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文檔簡介

山東科技大學畢業(yè)設計(論文)PAGEPAGE45摘要本設計為桂林好萊塢酒店空調(diào)工程設計。該建筑總面積大約40500m2,樓高度為40m,空調(diào)面積32399m2。該建筑包括門廳、門面房、辦公室、餐廳包廂、KTV包廂和標準客房等使用功能不同的房間。根據(jù)該建筑各部分的結(jié)構(gòu)特點及其功能用途,充分考慮室內(nèi)環(huán)境的舒適性、運行管理上的便捷性以及節(jié)能等各方面的因素,對本樓全部采用風機盤管加新風系統(tǒng),新風處理到室內(nèi)空氣焓值,不承擔室內(nèi)負荷,風機盤管承擔室內(nèi)全部冷負荷及部分的新風濕負荷。這樣不僅可以滿足不同功能空間使用時間段人員活動情況的不同要求,并且布置靈活,控制方便。該酒店位于桂林市,屬于夏熱冬冷地區(qū),利用常規(guī)蒸汽壓縮制冷。根據(jù)計算所得的總負荷和水的總流量,選用兩臺水冷螺桿式機組??照{(diào)水系統(tǒng)采用雙管制水平異程式、垂直異程式布置,以節(jié)省管道。關(guān)鍵詞:風機盤管加新風系統(tǒng)雙管制異程式AbstractThisdesignisanairconditioningsystemdesignforGuilin.HollywoodHotelairconditioning.Theareaofthebuildingisabout40500squaremeters,andtheheightof40metersincludingtheairconditioningareaof32399squaremeters.Thebuildingconsistsofthedifferentfunctionsrooms,suchashall,lounge,office,emporiumanddiningroom,KTVboxandsoon.Accordingtoallpartsofthebuilding’sstructurecharacteristicandthefunctionuses,inconsiderationoftheindoorenvironmentofthecomfortandoperationmanagementandenergysaving,weuseallfan-coilunitplusfreshairsystem.Freshairtreatmenttoindoorairenthalpy,donotassumeindoorload,fancoilundertakeallindoorcoldloadandpartofthenewwindload.Sonotonlycanmeetdifferentfunctionspaceusagetimepersonnelactivityofdifferentrequirementsanddecorateflexible,convenientcontrol.ThehotelbuildingislocatedinGuilin,belongstothehotsummerandcoldwinterzone,useofvapourcompressionrefrigeration.Accordingtothecalculationofthetotalloadandwaterblade,choosetworefrigeratingset.Airconditioningwatersystemisdoublecontrolleveldifferentprocess,verticaldifferentprogramarrangement,inordertosavepipe.Damping,noiseeliminationsmokecontrolmeasureswasconsideredinthisdesign.Keywords:Primaryairfancoilsystem,doublepipe,differenttravelled.目錄TOC\h\z\t"大標題,1,中標題,2"1.設計原始資料 11.1設計題目 11.2設計內(nèi)容 11.3建筑概況 11.4室外設計參數(shù) 21.5室內(nèi)設計參數(shù) 21.6維護結(jié)構(gòu)資料 32.空調(diào)負荷計算 32.1冷負荷計算 32.2新風負荷計算 72.3濕負荷計算 72.4熱負荷計算 82.5空調(diào)房間負荷計算 103.空調(diào)系統(tǒng)方案的比較、選擇 103.1空調(diào)系統(tǒng)方案的比較 103.2系統(tǒng)方案的確定 123.3新風量的確定 143.4排風的設置 153.5空調(diào)冷熱源的選取 154.空調(diào)風系統(tǒng)設計及計算 164.1空調(diào)送風口與回風口的形式 164.2氣流組織形式 184.3氣流組織的設計計算 204.4風管系統(tǒng)的設計及計算 234.5空氣處理設備選型 244.6風道水力計算 245.空調(diào)水系統(tǒng)設計 265.1空調(diào)水系統(tǒng)的分類 265.2空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū) 295.3空調(diào)水系統(tǒng)設計 295.4機房設備選擇 33參考文獻 39附錄 40致謝詞 601.設計原始資料1.1設計題目桂林好萊塢酒店空調(diào)工程設計1.2設計內(nèi)容本設計是在專業(yè)學習完成后進行的,它是深入學習和消化設計規(guī)范、設計手冊的重要環(huán)節(jié),通過設計培養(yǎng)學生綜合運用所學基礎理論和暖通空調(diào)專業(yè)知識,分析和解決暖通空調(diào)設計中一般工程技術(shù)問題的能力;學習設計計算方法和步驟,培養(yǎng)一定的的制圖表達能力,增強現(xiàn)代建筑環(huán)境與設備工程師應具備的技能;深化學生對設計思想、設計方法、設計規(guī)范的理解,學會對技術(shù)法規(guī)的應用;培養(yǎng)學生良好的學習方法,為工作打下好的基礎。