。它大约比同一参数的单吸泵贵15%～25%左右。因此，双吸泵通常用于流量较大的水系统之中。本设计机房位于屋顶，冷热源采用空气源热泵，所以有足够的空间放置水泵，同时水泵需求的流量采用单吸泵可以满足要求，故采用卧式单吸泵。二、水泵的选型1、水泵的数量循环水泵应考虑备用和调节，因此一般选多台。但为了减少造价和占地面积，热水采暖系统循环水泵的台数不宜过多（不应超过4台）。对于空调水系统，循环水泵的台数一般是根据冷水机组的台数来确定的，或一一对应，或水泵台数比冷水机组多一台。本设计采用一台水泵负责一台空气源热泵的方式，同时另有一台同样的水泵作为备用，即两用一备，选择三台同样型号的水泵。2、水泵的流量循环水泵的流量应大于系统的设计流量，考虑到各种不利因素，经常增加10%的贮备量，即本设计冷冻水系统的设计流量是，两台水泵分别负责冷冻水管路一半的流量。即单台循环水泵的设计流量是的一半，考虑贮备量之后，单台循环水泵的流量是。3、水泵的扬程循环水泵的扬程应等于水在给定流量下在闭合环路内循环一周所要克服的阻力损失并增加20%的贮备量。即。（1）水泵扬程的计算方法。公式7-2式中—水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa—设备阻力损失，Pa（2）水泵的扬程本设计冷冻水系统分两段计算，一是用户侧（设备侧），二是机房侧。104 河南科技大学毕业设计负荷侧冷冻水系统的总阻力等于最不利环路总阻力，即55960Pa.机房侧冷冻水系统的总阻力等于机房内冷冻水管路各管段的沿程阻力、局部阻力损失与末端设备阻力损失之和。其值为54794Pa。那么单台水泵的扬程为：4、水泵的选型选用靖江精达机电泵阀有限公司生产的IS/ISR125-100-200单级单吸卧式离心泵。具体参数见表7-1。表7-1型号IS/ISR125-100-200水泵性能参数流量扬程转速效率轴功率电机功率必需气蚀余量体形6514.51450623.637.52.51.24×0.49×0.73§7.3排气阀的选择[4]因为启动时系统中留存有空气、水在加热过程中分离出空气，如不排除有可能形成气塞、减少换热设备的散热面积、影响系统的正常运行。因此在系统中应在管道的高点和设备的高处设排气装置。本设计采用自动排气阀排除冷冻水系统中的气体。自动排气阀分为立式和卧式。其原理是利用阀体内的浮体随水位升降自动打开和关闭阀孔而达到排气的目的。自动排气阀应接于管道系统的最高处或者“”形管的顶部，以排除水管路系统中的空气。设计时应采用运行可靠、不漏水的产品。考虑到目前产品的实际情况（完全不漏水的产品极少），它的安装位置不宜放在吊顶上部，而应尽可能放在一些对使用要求不太重要的房间（如机房、库房等），并通过管道与排气点连接。表7-2排气管管径的选用被放气管管径（mm）＜506580100125150200放气管管径（mm）15151520202025本设计采用温州市奋起阀门有限公司的ARVX型微量排气阀，相关参数如下。104 河南科技大学毕业设计图7-2ARVX型微量排气阀结构示意图表7-3ARVX型微量排气阀技术参数工作压力试验压力浮球压力MPaMPaMPa1.62.42.4表7-4ARVX型微量排气阀规格尺寸表规格G出口尺寸排气口尺寸LL1Hmmmmmmmmmm151.610286127201.610286127251.610286127§7.4电子水处理器、Y型过滤器的选择§7.4.1电子水处理器的选择暖通空调水系统中的水常常含有以下主要杂志：溶解气体、溶解阳离子、溶解阴离子和不溶解杂质。这些杂质将会对系统和设备产生一定的危害，例如在管道和设备表面沉淀成水沟和水渣，影响设备换热能力、腐蚀金属等。本设计补水流量为冷冻水循环流量正常补水量的四倍，即四倍的1%冷冻水循环流量，其值为1.288kg/s。可以选择南京贝特暖通空调设备有限公司生产的型号为YTD-40Q-Ⅰ的全自动型电子水处理仪。§7.4.2Y型过滤器的选择104 河南科技大学毕业设计过滤器安装在用户入口供水总管、冷热源、用热（冷）设备、水泵、调节阀等入口处，用于阻留杂物和污垢，防止堵塞管道与设备。它是利用过滤网阻留组物和污垢，过滤网为不锈钢金属网，过滤面积约为进口管面积的2到4倍。Y型过滤器有丝扣连接和法兰连接两种，小口径过滤器为丝扣连接。Y型过滤器有多种规格（DN15～DN450），可以选用上海大田阀门管道工程有限公司的产品，施工期间可以灵活选择。第八章空调系统的消声、减振104 河南科技大学毕业设计§8.1空调系统的消声设计[12]暖通空调系统在建筑内热湿环境、空气品质进行控制的同时，也对建筑的声环境产生不同程度的影响。当系统运行产生的噪声超过一定允许值后，将影响人员的正常工作、学习、休息、或影响房间功能，甚至影响人体健康。因此，在进行暖通空调系统设计的同时，应当进行噪声控制设计。一、本设计空调系统发生噪声的声源1、通风机噪声是由空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声组成，其中以空气动力噪声为其主要部分，所以在满足风量风压的前提下，适当选择低转速的风机，以降低其空气动力噪声。