學校教學樓空調(diào)設計計劃書

1 學校 教學樓 空調(diào)設計 計劃書 一、室內(nèi)負荷計算 采用空氣調(diào)節(jié)負荷估算指標的方法來計算整棟教學樓的冷負荷。根據(jù)網(wǎng)上資料以及結(jié)合實際考慮，教室的參考冷負荷指標選用 150W/辦公室的參考冷負荷指標選為120W/ 由于考慮到太陽對于教學樓東西南北墻以及屋頂?shù)妮椛淞坎灰粯拥那闆r，因此計算每個房間的冷負荷時應將所選取的參考冷負荷乘以相應的負荷修正系數(shù)求得。 根據(jù)實際情況以及一般的經(jīng)驗，選取的負荷修正系數(shù)如下表所示： 各朝向以及不同的參考樓層 負荷修正系數(shù) 底層 層 面 1 西面 面 面 于各層的房間結(jié)構(gòu)基本相同，所以對同一樓層的房間進行房間編號如下表所示： 房間編號 所代表的房間 面積（ 1 西北角房間 朝北面左邊的房間 朝北面右邊的房間 東南角房間 班主任辦公室 過計算可得各樓層房間的負荷分布如下表所示： D、計算房間內(nèi)的濕負荷 人體散濕量按下式計算： W=中， W 人體散濕量， g/h g 成年男子的小時散濕量， g/h n 室內(nèi)全部人數(shù) 群集系數(shù)，學校和影劇院相似，查得 =體結(jié)果如下表： 空調(diào)濕負荷的計算 人體散濕量（ kg/h） 1 2 3 4 5 各樓層各個房間的冷負荷（ W） 底層 5 層 11664 層 17496 間 號 樓 層 2 場所 人數(shù) 群集系數(shù) 人體每小時散濕量（ g/h） 總散濕量（ kg/h） 教室 50 1 辦公室 5 1 、熱濕比計算 二、 空氣處理方案 選擇 1 分析：如下圖 方式 A 采用一次回風方式，新風不經(jīng)過處理就直接與 回風 混合再經(jīng)過組合式空氣調(diào)節(jié)器的盤管處理到 與 =95% 的交點處即可送如空調(diào)房間。此種方式采用最大溫差送風，可以減少送風量，減少風機能耗。但經(jīng)計算風管的面積太大，無法取得，而且沿管路阻力損失很大。 方式 B 中新風先處理到室內(nèi)焓值再與處理過的回風混合，因此風機盤管只承擔室內(nèi)冷負荷，新風負荷由新風機組承擔，但風機盤管也要承擔部分新風濕負荷。 本設計中均采用 B 中方式 結(jié)合建筑和使用功能上的特點，大樓教室和教師休息室等采用風機盤管 +獨立新風系統(tǒng)。，配獨立新風系統(tǒng)。這種方式布置靈活，各空調(diào)房間可獨立調(diào)節(jié)室溫，房間沒人的時候可關(guān)掉機組（關(guān)風機），不影響其他房間，此外房間之間空氣互不串通，冷量可由使用風機者進行調(diào)節(jié)。獨立新風系統(tǒng)既提高了該系統(tǒng)調(diào)節(jié)和運轉(zhuǎn)的靈活性，且進入風機盤管的 供 水溫度可適當提高，水管的結(jié)露現(xiàn)象便 得到改善。新風由新風機組處理到室內(nèi)空氣焓值，通過新風管道直接送入各空調(diào)房間，和風機旁管回風混合后送風。 風機盤管采用二管制，設排風系統(tǒng)，廁所單獨設排風扇進行排風。在過渡季節(jié)，關(guān)閉制冷系統(tǒng)，風機盤管和新風系統(tǒng)，采用開窗進行自然通風降溫。風機盤管的控制方法：手動三1 2 3 4 5 底層 5 層 層 間 號 樓 層 3 檔開關(guān)選擇風機的轉(zhuǎn)速，手動季節(jié)轉(zhuǎn)換開關(guān)；風機與水路閥門聯(lián)鎖，由室內(nèi)溫度控制電動二通閥的開啟或關(guān)閉，當二通閥斷電后能自動切斷水路。 考慮到控制的方便， 六 層新風采用變風量系統(tǒng)。