1.3建筑概況該設計酒店位于桂林市,地基形狀為規(guī)則的長方形,坐西朝東,長76m,寬75m,樓頂高度為40m,建筑總面積,40500㎡,其中空調(diào)面積達32399㎡,占總建筑面積的80%。整個建筑共十三層,集商場、辦公、餐廳、娛樂和客房于一體,一層是門面房;二層餐廳,三層KTV包廂,四層設備間,五至十三層為客房。該建筑空調(diào)系統(tǒng)冷源為空氣,熱源為鍋爐熱水。南立面采用的是鍍膜中空玻璃幕墻,屬于新型節(jié)能建筑。(1)屋頂:導熱熱阻0.98m2·K/W,傳熱系數(shù)0.87W/m2·K;(2)外墻:導熱熱阻0.34m2·K/W,傳熱系數(shù)1.97W/m2·K;(3)內(nèi)墻和樓板:內(nèi)墻為120mm混凝土隔墻,內(nèi)外粉刷;樓板為80mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土,上鋪磨石預制塊,下面粉刷。鄰室和樓下房間均為空調(diào)房間,室溫均相同;(4)窗體:雙層窗,3mm普通玻璃;金屬窗框,80%玻璃,白色簾(淺色);(5)玻璃幕墻:鍍膜中空LOW-E玻璃幕墻,導熱熱阻3.43W/m2·K(6)人數(shù):人員數(shù)的確定是根據(jù)各房間的使用功能及使用單位提出的要求確定的,根據(jù)《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005附錄B圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡計算。(7)照明、設備:由建筑電氣專業(yè)提供,根據(jù)《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005附錄B圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡計算。1.4室外設計參數(shù)由《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》查得桂林市的主要氣象參數(shù)如下:表1-1城市桂林建筑氣候分區(qū)夏熱冬冷地區(qū)經(jīng)度110.18E緯度25.19N空調(diào)室外干球計算溫度34.2空調(diào)室外濕球計算溫度27.3空調(diào)日平均溫度30.4室外通風干球計算溫度31.7最熱月平均相對濕度(%)65風速(m/s)1.6大氣壓力(Pa)98610大氣透明度51.5室內(nèi)設計參數(shù)由《民用建筑空調(diào)設計》第二版查旅店建筑不同功能房間相關(guān)要求列于下表:表1-2房間功能夏季設計溫度(℃)夏季設計濕度(%)夏季氣流平均速度(m/s)新風量(m3/h.p)噪聲等級要求Db商場2465≤0.318≤45dB客房2455≤0.330≤40~50會議室2555≤0.330≤35辦公室2555≤0.330≤40~50餐廳2465≤0.330≤40~50夜總會2660≤0.330≤40~50走廊樓梯2650≤0.318≤45dB綜上所查,選用室內(nèi)計算溫度為24℃,相對濕度為65%,新風量在新風負荷計算中用到,噪音要求在設備選型中用到。1.6維護結(jié)構(gòu)資料該指標從公共建筑節(jié)能標準中查到,其結(jié)果列下表中:表1-3名稱構(gòu)造K(W/(m2?℃)屋面水泥膨脹珍珠巖,厚50mm0.74外墻白灰粉刷+木磚墻+水泥砂漿Ⅱ型,厚240mm1.97北窗單層5mm厚吸熱玻璃窗,金屬框80%玻璃,內(nèi)置白布簾5.86玻璃幕墻鍍膜中空LOW-E玻璃幕墻3.432.空調(diào)負荷計算2.1冷負荷計算空調(diào)冷負荷應包括圍護結(jié)構(gòu)冷負荷、室內(nèi)熱源散熱引起冷負荷兩部分,圍護結(jié)構(gòu)冷負荷包括外墻和屋面?zhèn)鳠崂湄摵伞?nèi)圍護結(jié)構(gòu)冷負荷、外玻璃傳熱冷負荷、地面?zhèn)鳠崂湄摵伞⑼高^玻璃窗的日射得熱冷負荷按,室內(nèi)熱源散熱引起冷負荷包括室內(nèi)工藝設備散熱冷負荷、照明散熱冷負荷和人體散熱冷負荷。2.1.1圍護結(jié)構(gòu)逐時冷負荷2.1.1.1外墻和屋面逐時傳熱形成的冷負荷外墻和屋面逐時傳熱形成的冷負荷:公式(2-1)式中:——外墻屋面的逐時冷負荷,W;K——外墻或屋面的傳熱系數(shù),W/m2·K;A——外墻或屋面的面積,m2; ——室內(nèi)計算溫度,℃;——外墻或屋面的逐時冷負荷計算溫度,℃;式(2-2)其中:桂林市外墻或屋面的逐時冷負荷計算溫度,℃;不同地點冷負荷計算溫度修正值,℃;外表面放熱系數(shù)修正值,取1;吸收系數(shù)修正值;2.1.1.2內(nèi)維護結(jié)構(gòu)的冷負荷式(2-2)外墻和屋面的逐時冷負荷,W;內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的面積,㎡;內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)(如內(nèi)墻或樓板)的傳熱系數(shù),W/(㎡·℃);夏季空調(diào)室外計算日平均溫度,℃;附加溫升,℃;室內(nèi)計算溫度,℃;2.1.1.3外玻璃窗逐時傳熱冷負荷式(2-4)其中外玻璃窗的逐時冷負荷,W;窗口的面積,㎡;外玻璃窗的傳熱系數(shù),W/(㎡·℃);外玻璃窗的冷負荷溫度逐時值,℃;室內(nèi)計算溫度,℃;2.1.1.4透過玻璃窗的日射得熱形成的冷負荷式(2-5)其中:窗口的面積,㎡;有效面積系數(shù);窗玻璃遮陽系數(shù);窗內(nèi)遮陽設施的遮陽系數(