2、冷冻机噪声冷冻机的噪声源，振动源主要是压缩机、电动机和变速器，而电动机的出力较大，所以是冷冻机房的最大噪声源，包括振动源，冷冻机的噪声往往超过噪声较大的水泵，高大90db。3、空调器空调器与风道相连接，而且置于要求空调场所附近的机房内，运转时风管内放射出来的噪声除了因气流通过金属直风管产生的噪声，还带有风机的噪声，故而在设计大空间空调，如高层建筑之大堂、餐厅、多功能厅、大会议室等均要注意消声的处理，否则会产生使人烟雾的噪声。4、风机盘管机组的噪声，包括通风机产生的声功率及百叶送风口的气流噪声，在选用时应尽量用低噪声风机盘管。二、空气流动发生的噪声1、风道内部发生的噪声，因空气涡流产生风道壁振动而有振动音量，这些震动在风管系统内传播时，若较送风机噪声小10db以上时可忽略不计，空气涡流音量发生于直管部位、弯曲部位、分支部位和风闸处，直管扩大部发生的噪声较小，急缩小和急转弯处噪声发生就较大，通常可用增加角铁支架，摺板补强等方法防止管壁振动，以达到消除振动声的目的。2、吹出口处或吸入口处发生的噪声也是必须注意的，设计时往往用软性而吸声好的材料贴于吹吸口处以减少噪声。三、消声措施1、首先在选用机械设备时，要选择效果好、噪声低的产品，104 河南科技大学毕业设计如冷冻机、冷却塔、空调器、风机盘管和锅炉等产生声源的设备在招标时有必要提出合理的要求。2、设计风道时要注意风速，考虑风道自然消声，在设计弯头时加设导流叶片，尽可能减少空气涡流现象。3、在设计送回风处加贴软性吸声材料。4、注意风管的连接方法，防止串声事故发生。5、避免外界的噪声传入风管内。6、系统中加设消声节。7、机房尽量远离要求安静的房间，安静条件要求不同的房间最好不要共用一个系统，以防止它们间的串声。§8.2空调系统的减振设计空调通风系统中的设备房有制冷机房、小型锅炉房、风机房、空调机房等，我们统称为机房。在建筑内或邻近的机房，除了沿风管传播的空气噪声外，还有通过结构、水管、风管等传递的固体噪声，以及通过机房围护结构传播的噪声，这都会对毗邻房间产生噪声干扰一、设备隔振机房内个中有运动的不见的设备（风机、水泵、制冷压缩机等）都会产生振动，它直接传给基础和连接的管件，并以弹性波传到其他房间中去，又以噪声的形式出现。另外，振动还会引起构件（如楼板）、管道振动，有时会危害安全。因此对震源必须采取隔振措施。在设备和基础间配置弹性的材料或器件，可有效控制振动，减少固体噪声的传递；在设备与管路间采用软连接实行隔振。常用的基础隔振材料或隔振器有以下几种：1、压缩型隔振材料，主要有：橡胶垫、软木，还有玻璃纤维板、毛毡、岩棉等隔振材料，但在通风空调工程中很少应用。2、剪切型隔振器，主要有：金属弹簧隔振器、橡胶剪切隔振器。二、管路隔振水泵、冷水机组、风机盘管、空调机组等设备与水管用一小段软管连接，以不使设备的振动传递给管路。尤其是设备基础采取隔振措施后，设备本身的振动增加了，这时更应采用这个软管连接。软接管有两类：橡胶软接管和不锈钢波纹管。橡胶软接管隔振减噪的效果很好，缺点是不能104 河南科技大学毕业设计耐高温和高压，耐腐蚀也差。在空调采暖等水系统中大多采用橡胶接管。不锈钢波纹管也有较好的隔振减噪效果，且能耐高温、高压和耐腐蚀，但价格较贵，适宜用在制冷剂管路的隔振。风机出口与风管间的软管宜采用人造革材料或帆布材料制作。6号以下风机，软管的合理长度为200mm；8号以上的规格的风机，软管合理长度为400mm。水管、风管敷设时，在管道支架、吊卡、穿墙处也应作隔振处理。通常的办法有：管道与支架、吊卡间垫软材料，采用隔振吊架（有弹簧型、橡胶型）。第九章管道的防腐、保温[9]104 河南科技大学毕业设计一、防腐的目的防止金属表面的外部腐蚀并保护好涂料层。二、保温的目的1、提高冷、热量的利用率，避免不必要的冷、热损失，保证空调的设计运行参数。2、当空调风道送冷风时，防止其表面温度可能低于或等于周围空气的露点温度，使表面结露，加速传热；同时可防止结露对风道的腐蚀。三、保温材料的选用原则1、保温性能保温材料的热工性能主要取决于其导热系数，导热系数越大，说明性能越差，保温效果也越差，因此，选择低导热系数的保温材料是首要原则。2、吸水率目前各种保温材料所列的导热系数均是指其干燥后的导热系数，而各种保温材料都不同程度的存在一定的吸水率，吸水率越大，表明在使用过程中材料的含水量增加越快。由于水的导热系数比普通保温材料大得多，同时，水本身具有从高温向低温移动而转移热量的特性，因此，含水量的增加将使整个保温材料的导热系数迅速加大，由此可知：保温材料应选用低吸水率材料。3、使用温度范围考虑保温材料的温度使用范围有两个意义。第一，一些材料不能承受较高的温度，为了保证其使用寿命及安全可靠，应使其在规定的温度范围内使用；第二，大多数保温材料的导热系数都与温度有关，温度升高时，通常其导热系数变大，对保温性能产生影响。4、使用寿命、抗老化性及机械强度5、防火性能管道和设备的保温材料、消声材料和黏结剂应为不燃烧材料或难燃烧材料。