新風口采用電動閥門與風機盤管連鎖開關(guān)；新風機組風機采用變頻器，通過封口開啟的數(shù)量控制風機的轉(zhuǎn)速。 新風機組機：通過熱交換器，在向室外排除室內(nèi)污濁空氣的同時將室外新鮮空氣過濾后送入室內(nèi)。內(nèi)置空氣換熱器，利用排風的冷（熱）量對進入室內(nèi)的新風進行預處理。冷（熱）符合不受新風影響，大幅度降低新風處理所需要的能量，且可代替新風處理設備，不必單設操作鍵，減少設備投資和建筑面積，利用熱回收技術(shù)節(jié)省能耗。 C、 房間空氣的處理過程 下面以一個教室房間夏季供冷為例進行風機盤管的選擇計算，對應的處理 過程見圖廣州地區(qū)夏季的濕球溫度為 ，室內(nèi)設計狀態(tài)點為： 61 ， =5010% 送風狀態(tài)點 O 的確定：本設計中房間均為舒適性空調(diào)，可以采用溫差送風， 取熱濕比為 1500，則 =15000 線與 t=18 線交點即為所求送風狀態(tài)點 O，對應的 =空氣。 新風量和負荷的計算 1、 按照滿足衛(wèi)生要求選取新風量 = = =s = 1017.4/h 需要的新風量， Z 為室內(nèi)產(chǎn)生的 安靜時，一個人 h 人周期性的停留地方 許的濃度 室外的新風的濃度 0.6 g/、 按照正壓要求的新風量 為防止外界未經(jīng)處理的空氣滲入房間，空調(diào)房間的正壓不應大于 50這一原則選取的空氣的伸出速度： v=m/s 房間的正壓 為 50力系數(shù) 為空氣的密度 新風量為： 600*v*l=3600*=s 為縫隙的寬度 l 為縫隙的總長度 經(jīng)過綜合：新風量已經(jīng)大于 10%，基本滿足要求了 . 取教室的新風量 :=1500/h 教師 辦公 室為： =300/h 每一層新風處理機組總的新風量： =1500*4+300=6300/h 這樣就可以在焓濕圖上找到室內(nèi) 、 外的焓值，他們的焓值差為新風處理的焓差。 查 可得 = 53 kJ/以： h=-=885 kJ/ 這樣就可以計算出新風負荷，由前面的計算表中可以得到： 新風負荷計算公式： =*(-) 單個教室的負荷： =*(-)=1500/ 88=43750kJ/h 單個 辦公 室的負荷： =*(-)=300/*（ 88=8750 kJ/h 新風總負荷 =*(-)=1500/ *4*6+300/*（ 88=1102500kJ/h 送風量和負荷的計算 空調(diào)房間的總送風量確定方法如下：由房間熱濕比 和選定送風溫差 t 確定送風狀態(tài) 后算出室內(nèi)狀態(tài)點 N 和送風狀態(tài)點 O 點之間的焓差（ 再用空調(diào)房間的室內(nèi)負荷除以以上算出的焓差即得空調(diào)房間的總風量 G?？傦L量 G 減去新風量 為空調(diào)房間風機盤管的風量 風量的計算：由 6 ， =50%查焓濕圖得 3kJ/空氣，那么送風焓差： i=空氣 計算系統(tǒng)需要的總風量： 單個教室的風量： G= = =s =5140/h 單個教師 辦公 室的風量： = =s =1000/h 總送風量 G=5140*4*6+1000*6=129000/h D、 風機旁管的進風量和負荷計算 風機旁管回風處理點 M 的確定： w=(接 O 和 L 兩點與等焓線 =交點 進風量： 單個教室 140640 /h 教師 辦公 室 000700/h 新 風負荷： 單個教室 h*（ =3640/ =40950kJ/師 辦公 室 h*（ =700/ =7875kJ/機旁管總負荷 h*（ =3640/ *4*6+700/ 1030000kJ/ 排風量計算 為了及時排出廢氣以及防止室內(nèi)正壓過高，應設置排風機進行排風： 取教室的新風量 :w=1500m3/h 教師 辦公 室為： w=300m3/h 整棟樓的負荷為教室負荷與教師辦公室負荷之和，即： Q=（ 43750+40950） *24+（ 8750+7875） *6=機盤管選型： 5 由于風機盤管的作用是處理回風，根據(jù)回風量選擇風機盤管型號。 