shù);日射得熱因數(shù),W/m2;窗玻璃冷負荷系數(shù);2.1.1.5地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵蓪τ谑孢m性空調(diào),夏季通過地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵伤嫉谋壤苄?,可以忽略不計?.2.2室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷2.2.2.1人體散熱形成的冷負荷人體散熱形成的冷負荷包括顯熱冷負荷和潛熱冷負荷,其中:人體顯熱散熱引起的冷負荷按下式計算:式(2-6)其中:人體顯熱散熱形成的逐時冷負荷,W;不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子顯熱散熱量,W;室內(nèi)全部人數(shù);群集系數(shù);人體顯熱散熱冷負荷系數(shù);人體潛熱散熱引起的冷負荷按下式計算:式(2-7)其中:人體潛熱散熱形成的冷負荷,W;不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子潛熱散熱量,W;人體顯熱散熱冷負荷系數(shù);,同式2-6;2.2.2.2照明散熱形成的冷負荷式(2-8)其中:燈具散熱形成的逐時冷負荷;N照明燈具所需功率,KW;鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù),取=1.2;燈罩隔熱系數(shù),取=1.0;照明散熱冷負荷系數(shù);2.2.2.3用電設備散熱形成的冷負荷式(2-9)其中:設備顯熱散熱形成的冷負荷,W;設備實際顯熱散熱量,W;設備顯熱散熱冷負荷系數(shù);2.2新風負荷計算空調(diào)系統(tǒng)中引入室外新風是保障良好室內(nèi)空氣品質(zhì)的關(guān)鍵。在夏季室外空氣焓值和氣溫高于室內(nèi)空氣焓值和氣溫時,空調(diào)系統(tǒng)為處理新風勢必要消耗冷量。夏季,空調(diào)新風冷負荷按下式計算:式(2-10)其中:——夏季新風冷負荷,KW;——新風量,kg/s;——室外空氣的焓值,kJ/kg;——室內(nèi)空氣的焓值,kJ/kg;2.3濕負荷計算濕負荷是指空調(diào)房間的濕源(人體散濕、敞開水池表面散濕、地表面積水、化學反應過程的散濕、食品或其他物料的散濕、室外空氣代入的濕量)向室內(nèi)的散濕量,本設計散濕量主要來源于人體散濕。人體散濕量可按下式計算:式(2-11)其中:人體散濕量,kg/s;成年男子每小時散濕量,g/h;,同式2-6。2.4熱負荷計算2.4.1圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量:式(2-12)其中:——圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),W/m2·K;——圍護結(jié)構(gòu)的計算面積,m2;——冬季室內(nèi)空氣的計算溫度,℃;——冬季室外空氣的計算溫度,℃;——圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù);是用來考慮供暖房間并不直接接觸室外大氣時,圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量會因內(nèi)外傳熱溫差的削弱而減少的修正,其值取決于鄰室非供暖房間或空間的保溫性能和透氣情況。2.4.2圍護結(jié)構(gòu)的附加(修正)耗熱量1)朝向修正耗熱量朝向修正耗熱量是基于太陽輻射得熱量對房間供暖的有力作用和各朝向房間溫度平衡要求而提出的對各部分基本耗熱量的附加(或附減)百分率。各朝向修正耗熱量如表2-1所示。2)風力附加耗熱量風力附加耗熱量是考慮室外風速超出常規(guī)而對圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。由于我國大部分地區(qū)冬季室外平均風速大多在2~3m/s左右,一般建筑不考慮風力附加,本設計由于桂林冬季室外平均風速3.1m/s,所以不考慮風力附加。表2-1 圍護機構(gòu)基本耗熱量的附加(或附減)百分率圍護結(jié)構(gòu)朝向朝向修正率(%)北、東北、西北0~10東、西-5東南、西南-10~-15南-15~-303)高度附加耗熱量高度附加耗熱量是在考慮房間高度過大時,由于存在豎向溫度梯度而使圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量附加的耗熱量。房間高度大于4m時,每高出1m應附加2%,但總的附加率不因大于15%。4)其他修正方法對于公共建筑,當房間具有兩面及兩面以上外墻時,可將外墻、窗、門的基本耗熱量增加5%,如果窗、墻面積之比超過1:1時,可對窗的基本耗熱量附加10%。對于高層建筑來說,應當考慮室外風速隨樓房高度增加而增大,從而對外窗傳熱耗熱量有較大影響,對此,可按單、雙層鋼窗在不同高度和室外風速下分別考慮0%~15%和0%~7%的傳熱系數(shù)K值附加率來進行修正。2.4.3冷風滲透耗熱量: 式(2-13)式中:;——每米門窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量,按當?shù)囟酒骄L速,m3/h·m;——門窗縫隙的計算長度,m;——滲透空氣量的朝向修正系數(shù),桂林的為北向:0.7;南向:0.1;東向:0.35;西向:0.8;——冬季供暖室外計算溫度下的空氣密度,Kg/m3;——冷空氣的定壓比熱,C=KJ/Kg·℃;——冬季室內(nèi)空氣的計算溫度,℃;——冬季室外空氣的計算溫度,℃。2.4.4冷風侵入耗熱量由于客房空調(diào)房間沒有外門,所以不用考慮冷風侵入耗熱量。2.5空調(diào)房間負荷計算以1樓東側(cè)最邊的標準雙人客房為例,負荷計算結(jié)果詳見附表1。