穿过防火墙和变形缝的风管两侧各2.00m范围内应采用不燃烧材料及其胶粘剂保温。6、造价及经济性104 河南科技大学毕业设计四、常见保温材料在目前的空调工程中，常用的保温材料有岩棉、玻璃棉、珍珠岩、聚氨脂、聚苯乙烯、聚乙烯及发泡橡胶几大类。目前常用的一些保温材料在导热系数本身上都有差得不大。由于高层民用建筑对防火的要求较高，因此，这一限制加上其他性能特点使地实际上各种性能可满足使用要求的材料主要有玻璃棉、聚乙烯和发泡橡胶三大类产品。本次设计选用发泡橡胶保温材料。五、保温材料的厚度1、放结露保温材料厚度矩形风管：对于发泡橡胶，取，则对于聚乙烯，取，则对于玻璃棉，取，则圆形风管：对于发泡橡胶，时，对于聚乙烯，时，对于玻璃棉，时，2、经济保温厚度除空气凝结水管外，其余计算的保温防结露厚度通常都不是最经济的厚度而只是满足了最低使用要求的厚度。关于经济厚度，要考虑以下一些因素：①保温材料类型及造价。②冷（热）损失对系统的影响。在空调设计中，由于耗冷量是一个重点，因此，考虑冷损失带来的投资及运行费用的增加是主要因素。③空调系统形式及冷源形式。④保温层所占的空间对整个建筑投资的影响。⑤保温材料的使用寿命。由于上述因素过于复杂，且不同地区情况不一，因而实际上要列出一个计算经济厚度的代表性公式是相当困难的。本设计推荐使用表9-1列出的保温材料厚度（mm）。表9-1保温材料选用厚度104 河南科技大学毕业设计材料单位风管空调水管DN<100100≦DN≦250DN≧250发泡橡胶mm192225聚乙烯mm202530玻璃棉mm2530结论104 河南科技大学毕业设计设计不同于课本的学习，从设计中学到的东西是课本中学不到的，当然没有课本这个基础，是无法做好设计的。做设计的同时对课本知识也有了更深的理解。本设计是中国人民银行南京市中心支行办公楼。设计最初是熟悉图纸、搜集资料，对该工程有个初步的认识，对整个设计做了全局的计划和概算，防止后边的计算中出现严重失误，这为以后的设计奠定了一个良好的基础。接着就开始冷湿负荷计算,设备的选取,风管水管的布置,管路的水利计算，制冷设备的选择。到最后的出图和设计说明书的编写。通过一步步的设计，使我对基础知识和专业知识有了更进一步的了解和掌握。基本掌握了中央空调系统的设计步骤、设计要点。从此次设计中我体会到必须要勇于尝试，学会自己去查找资料,对不同资料上有出入的规定或数据进行鉴别与选择。做工程设计是颇费体力、脑力、时间的，是一项繁杂的工作，必需有很好的计划性，多思考，才能在设计过程中少走弯路。参考文献104 河南科技大学毕业设计[1]路延魁.空气调节设计手册.第二版.北京:中国建筑工业出版社,1995年11月:起1止844[2]采暖通风与空气调节设计规范.(GB50019-2003)[3]赵容义.简明空调设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1998年12月:起1止441[4]陆耀庆.实用供热空调设计手册.北京:中国建筑工业出版社，1995年:起1止1256[5]李德英.供热工程.北京:中国建筑工业出版社,2004年7月:起1止304[6]马最良，姚杨.民用建筑空调设计手册.化学工业出版社[7]沈从周，游浩.建筑工程设计施工系列图集通风、空调、制冷工程.北京:中国建筑工业出版社[8]潘云钢.高层民用建筑空调设计.北京:中国建筑工业出版社,1999年11月:起1止97[9]陆亚俊,马最良,邹平华.暖通空调.北京:中国建筑工业出版社,2002年6月:起1止377[10]付祥钊.流体输配管网.北京:中国建筑工业出版社,2005年7月:起1止336[11]方修睦,赵加宁,张德宇.高层建筑供暖通风与空调设计.哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2002年7月:起1止248[12]柴慧鹃.高层建筑空调设计.[13]张建忠,龚延风,杜垲.空气源热泵冷热水机组在南京的应用.中国建设信息供热制冷专刊,2006,制冷空调篇:27-29.[14]孟丹,丁瑞星,祁永智.风冷热泵机组的设计选型.河南农业大学学报,2000,34(3):263-265.[15]吕伟东.风冷热泵机组对环境的影响分析.机电设备,2002,2:34-36.[16]黎恢山,李国锋.风冷热泵冷(热)水空调系统中的电辅装置设计技术.制冷学报,2006,27(1):42-44.[17]乌国平.风冷热泵式中央空调运行问题之我见.