教室布置兩臺風機盤管，為 量為 2040 /h 制冷量 10800W 教室辦公室設置一臺風機盤管，為 量為 850/h 制冷量 4700W 三、 冷源方案選擇 電制冷冷水機組概論 電制冷冷水機組為冷源，配以末端風機旁管和新風機組，需水處理設備、水泵、冷卻塔等附屬設備，要建機房。 就目前市場的情況，分為離心式、螺桿式、和活塞式、水源和溴化鋰冷水機組。選取原則如下： 選用電力驅(qū)動冷水機組時，當制冷量 Q1160，宜選用離心式；當 Q=5801160選用離心式或螺桿式；當 16349 活塞式 桿式 50581 活塞式 桿式 :821163 離心式 桿式 1163 離心式 過對比： 1 選用電制冷技術(shù)，溴化鋰式和天然冷源不予考慮。 電制冷技術(shù)已有較長的歷史技術(shù)成熟，機組壽命長 ， 對水質(zhì)的要求比較低 ， 能效比較高 ， 目前市場中的故障比較小 。 溴化鋰吸收式冷水機組使用壽命比壓縮式短，節(jié)電不節(jié)能，耗汽量大，熱效率低。機組長期在真空下運行，外氣容易侵入，若空氣侵入，造成冷 量衰減，故要求嚴格密封，給制造和使用帶來不便。 機組排熱負荷大，對冷卻水水質(zhì)要求較高 溴化鋰溶液對碳鋼具有強烈的腐蝕性，影響機組壽命和性能 。 水源熱泵機組取水困難 , 機組多數(shù)暗裝于吊頂內(nèi)，給維修帶來一定難度 ,機組噪聲較大 2 活塞式水冷機組零部件多，易損件多，維修復雜，頻繁，維護費用高，壓縮比低，單機制冷量小，單機頭部分負荷下調(diào)節(jié)性能差，卸缸調(diào)節(jié)，不能無級調(diào)節(jié)，屬上下往復運動，振動較大，在本設計中冷量較大，不予考慮。 3 離心式葉輪轉(zhuǎn)速高，輸氣量大，單機容量大，易損件少，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平6 穩(wěn)，振動 小，但在單級壓縮機在低負荷時會出現(xiàn) “喘振 ”現(xiàn)象， “喘振 ”會增大機組的震動和噪聲，嚴重時有可能損壞機器。當運行工況偏離設計工況時效率下降較快，制冷量隨蒸發(fā)溫度降低而減少幅度比活塞式快 ，離心負壓系統(tǒng)，外氣易侵入，有產(chǎn)生化學變化腐蝕管路的危險。本設計中冷量較大，但由于離心式風機缺點較多也不予考慮。 4 而最后根據(jù)制冷量大小選擇的是螺桿式冷水機組。其結(jié)構(gòu)簡單，運動部件少，易損件少，僅是活塞式的 1/10，故障率低，壽命長 。 圓周運動平穩(wěn)，低負荷運轉(zhuǎn)時無 “喘振 ”現(xiàn)象，噪音低，振動小。 調(diào)節(jié)方便，可在 10%100%范 圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，部分負荷時效率高，節(jié)電顯著 。體積小，重量輕，可做成立式全封閉大容量機組 。對濕沖程不敏感。屬正壓運行，不存在外氣侵入腐蝕問題。但是價格比活塞式高。 綜合選?。?螺桿式冷水機組 由系統(tǒng)所需冷量選擇冷水機組型號，搜查相關(guān)數(shù)據(jù)，確定所選冷水機組為 40700水機組部分參數(shù)如下：名義制冷量 入功率 縮機功率 、 氣流組織計算 1、 空氣分布又稱氣流組織，也就是設計者要組織合理的空氣流動。用途不同的房間對氣流分布有不同要求。對氣流分布的要求主要是針對 “工作區(qū) ”而言。所謂工作區(qū)一班是指距離地面 2m 以下，工藝空調(diào)視具體要求而定。 