其余房間負荷按照負荷計算軟件逐個輸入統(tǒng)計,其按照諧波反應法原理計算,這樣高效、省時。3.空調(diào)系統(tǒng)方案的比較、選擇3.1空調(diào)系統(tǒng)方案的比較空調(diào)系統(tǒng)方案的確定,主要是通過空調(diào)房間的類型、用途、結(jié)構(gòu)特點、要求的控制精度以及室內(nèi)氣流組織(包括送、回、排風方式及風口布置)等方面確定采用何種空調(diào)系統(tǒng),空調(diào)系統(tǒng)的方案選擇主要從以下幾方面入手:1)各種空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)缺點;2)各種空調(diào)系統(tǒng)的適用條件和使用特點;3)常用空調(diào)系統(tǒng)比較。根據(jù)不同的分類依據(jù),空調(diào)系統(tǒng)的劃分也多種多樣,我們通常把空調(diào)系統(tǒng)分為全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)(一般是風機盤管系統(tǒng))、空氣—水系統(tǒng)(一般是風機盤管加新風系統(tǒng))、冷劑系統(tǒng)(VRV系統(tǒng))等。表3-1全空氣系統(tǒng)與空氣-水系統(tǒng)方案比較比較項目全空氣系統(tǒng)空氣-水系統(tǒng)設備布置與機房空調(diào)與制冷設備可以集中布置在機房;機房面積較大層高較高;有時可以布置在屋頂或安設在車間柱間平臺上。只需要新風空調(diào)機房、機房面積??;風機盤管可以設在空調(diào)機房內(nèi);分散布置、敷設各種管線較麻煩。風管系統(tǒng)空調(diào)送回風管系統(tǒng)復雜、布置困難;支風管和風口較多時不易均衡調(diào)節(jié)風量。放室內(nèi)時不接送、回風管;當和新風系統(tǒng)聯(lián)合使用時,新風管較小。節(jié)能與經(jīng)濟性可以根據(jù)室外氣象參數(shù)的變化和室內(nèi)負荷變化實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行調(diào)節(jié),充分利用室外新風減少與避免冷熱抵消,減少冷凍機運行時間;對熱濕負荷變化不一致或室內(nèi)參數(shù)不同的多房間不經(jīng)濟;部分房間停止工作不需空調(diào)時整個空調(diào)系統(tǒng)仍需運行不經(jīng)濟。靈活性大、節(jié)能效果好,可根據(jù)各室負荷情況自我調(diào)節(jié);盤管冬夏兼用,內(nèi)避容易結(jié)垢,降低傳熱效率;無法實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行。使用壽命使用壽命長使用壽命較長安裝設備與風管的安裝工作量大周期長安裝投產(chǎn)較快,介于集中式空調(diào)系統(tǒng)與單元式空調(diào)器之間維護運行空調(diào)與制冷設備集中安設在機房便于管理和維護布置分散維護管理不方便,水系統(tǒng)布置復雜、易漏水溫濕度控制可以嚴格地控制室內(nèi)溫度和室內(nèi)相對濕度對室內(nèi)溫度要求嚴格時難于滿足空氣過濾與凈化可以采用初效、中效和高效過濾器,滿足室內(nèi)空氣清潔度的不同要求,采用噴水室時水與空氣直接接觸易受污染,須常換水過濾性能差,室內(nèi)清潔度要求較高時難于滿足消聲與隔振可以有效地采取消防和隔振措施必須采用低噪聲風機才能保證室內(nèi)要求風管互相串通空調(diào)房間之間有風管連通,使各房間互相污染,當發(fā)生火災時會通過風管迅速蔓延各空調(diào)房間之間不會互相污染3.2系統(tǒng)方案的確定通過查閱可以看出,該酒店集于大廳、門面房、辦公室和餐飲娛樂住宿為一體的多功能建筑,一層商場分割成許多小區(qū)間面積不算大,需要的負荷一般大,人員密集度大,對噪聲、振動等要求較為嚴格,可以使用風機盤管系統(tǒng),在過渡季節(jié)可采用天然冷源,運行節(jié)能。二層餐廳包間外的大餐廳面積大,人員密集,熱濕負荷大,故采全空氣系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)風管系統(tǒng)較為復雜,安裝周期較長,但就大餐廳而言,頂部空間較大,布置風管不存在較大困難,此外,集中式空調(diào)系統(tǒng)可以較嚴格地控制室內(nèi)溫濕度,可以有效采取消聲隔振措施。全空氣系統(tǒng)又分為直流式、一次回風和二次回風。其中直流式主要應用于室內(nèi)產(chǎn)生有害物質(zhì),不允許空氣在循環(huán)使用,或?qū)κ覂?nèi)潔凈度有較高要求的場所。二次回風方式通常應用在室溫要求均勻、送風溫差較小、風量較大而又不采用再熱器的空調(diào)系統(tǒng)中,恒溫恒濕的工業(yè)生產(chǎn)車間等。從實用性和經(jīng)濟性考慮,直流式和二次回風式不宜采用。因此本工程采用全空氣一次回風式空調(diào)系統(tǒng)。會議室和辦公室不是一天總是在使用,如會議室只有在開會時才會使用,因此一天都開啟空調(diào)系統(tǒng)的話浪費能源,也不滿足建筑設計的經(jīng)濟性。等級高的辦公室它的室內(nèi)狀態(tài)參數(shù)是應該可以變化的,以滿足客房內(nèi)不同人員對室內(nèi)空氣舒適度的要求,風機盤管加新風系統(tǒng)對于機房的面積要求很小,因為只有新風機組需布置,如果風量小于16000m3/h,直接可以對機組進行吊頂,這樣就節(jié)省了機房的面積,并且房間對新風量的要求很小,所以管徑很小,這樣節(jié)省了成本,但是由于有風盤等,所以管線布置有些麻煩。在節(jié)能方面可以根據(jù)室內(nèi)負荷情況的變化來改變負荷,在滿足室內(nèi)所要求的負荷的同時也做到了節(jié)約能源。