水利电力施工机械,2000,冷冻空调与节能专辑2:41-42[18]104 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河南科技大学毕业设计附录一逐时冷负荷汇总（单位:W）房间8:009:0010:0011:0012:0013:0015:0016:0017:0018:00101309232052824237421482183217532052076198910230723158279023832130216921603158204419441034524520553045355541554565616581957765819104121512691256124912571275136315281476152810515461604158515741583160517181936186719362014013475950725263555461997710811779617161202279634033557366237654180526555805432477820377489694297810141215173818871804147420465528037838486068822959611645122471199310784205774896942978101412151738188718041474206275033683549367838074353577361795976511120739744684502252575483587366936913671260132086226651559385261486749414835470945864389209525856935379499747744821490949174920487721071477676704162835870595760125957588357283011216135913921410143615471841192718861706302791930965988101111221416150214601278303682825864891918103213311418137511933044809599562936512672174839430999297318572305682825864891918103213311418137511933061540182018911938198622102800297128872523307107011871210121812301330162417161684152030815221595146613171226123412501248124712373091567165415361401132013391355134613351307104 河南科技大学毕业设计附录一续表房间8:009:0010:0011:0012:0013:0015:0016:0017:0018:003101673176916511516143614551477147214641438311263528022513218819902026205120261995192831227772952271524452284232023532336231222574012581427451278172807628326290853102131589313613025240285110231084113111781406199621632073170640376089993996799511301484158515331314404770910945969993110514001485144312624057709109459699931105140014851443126240677091094596999311051400148514431262407104911671190119912121313160716991667150340815221595146613171226123412501248124712374091567165415361401132013391355134613351307410286830392800252823672405244424322412236041127262889259722712073211121432122209520324121567165415361401132013391355134613351307501121613591392141014361547184119271886170650277091094596999311051400148514431262503827964998101910411151144615331492131450476089993996799511301484158515331314505851102310841131117814061996216320731706506851102310841131117814061996216320731706507760899939967995113014841585153313145088229629951013104011511446153214901310509157917461796183018672085266328292741238051030103141288926012426245024802469245524165111627170615611399130013171327131312961262附录一续表104 