常用評價指標： 溫度梯度：在舒適區(qū)范圍內(nèi)，按照 準，在工作區(qū)內(nèi)的地面上方 間的溫差不超過 3 ；美國 準建議 間的溫差不超過 3 。 工作區(qū)風速：我國規(guī)范要求，舒適性空調(diào)夏季不應大于 s，我們?nèi)?s。 2、 常用空調(diào)氣流組織方式 國內(nèi)常用空調(diào)的氣流組織方式，按照特點可歸納為側(cè)送、孔板送風、散流器送風、條縫送風格和噴口送風。對室溫允許波動范圍有要求的空調(diào)房間的氣流組織常用前三種。 對于本工程而言，采用每個房間設立的風機盤管，送風方式為側(cè)送下回，風從風機旁管出來后直接側(cè)向吹入室內(nèi)，在送風口同側(cè)房間的下部回風。 3、 氣流組織計算 根據(jù)風口風量和推薦的出風口出風速度 s 及回風口吸風速度 4m/s 以下。 基本的參數(shù)： v=s A=B=H=t=8C 1）選定送風口型式為三層的活動百葉窗型送風口，穩(wěn)流系數(shù) a=口布置在房間的長度方向上，氣流組織才會均勻。射程 x=）選定的送風溫差 t=8C， G=5140m3/h n= = = / h 10 次 /h ，滿足要求 3）確定送風速度 假設送風速度 v=s， = V= = 接近于設計的風速，且在防止風口噪聲的流速 25m/s 之內(nèi)，所以滿足要求。 4）確定送風口的數(shù)目 N 考慮到要求空調(diào)的精度較高，因而軸心溫差 為空調(diào)精度的 ，即 = * = *9=得無因次距離 x=入得送風口數(shù)目 N=整 N=2 個 5） 確定送風口的尺寸為： F= =0.2 量直徑 d= ） 經(jīng)校核滿足要求 4 、 排風口設 為一 個，則排風的口氣流組織參數(shù)和送風口一致。 五、 水力計算 通風道的設計原則： 通風管道的設計應保證使用效果的前提下使用其投資和運行費用最低。同時還應該和建筑設計密切配合， 做 到協(xié)調(diào)和美觀。在本設計中，風系統(tǒng)水力計算主要包括以下幾個方面： 定風管和風口的位置，校核風口的氣流組織形式。 風管尺寸選擇及校核風口大小。 計算風管的水力損失，計算各支管的阻力平衡，以及風管的沿程損失，校核風機能否將風送到各個風管的盡頭。 2 通風管道的選擇 通風管道的選擇 在風管的選擇上，圓風管的強度雖大，耗鋼量雖小，但占有有效空間較大，不易布置且不美觀。矩形風管由于容易布置，多用于明裝和管道布置復雜的地點。矩形風管中，方形風管阻力小，耗鋼量小。采用矩形風管時，寬高比應小于 4 為宜。風管材料應考慮適合經(jīng)濟，內(nèi)部光滑，易于安裝，就地取材等因素。在本設計中，選用鍍鋅鋼板制作的矩形風管。風管尺寸以外徑為 標準。 通風管道的制作 風管用鍍鋅鋼板制作，其厚度參照通風與空調(diào)工程施工及驗收規(guī)范（ 要求選取。由于矩形風管占有效空間比較小，易于布置，明裝較美觀等特點，故采用矩形風管。 新風管路布置以及其水力計算： 8 風機選型： 由風量和管路阻力選擇風機型號為 臺并聯(lián)，全壓為 400 風量為 3200/h 轉(zhuǎn)速為 920r/系統(tǒng)的布置 ： 本設計采用兩管制，閉式，水平異程，一次泵，變流量系統(tǒng)。 兩管制系統(tǒng)優(yōu)缺點 ： 兩管制水系統(tǒng)是采用同一套供回水管路。冬季供熱水，夏季供冷水。由運行人員根據(jù)多數(shù)房間的需求決定，實行供熱與供冷的轉(zhuǎn)換。兩管系統(tǒng)具有管理方便，一次性投資較小等優(yōu)點。本設計對空調(diào)精度要求不是很高，故采用兩管制。而三管制是共用一根回水管，因此冷熱有混合損失，運行效率不高，而且系統(tǒng)水力工況復雜，難以運行。