因此,除去二層大餐廳外的全部樓層均采用風機盤管加新風系統(tǒng),但對于風機盤管中的風機應嚴格控制在室內(nèi)所要求的噪聲之下。一個好的空調(diào)新風系統(tǒng),要適用于建筑的用途和性質(zhì),并且滿足熱濕負荷特點,溫濕度的調(diào)節(jié)和控制要求,空調(diào)機房的面積和位置,初投資和運行費用等多方面的因素,因此該辦公樓的空調(diào)風系統(tǒng)初步確定為二層采用全空氣一次回風系統(tǒng),其余樓層采用風機盤管加新風系統(tǒng)。風機盤管機組簡稱風機盤管,它是一種末端裝置,每個空調(diào)房間內(nèi)設有風機盤管機組的空調(diào)系統(tǒng),稱為風機盤管式空調(diào)系統(tǒng)?!凹有嘛L系統(tǒng)”是指新風需要經(jīng)過處理,達到一定的參數(shù)要求,有組織的送入室內(nèi)。風機盤管+新風系統(tǒng)的優(yōu)缺點及其適用性如表3-2所示。表3-2風機盤管+新風系統(tǒng)的特點優(yōu)點1)布置靈活,可以和集中處理的新風系統(tǒng)聯(lián)合使用,也可以單獨使用;2)各空調(diào)房間互不干擾,可以獨立地調(diào)節(jié)室溫,并可隨時根據(jù)需要開停機組節(jié)省運行費用,靈活性大,節(jié)能效果好;3)與集中式空調(diào)相比不需回風管道,節(jié)約建筑空間;4)機組部件多為裝配式、定型化、規(guī)格化程度高,便于用戶選擇和安裝;5)只需新風空調(diào)機房,機房面積??;6)使用季節(jié)長;7)各房間之間不會互相污染。缺點1)對機組制作要求高,則維修工作量很大;2)機組剩余壓頭小室內(nèi)氣流分布受限制;3)分散布置敷設各中管線較麻煩,維修管理不方便;4)無法實現(xiàn)全年多工況節(jié)節(jié)能運行調(diào);5)水系統(tǒng)復雜,易漏水;6)過濾性能差。適用性適用于旅館、公寓、醫(yī)院、辦公樓等高層多層的建筑物中,需要增設空調(diào)的小面積多房間建筑室溫需要進行個別調(diào)節(jié)的場合風機盤管機組的新風供給的方式有多種,在這次設計中采用由獨立的新風系統(tǒng)供給室內(nèi)新風,將新風處理到室內(nèi)的焓值,不承擔室內(nèi)的負荷,室內(nèi)的負荷全部由風機盤管來承擔。3.3新風量的確定空調(diào)系統(tǒng)的新風量是指冬夏季設計工況下應向空調(diào)房間提供的室外新鮮空氣量,它的大小與室內(nèi)空氣品質(zhì)和能量消耗有關(guān)。一般原則為:1)滿足衛(wèi)生要求一般是以稀釋室內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳,使室內(nèi)濃度不超過0.1%/L為基準,由此確定常態(tài)下的每人新風量約為30m3/h。在實際工作中可按現(xiàn)行設計規(guī)范中的規(guī)定采用。對于人員密集和居留時間短暫的建筑物(如會堂﹑體育館),新風量所形成的冷負荷比例甚高,確定新風量時尤應慎重。對于辦公室和旅館客房新風量設計時,實際采用的數(shù)值比我國現(xiàn)行規(guī)范要大。如辦公室一般采用25m3/h;旅館則按等級而異,高級別的客房可用50m3/h。2)補充局部排風量當空調(diào)房間內(nèi)有局部排風裝置時,要補充室內(nèi)燃燒和局部排風量,因此在系統(tǒng)中必須有相應的新風量來補償排風量。3)保持房間正壓為防止外界未經(jīng)處理的空氣滲入空調(diào)房間,干擾室內(nèi)空調(diào)參數(shù),在空調(diào)系統(tǒng)中利用一定量的新風來保證房間的正壓。這部分與新風量相當?shù)目諝饬?,在正壓作用下,由房間門窗縫隙等不嚴密處滲透出去。滲透空氣量的大小,由房間的正壓、窗戶結(jié)構(gòu)形成的縫隙狀況(縫隙的面積和阻力系數(shù))所決定。空調(diào)房間正壓值按規(guī)范規(guī)定不應大于50Pa。過大的正壓值不但沒有必要,還有壞處。在實際工程設計中,新風量也可按總送風量的體積分數(shù)來設計,一般規(guī)定不小于10%。在工程上,要按以上三條原則分別計算出新風量后,取其中最大值。對于一般空調(diào)系統(tǒng),如按上述方法算得的新風量,不足系統(tǒng)總風量的10%,則應加大到10%,但凈化程度要求高,房間換氣次數(shù)特別大的系統(tǒng)不在此列。本工程所需新風量按規(guī)范上的人均新風量指標,再乘以每個房間的人數(shù),即得出每個房間所需輸送的新風量。具體計算結(jié)果見附表。3.4排風的設置在衛(wèi)生間應設置排風,換氣次數(shù)≥8次,公共衛(wèi)生間采用外墻排氣扇,室內(nèi)衛(wèi)生間設置排風口,用軟管接至排風井客房衛(wèi)生間排氣風量4.2×2.8×8=94m3/h3.5空調(diào)冷熱源的選取本設計位于夏熱冬冷地區(qū),根據(jù)節(jié)能要求及當?shù)貙嶋H情況,選擇常規(guī)水冷冷水機組。其特性簡要介紹如下:就熱力學循環(huán)過程而言,制冷機和熱泵都是基于逆循環(huán)而實現(xiàn)其功能的。由于這種裝置在運行過程中,總是一側(cè)吸熱(制冷),另一側(cè)排熱(制熱),所以,一臺裝置伴生并兼具制冷和制熱兩種功能。因此,制冷機實質(zhì)上也就是熱泵,兩者的主要區(qū)別在于:(1)著眼點不同:如果僅著眼于利用低溫端的吸熱效應,習慣上就成為制冷機;如果只著眼于其高溫端放熱效應的利用,或者除用于制冷外,還定期通過切換而利用其高溫端的放熱效應,則習慣上便稱為熱泵。(2)工作溫度區(qū)間不同:上述的所謂高溫熱源或低溫熱源都是相對于環(huán)境溫度而言,由于兩者的目的不同,空氣源熱泵制熱是把環(huán)境溫度作為低溫熱源,而空氣源熱泵制冷則是將環(huán)境溫度作為高溫熱源。