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河南科技大学毕业设计新风冷负荷2297206774417341037822689841320259381320新风热负荷-1385-1246-4487-443-625-4960-5417-796-15641-796房间206207208209210301302303304305新风冷负荷86598659522796231093017711647164769331647新风热负荷-5221-5221-3152-5803-6591-1068-993-993-4181-993房间306307308309310311312401402403新风冷负荷32951394139413941742278827881680013941394新风热负荷-1987-841-841-841-1051-1681-1681-10130-841-841房间404405406407408409410411412501新风冷负荷1647164716471394139413942788278813941771新风热负荷-993-993-993-841-841-841-1681-1681-841-1068房间502503504505506507508509510511新风冷负荷1647164713941394139413941647164727881220新风热负荷-993-993-841-841-841-841-993-993-1681-735房间512513601602603604605606607608新风冷负荷3311278817711647164713941394139413941647新风热负荷-1996-1681-1068-993-993-841-841-841-841-993房间609610611612613701702703704705104 河南科技大学毕业设计新风冷负荷1647278812203311278817711647164713941394新风热负荷-993-1681-735-1996-1681-1068-993-993-841-841房间706707708709710711712713714801新风冷负荷139413941647330027888712265139427881771新风热负荷-841-841-993-1990-1681-525-1366-841-1681-1068附录五续表房间802803804805806807808809810811新风冷负荷1647164769331647164716471647139413945600新风热负荷-993-993-4181-993-993-993-993-841-841-3377房间812901902903904905906907908305新风冷负荷3467341821333123616471647139413941394新风热负荷-2090-2061-12864-745-993-993-841-841-841104 河南科技大学毕业设计附录六送风空气参数与送风量汇总房间单位101102103104105201202203204205送风温度℃18.418.717.517.918.418.417.618.717.618.8送风焓值kJ/kg48.749.546.447.048.748.746.949.046.849.1送风量kg/s0.330.360.490.140.200.850.490.201.060.21房间单位206207208209210301302303304305送风温度℃18.018.218.617.617.918.417.917.917.517.9送风焓值kJ/kg47.048.648.846.947.048.747.047.046.447.0送风量kg/s0.550.710.690.500.680.200.130.130.840.13房间单位306307308309310311312401402403送风温度℃17.918.217.918.018.517.917.817.918.418.0送风焓值kJ/kg47.048.647.048.048.847.047.046.348.748.0送风量kg/s0.260.180.140.160.190.250.262.630.230.15104 