四管制初投資較高且多占空間。 閉式系統(tǒng)的優(yōu)點 水泵揚程僅需克服循環(huán)阻力，與樓層無關(guān)，僅取決于管路長度和阻力。循環(huán)水不易受污染。管路腐蝕情況比開始系統(tǒng)小。不需要設置回水池，但要設置一個膨脹水箱。膨脹水箱盡量接至水泵入口 同程和異程系統(tǒng)的選擇 同程系統(tǒng)的特點是通過各個環(huán)路的管路的總長度都相等。由于通過最近立管的循環(huán)環(huán)路與通過最遠立管的循環(huán)環(huán)路的總長度相等，故壓力損失易于平衡。但同程系統(tǒng)的管材消耗量要多些。異程系統(tǒng)的特點是通過各個立管的循環(huán)環(huán)路總長度不相等。由于異程系統(tǒng)供，回水干管的總長度短，故節(jié)省管材。但在機械循環(huán)中，由于作用半徑大，連接立管多，因此通過各個立管環(huán)路的壓力損失較難平衡。初調(diào)節(jié)不當時，就出現(xiàn)近立管流量超過要求而遠立管流量不足，即水平失調(diào)。 另外，對于異程系統(tǒng)，往往出現(xiàn)前端用戶的水利穩(wěn)定性極好而末端用戶水平穩(wěn)定 性很差的情況。但對于同程系統(tǒng)，如果設計合理，可以避免前后端用戶水力穩(wěn)定性相差懸殊的問題。與異程系統(tǒng)的不同時，同程系統(tǒng)水利穩(wěn)定性最差的用戶往往出現(xiàn)在網(wǎng)絡中部，這也是同程系統(tǒng)有時會出現(xiàn)中部用戶供熱空調(diào)差甚至出現(xiàn)倒流的原因。由于大樓層面積較大，水平管路布置采用異程式。立管采用同程式便于達到水力平衡。 一次泵系統(tǒng)的選擇依據(jù) 9 一次泵系統(tǒng)的特點是直接把從空調(diào)主機出來的空調(diào)水通過管道輸送到各末端裝置后再回到空調(diào)主機，如此循環(huán)流動。其流量控制可以通過供，回水總管的旁通管來保持空調(diào)主機側(cè)的定流量而讓用戶側(cè)處于變流量運行。一次 泵系統(tǒng)比較簡單，控制元件少，且本設計中水泵揚程大約在 25m，一般水泵都能滿足要求，所以在本設計中采用一次泵系統(tǒng)。二次泵系統(tǒng)雖然能節(jié)省冷凍水泵的耗電量，但初投資比較大，自控要求比較高，而且占地面積也大些。 定流量和變流量系統(tǒng) 定流量系統(tǒng)中循環(huán)水量為定值，負荷變化時，減少制冷量或供熱量改變供回水溫度系統(tǒng)。定水量系統(tǒng)簡單，不要變水量定壓控制，用戶采用三通閥，改變表冷器的水量，但總管路中水量始終按照最大負荷運行，使水泵無效能耗很大。定水量系統(tǒng)一般適應間歇性降溫和空調(diào)面積小，只有一臺冷凍機和水泵的系統(tǒng)。定流量系統(tǒng)中末端大部分采用雙位三通閥進行調(diào)節(jié)。變流量系統(tǒng)，是保持供水溫度在一定的范圍內(nèi)，當負荷變化時，改變供水量的系統(tǒng)。便水量系統(tǒng)水泵能耗隨負荷減少而降低，但需要采用供，回水壓差進行臺數(shù)和流量的控制，采用變頻泵調(diào)節(jié)水泵流量。便水量系統(tǒng)適應 于大面積空調(diào)全年運行的系統(tǒng)。便水量系統(tǒng)各用戶的流量采用自動控制，負荷側(cè)常采用雙瞳調(diào)節(jié)進行控制。 六、 冷凍水泵選擇 本設計中，水系統(tǒng)采用雙管制，本設計中阻力損失主要集中在末端設備上，故采用異層制，為了實現(xiàn)水力平衡，在每層的水平管處設調(diào)節(jié)閥進行水量調(diào)節(jié)。 