綜上所述,本設計中選用水冷冷水機組,但應注意:4.空調(diào)風系統(tǒng)設計及計算4.1空調(diào)送風口與回風口的形式4.1.1送風口的形式送風口也稱為空氣分布器,按安裝位置可分為側(cè)送風口、頂送風口(向下送)、地面風口(向上送);按送出氣流的流動狀態(tài)分為擴散型風口、軸流型風口和孔板送風口。擴散型風口具有較大的誘導室內(nèi)空氣的作用,送風溫度衰減快,但射程較短;軸流型風口誘導室內(nèi)氣流的作用小,空氣溫度、速度的衰減慢、射程遠;孔板送風口是在平板上布滿小孔的送風口,速度分布均勻,衰減快??照{(diào)房間的送風方式及送風口的選型應符合下列要求:(1)一般采用百葉風口或條縫型風口進行側(cè)送風。全年使用的空調(diào)系統(tǒng)一般應根據(jù)氣流組織計算來確定采用上送上回或上送下回方式。僅為夏季降溫服務的空調(diào)系統(tǒng),且房間層較低時,可采用上送上回方式。以冬季送熱風為主的系統(tǒng),且房間層高較高時,宜采用上送下回方式。(2)房間高度較低,且有吊頂或技術(shù)夾層可利用時,可采用圓形、方形或條縫型散流器平送。特別要求較高的,可采用孔板送或條縫風口等建筑裝飾的均勻頂送方式。(3)會堂、體育館、影劇院等高大空間的空氣調(diào)節(jié)場所,有條件時可采用噴口側(cè)送或頂送,也可以采用旋流式風口頂送。(4)窗式空調(diào)器的送風射流,不應直接吹向人體或工作區(qū)。(5)散流器平送時,宜按對稱均布或梅花形布置。散流器中心與側(cè)墻的距離,不宜小于1m。圓型或方型散流器布置時,其相應送風面積的長度的長寬比不宜大于1:1.5,送風水平射程與垂直射程的比值,宜保持0.5~1.5之間。送風口的風速如表4-1所示。表4-1 送風口風速客房1.5-2m/s(風口在上部時)休息室2-3m/s(風口在上部時)辦公室3m/s(風口距地≤2.5m)4m/s(風口距地≤4.5m)商場、娛樂3-5m/s4.1.2回風口的形式房間內(nèi)回風口是一個匯流的流場,風速的衰減很快,它對房間氣流的影響相對于送風口來說比較小,因此風口的形式比較簡單,常用的回風口形式有單層百葉風口、固定格柵風口、網(wǎng)板風口或孔板風口等。回風口的風速如表4-2所示。表4-2 回風口風速房間凈高風口位置風速3.5-4上部3-4m/s3-3.5上部2-3m/s2.5-3上部1.5-2m/s人不常停留處下部3m/s人常停留處下部1.5-2m/s走廊回風下部1-1.5m/s風口尺寸的計算方法與風道管徑的確定方法相同,都是采用假定流速法。送風口風速取3m/s,回風口風速取3.5m/s。4.2氣流組織形式氣流組織設計是空調(diào)系統(tǒng)設計的一個重要環(huán)節(jié),它直接影響著空調(diào)系統(tǒng)的使用效果。只有合理的氣流組織才能充分發(fā)揮送風的冷卻或加熱作用,均勻的移除室內(nèi)熱量或冷量,并能更有效地排除有害物和懸浮在空氣中的粉塵。影響室內(nèi)氣流組織的因素很多,例如送風裝置的形式、數(shù)量、大小、位置、建筑空間的幾何尺寸、污染源的位置及分布和性質(zhì)、送風參數(shù)(送風溫差和風口速度)及回風方式等都會影響氣流組織的效果。4.2.1氣流組織的形式氣流組織按照送回風口位置的相互關(guān)系和氣流方向,一般分為如下幾種形式:(1)側(cè)送側(cè)回(2)上送下回(3)中送下回(4)下送上回(5)上送上回4.2.2氣流組織的基本要求(1)舒適性空調(diào)氣流組織的基本要求:(選擇散流器送風)表4-3 散流器送風氣流組織的基本要求室內(nèi)溫濕度要求冬季:18-22℃夏季:24-28℃φ=40-60%送風溫差不宜大于10(送風高度h<5m)每小時換氣次數(shù)不宜小于5次風速(m/s)常見氣流組織形式特點、技術(shù)要求及適用范圍送風出口工作區(qū)全部采用散流器送風方式,建議出口風速為2-5冬季不大于0.2;夏季不大于0.3。1.散流器平送,下部回風2.散流器下送,下部回風3.送吸式散流器,上送上回1.溫度場均勻,速度場均勻,混合層高度為0.5-1.0m2.需設置吊頂或技術(shù)夾層。散流器平送時應對稱布置,其軸線與側(cè)墻距離不小于1m3.散流器平送用于一般空調(diào),室溫允許波動范圍為±1℃4.散流器下送密集布置用于凈化空調(diào)(2)舒適性空調(diào)氣流組織的基本要求:(選擇側(cè)送風)表4-4 側(cè)送風氣流組織的基本要求室內(nèi)溫濕度要求送風溫差(℃)每小時換氣次數(shù)風速(m/s)常見氣流組織形式特點、技術(shù)要求及適用范圍送風出口工作區(qū)冬季:18-22℃夏季:24-28℃φ=40-60%不宜大于10(送風高度h<5m)不宜小于5次2-5(送風口位置較高時取較大值)冬季不大于0.2;夏季不大于0.3。1.單側(cè)上送下回、走廊回風2.單側(cè)上送上回3.雙側(cè)上送下回1.溫度場均勻,速度場均勻,混合層高度為0.3-0.5m2.貼附側(cè)送風口宜貼頂布置,宜采用可調(diào)雙層百葉風口?;仫L口宜設在送風口同側(cè)。3.用于一般空調(diào),室溫允許波動范圍為±1℃4.3氣流組織的設計計算氣流組織設計計算的基本任務是根據(jù)空調(diào)房間工作區(qū)對空氣參數(shù)的設計要求,選擇合適的氣流流型,確定送風口及回風口的型式、尺寸、數(shù)量和布置、計算送分射流參數(shù)??照{(diào)房間氣流組織一般應進行計算,并應考慮符合下列要求:(1)滿足室內(nèi)設計溫濕度及其精度、工作區(qū)允許的氣流速度、噪聲標準及防塵要求;(2)氣流分布均勻,避免發(fā)生短路及死角;(3)與建筑裝修有較好的配合。4.3.1側(cè)送風氣流組織設計計算根據(jù)總送風量和房間的建筑尺寸,確定百葉風口的型號、個數(shù),并進行布置。送風口最好貼頂布置,以獲得貼附氣流。