河南科技大学毕业设计房间单位404405406407408409410411412501送风温度℃17.917.917.918.218.018.018.017.918.018.4送风焓值kJ/kg47.047.047.048.648.048.048.047.048.048.7送风量kg/s0.130.130.130.180.150.160.300.260.160.20房间单位502503504505506507508509510511送风温度℃17.918.018.018.418.48.018.018.518.218.2送风焓值kJ/kg47.048.048.048.748.748.048.048.848.548.6送风量kg/s0.130.150.150.230.230.150.150.300.320.18房间单位512513601602603604605606607608送风温度℃17.917.918.417.918.018.018.418.48.018.0送风焓值kJ/kg47.047.048.747.048.048.048.748.748.048.0送风量kg/s0.240.260.200.130.150.150.230.230.150.15附录六续表房间单位609610611612613701702703704705送风温度℃18.518.218.217.917.918.417.917.918.018.4送风焓值kJ/kg48.848.548.647.047.048.747.047.048.048.7送风量kg/s0.300.320.180.240.260.200.130.140.150.23房间单位706707708709710711712713714801送风温度℃18.418.018.018.518.018.517.617.617.918.4送风焓值kJ/kg48.748.048.048.848.048.846.846.947.048.7送风量kg/s0.230.150.150.300.320.160.150.110.260.20房间单位802803804805806807808809810811送风温度℃17.917.917.518.017.918.018.218.018.017.8送风焓值kJ/kg47.047.046.448.047.048.048.648.048.046.8送风量kg/s0.130.140.840.150.130.150.180.150.160.56104 河南科技大学毕业设计房间单位812901902903904905906907908305送风温度℃17.817.517.517.918.418.418.418.017.6送风焓值kJ/kg46.845.945.947.048.748.748.748.046.9送风量kg/s0.350.361.900.120.210.210.220.160.11附录七各房间空调设备汇总房间101102103104105201202203204205型号FP-6.3FP-6.3FP-5FP-3.5FP-5DKC1.5×4DKC1×4DKC1×4数量11311222房间206207208209210301302303304305型号DKC1×4DKC1.5×4FP-5DKC1×4DKC1×4FP-5FP-3.5FP-3.5FP-5FP-3.5数量2232211141104 河南科技大学毕业设计房间306307308309310311312401402403型号FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-12.5FP-5FP-3.5数量2111122511房间404405406407408409410411412501型号FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-6.3FP-3.5FP-3.5FP-5数量1111112211房间502503504505506507508509510511型号FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-5FP-5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5数量1111111221房间512513601602603604605606607608型号FP-3.5FP-3.5FP-5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-5FP-5FP-3.5FP-3.5数量2211111111房间609610611612613701702703704705型号FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-5数量2212211111104 河南科技大学毕业设计房间706707708709710711712713714801型号FP-5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-2.5FP-3.5FP-5数量1112211121附录七续表房间802803804805806807808809810811型号FP-3.5FP-3.5FP-5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-3.5FP-5数量1141111113房间812901902903904905906907908型号FP-5DK7×6FP-3.5FP-5FP-5FP-5FP-3.5FP-2.5数量21111111104'