冷凍水量的計算： L=Q/c(2132550/000/(14 h 所需水泵揚程： H=（ 82039*6+59870） /(000)+6*冷凍水流量和所需揚程，確定水泵型號為 流量為 100/ h 揚程為 80m 轉(zhuǎn)速為 2900r/功率為 37、 冷卻塔選擇 冷卻塔根據(jù)冷卻水量和冷卻水供回水溫度和溫差選擇。冷水塔的水流量 =冷卻水系統(tǒng)水量 *卻水量取決于冷卻水機組冷凝器的散熱量和冷卻水供回水溫差按熱平衡公式計算如下： W=3600Q/（ 1000tc） 選用逆流式冷卻水塔，逆流式冷卻水塔按水的冷卻溫差，可分為低溫差（ 5C）及中溫差（ 10C）兩種。中央空調(diào)用的各種電制冷設備（活塞式、螺桿式、 離心式、渦輪式等），其冷凝器冷卻水的進出口水溫差約為 5C，故采用低溫差逆流式冷水塔。 10 由于沒有冷凝器散熱量，依據(jù)此法無法選擇冷卻水塔型號，因此改為由房間總負荷即冷卻水管總冷量來計算冷卻水量。因此冷卻水量 W=73/h 冷卻塔的水流量 =3=87.6/h 因此選擇 列低溫標準逆流式水冷卻塔 1 臺 型號 流量： h 電機功率： 形尺寸 高度（ H） 2875外徑 (D) 2495、 衛(wèi)生間的排風設計 衛(wèi)生間的排風主要是使其處于負壓狀態(tài)，使衛(wèi)生間的臭氣不往房間外串而能夠及時排掉。取其換氣次數(shù)為 12 次 /h， 公共衛(wèi)生間的排風設計在外窗上的墻上，直接把衛(wèi)生間里的氣流引到外面去，排風量 選擇 G=200/h，參照有關(guān)文獻選擇天花板管道換氣扇，其型號為個單獨的衛(wèi)生間分別設置。 九、 管道保溫 為了減少管道的能量損失，防止空調(diào)管路表面結(jié)露及保證進入空調(diào)設備和末端空調(diào)機組的供水溫度，管道及其福建應采取保溫措施。一般情況下，需保溫的管道設備有：冷水的供回水管道，管道附件，空調(diào)器，空調(diào)的送、回風機，冷熱水箱 ，不再空調(diào)房間的送回風管，可能在外表面結(jié)露的新風管，制冷機組相應管道。 1、 保溫材料的選擇 保溫材料應根據(jù)因地制宜，就地取材的原則，選取來源廣泛價格低廉保溫性能好、易于施工、耐用的材料。 2、 風管的保溫設計 按防止結(jié)露的保溫層設計公式為： =/ 對于在空調(diào)房間的風管，其保溫層為： =（ 19(26，其保溫層為： =(，保溫層外的參數(shù)依然未達到設計參，容易產(chǎn)生凝結(jié)水，為了在空調(diào)系統(tǒng)剛剛啟動時也能滿足要求，應該取以上兩個公式計算的最大值，即 冷凍水管的保溫設計 計算公式為： （ d+2） d+2)/d=2/() 計算得： (160+2*)160+2*)/160=2*(、 施工工程注意事項 施工中，立管保溫每隔 3m 左右設置保溫重托環(huán)，其寬度為保溫厚度的 2/3 冷凍水管的保溫結(jié)構(gòu)中設置一層，防止大 氣中蒸汽和空氣一起進入保溫層并滲透而出現(xiàn)凝結(jié)水，破壞保溫材料絕熱性能 保護層選用鍍鋅鐵皮，室內(nèi)厚度 =外保護層 =、 系統(tǒng)消聲 水冷螺桿機組運行產(chǎn)生的噪聲。 空調(diào)送回風管道內(nèi)的閥門、彎管、三通、漸擴、漸縮管，送回風機等構(gòu)件使氣流產(chǎn)生湍流的噪聲。較高流速氣流噴射入室內(nèi)靜止空氣中產(chǎn)生湍流的噪聲。另外，通風機、水泵、風冷熱泵等機械設備運行產(chǎn)生振動，通過建筑圍護結(jié)構(gòu)和固體構(gòu)件傳送到室內(nèi)而引起空氣振動產(chǎn)生噪聲。 1、 消除或減弱噪聲需采取以下措施： 通風機，組合式空調(diào)器與風管用長 100 150