送冷風時,可采取水平送出;送熱風式,可調(diào)節(jié)風口外層葉片的角度,向下送出。側(cè)送風氣流組織的設計計算步驟如下所述:(1)選定送風口形式,確定紊流系數(shù),布置送風口,確定射程。(其射程一般取沿送風方向的房間長度減去0.5m~1m)。(2)選取送風溫差,計算送風量和換氣次數(shù)。送風溫差和換氣次數(shù)與室溫允許波動范圍有關(guān)。(3)選取送風速度,計算各風口送風量。(4)計算送風口數(shù)量與實際送風速度。(5)校核送風速度。(6)校核射流貼附長度。4.3.2散流器送風氣流組織設計計算當需要在工作區(qū)域內(nèi)保持單向流流型滿足潔凈度要求時,可以采用頂棚密集布置散流器的方式。散流器送風氣流組織的設計計算步驟如下所述:(1)安排散流器間距,確定散流器個數(shù),計算混合層高度。(2)根據(jù)工作區(qū)要求的風速,確定喉部風速。在散流器中心線上的無因次距離時,軸心速度可用下式計算:式(4-1)式中 ——從散流器出口算起的射程,m; ——距風口處的軸心速度,m/s; 0.6——擴散系數(shù)。(3)根據(jù)下列公式計算單個散流器的送風量和總送風量。式(4-2)式(4-3)(4)根據(jù)室內(nèi)冷負荷確定送風溫差,即:(5)校核由氣流造成的區(qū)域溫差。由射流的溫度衰減規(guī)律,有式(4-4)式中: ——射程處的射流速度與工作區(qū)溫度之差; ——實驗系數(shù),當散流器之間的間距時,;當時,;其他間距時可插值計算。本設計中一層門面房擬用風機盤管系統(tǒng),其氣流組織計算過程如下:G=850,F(xiàn)=22,H=3.9m,換氣次數(shù)為n=850/(22*3.9)=10次滿足要求散流器送風量為850=0.24,選1個散流器,每個散流器承擔約4.7x4.7的送風區(qū)域。(1)初步選定散流器。初選散流器,選用矩形平送行散流器,按風速2~6m/s選擇散流器規(guī)格。本設計按3m/s左右選風口。選用尺寸為直徑300x300mm的散流器,面積為0.09㎡。則頸部風速為:V0=0.24/0.09=2.67m/s散流器的實際出口面積約為頸部面積的90%,即A=0.090.9=0.081㎡散流器出口風速為:Vs=V0/90%=2.97m/s(2)計算射程=1.4*2.97*0.081^0.5/0.5-0.07=2.3m(3)計算室內(nèi)平均風速=0.381*2.3/(4.7^2/4+3.9^2)^0.5=0.8763/3.9=0.22m/s夏季工況送冷風,則室內(nèi)平均風速為0.22×1.2=0.27m/s足舒適性空調(diào)夏季室內(nèi)風速不應大于0.3m/s的要求。故采用1個300mm300mm方形散流器對稱布置符合要求。4.4風管系統(tǒng)的設計及計算4.4.1全空氣一次回風系統(tǒng)設計過程根據(jù)房間的新風量,室內(nèi)冷負荷,濕負荷,送風溫差,室內(nèi)外狀態(tài)參數(shù)畫出焓濕圖,輸出我們所需要的參數(shù)量。夏季處理過程的計算步驟如下所述:(1)在h-d圖上確定室內(nèi)狀態(tài)點N,室外狀態(tài)點W;(2)根據(jù)計算出的室內(nèi)冷負荷Q和濕負荷W求出,送風狀態(tài)點通過N點畫出線與φ=90℅等濕線相交于L點;(3)取送風溫差ΔTo=8℃,即得送風點O從而得出其各個狀態(tài)參數(shù);(4)根據(jù)N、O兩點確定房間送風量,G=(5)選定新風量,求得新風比,由新風比和混合空氣的比例關(guān)系可直接確定混合點C的位置;(6)空調(diào)系統(tǒng)所需冷量Qo=G(Ic-IL)。4.4.2風機盤管加新風系統(tǒng)計算在風機盤管加新風系統(tǒng)中,新風在夏季要經(jīng)過冷卻減濕處理,在冬季要經(jīng)過加熱加濕處理,本設計中采用將新風處理到室內(nèi)空氣的焓值,只承擔新風本身的負荷,而風機盤管承擔室內(nèi)人員、設備和建筑維護結(jié)構(gòu)的冷負荷的處理方案。送風狀態(tài)和送風量的確定,可以h-d圖上進行,具體計算步驟如下:(1)在h-d圖上確定室內(nèi)狀態(tài)點N,室外狀態(tài)點W;(2)根據(jù)計算出的室內(nèi)冷負荷Q和濕負荷W求出,取送風溫差7℃,通過N點畫出線與φ=90℅線相交,即得送風點S;(3)新風處理到室內(nèi)焓值hD=hN;(4)根據(jù)N、S兩點確定房間送風量;(5)根據(jù)新風量和送風量求得新風比,新風比等于焓差值之比來求得盤管處理點焓值(6)確定風機盤管處理風量即為送風量減去新風量。4.4.2地下車庫送排風計算依據(jù)換氣次數(shù)求得送、排風風流,布置風口,回風口注意氣流組織計算,送風口依據(jù)順著一側(cè)布置。普通地下車庫送風次數(shù)選5次排6次。4.5空氣處理設備選型風機盤管:根據(jù)所計算各房間冷負荷選型,校核房間送風量。新風機組:由于新風機組只負責新風冷負荷,風機盤管加新風系統(tǒng)中新風機組將室外空氣處理到室內(nèi)等焓線,所以我們根據(jù)焓濕圖查出焓差并根據(jù)新風量計算出冷負荷,從而選出設備型號。4.6風道水力計算風道水力計算實際上是風道設計過程的一部分。它包括的內(nèi)容有:合理采用管內(nèi)空氣流速以確定風管截面尺寸;計算風系統(tǒng)阻力及選擇風機;平衡各支風管的阻力以保證各支管的風量達到設計值。主要采用的方法有假定流速法、壓損平衡法和靜壓復得法。這次設計中采用的是假定流速法。其計算步驟如下所述。(1)繪制空調(diào)系統(tǒng)平面圖,并對各段風管進行編號、標注長度和風量。(2)確定風管內(nèi)的合理流速。選定流速時,要綜合考慮建筑空間、初始投資、運行費用及噪聲等因素。經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較,表4-5中的流速可供設計時參考。(3)根據(jù)各風道的風量和選定的流速,。計算各管段的斷面尺寸(4)根據(jù)風量或?qū)嶋H流速和斷面當量直徑查圖得到單位長度摩擦阻力。(5)計算沿程阻力。長度為l的風管沿程壓力損失可按下式計算:式(4-5)式中:——單位管長的沿程壓力損失。(6)計算局部阻力。局部壓力損失式(4-6)式中為局部阻力系數(shù),為空氣的密度,為風管內(nèi)該壓力損失發(fā)生處的空氣流速。表4-5 低速風管系統(tǒng)的推薦和最大流速(m/s)應用場所住宅公共建筑工廠推薦最大推薦最大推薦最大室外空氣入口2.542.54.52.58

空氣過濾器1.31.51.51.81.81.8

加熱排管2.32.52.5333.5

冷卻排管2.32.32.52.533

淋水室2.52.52.52.52.52.5

風機出口68.59111014

主風管4668911

支風管(水平)3546.559

支風管(垂直)2.543.5648(7)與最不利環(huán)路并聯(lián)的管路的阻力平衡計算。為保證各送、排風點達到預期的風量,必須進行阻力平衡計算。一般空調(diào)系統(tǒng)要求并聯(lián)管路之間的不平衡率應不超過15%。(8)計算系統(tǒng)總阻力,總阻力為最不利環(huán)路阻力加上空氣處理設備阻力。(9)選擇風機及其配用電機。(10)注意事項1)風管和閥門選擇的注意事項:風管的材料和形狀:風管材料選擇鍍鋅薄鋼板;風管閥門:閥門要動作靈活,采用部門認可的閥門。2)新風入口:新風入口選擇在較清潔的地點。為使夏季吸入室外空氣溫度低一些,布置在背陰面,結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu),將入口設在西面。為防止雨水灌注,設置固定的百葉窗。5.空調(diào)水系統(tǒng)設計空調(diào)水系統(tǒng)是指由中央設備供應的冷(熱)水為介質(zhì)并送至空調(diào)末端空氣處理設備的水路系統(tǒng)。水系統(tǒng)投資比較大,水泵能耗較大,而且水系統(tǒng)對整個空調(diào)系統(tǒng)的使用效果影響也大,因此,空調(diào)水系統(tǒng)設計是這次設計中的一個重要組成部分。5.1空調(diào)水系統(tǒng)的分類空調(diào)水系統(tǒng)的形式多種多樣,根據(jù)管道的布置形式和工作原理,通常有以下幾種劃分方式。(1)開始系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)按冷凍水是否與空氣接觸,空調(diào)水系統(tǒng)可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng),如表5-1所示。表5-1 開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)比較類型閉式系統(tǒng)開式系統(tǒng)特征管路系統(tǒng)不與大氣相接僅在系統(tǒng)最高點設置膨脹。管路系統(tǒng)與大氣相通適用范圍風機盤管、誘導器和水冷式表冷器的系統(tǒng),多用于高層建筑。有噴水室的系統(tǒng),高層建筑很少用。優(yōu)點管道與設備不易腐蝕;不需克服靜水壓力,水泵壓力、功率均低;系統(tǒng)簡單。與蓄熱水池連接比較簡單,冷水箱有一定蓄冷能力,可以減少開啟冷凍機的時間,增加能量調(diào)節(jié)能力,且冷水溫度波動可以小一些。缺點蓄冷能力小,低負荷時冷凍機也需要經(jīng)常開動;膨脹水箱的補水有時需要加加壓水泵。冷水與大氣接觸;易腐蝕管道;水泵要克服靜水壓力,耗電大,采用自流回水時回水管徑大因而投資較高些。酒店空調(diào)水系統(tǒng)設計中,為了解決水力平衡,同時考慮到建筑內(nèi)用風機盤管加新風系統(tǒng)和空調(diào)機組內(nèi)用水冷式表冷器,且閉式水系統(tǒng)水泵的揚程僅需考慮最不利環(huán)路的沿程阻力和局部阻力,不需考慮提升高度。所以選用閉式系統(tǒng)。(2)同程系統(tǒng)和異程系統(tǒng)同程系統(tǒng)中各并聯(lián)環(huán)路中水的流量基本相同,即各環(huán)路的管路總長基本相等。反之即為異程系統(tǒng),如表5-2所示。表5-2 同程和異程系統(tǒng)比較表類型同程系統(tǒng)異程系統(tǒng)特征供回水干管水流方向相同,經(jīng)過每一環(huán)路的管路長度相等供回水干管水流方向相反,經(jīng)過每一環(huán)路的管路長度不等優(yōu)點水量分配、調(diào)節(jié)方便。便于水力平衡。不需回程管,管道長度較短,管路簡單,投資較低。缺點需回程管,管道長度較長,投資較高。水量分配、調(diào)節(jié)難。不便于水力平衡。通過上表的比較,本設計中采用異程式系統(tǒng)。(3)定流量系統(tǒng)和變流量系統(tǒng)表5-3定流量系統(tǒng)和變流量系統(tǒng)比較類型定流量系統(tǒng)變流量系統(tǒng)特征系統(tǒng)中的水量保持定值,負荷變化時改變供回水溫度來匹配供回水溫度保持定值,負荷變化時改變系統(tǒng)中的水量來匹配優(yōu)點系統(tǒng)簡單,操作方便。不需復雜的的自控系統(tǒng)輸送能耗隨流量的減少而減低,配管設計可考慮同時使用系數(shù),管徑相應減小缺點配管設計不能考慮同時使用系數(shù),輸送能耗始終處于最大值系統(tǒng)復雜。必須配自控系統(tǒng)通過上表綜合考慮,確定采用定水量。(4)兩管制、三管制和四管制對于風機盤管、誘導器、冷熱共用表冷器的熱水和冷水供應可分為兩管制、三管制和四管制。表5-4水系統(tǒng)管制比較水系統(tǒng)二管制三管制四管制特點供回水管各一根,夏季供冷水,冬季供熱水,簡便;投資?。焕錈崴畠上嗖钶^大盤管進口處設有三通閥,由室內(nèi)溫度控制裝置控制按需要供應冷水或熱水;使用同一根回水管,存在冷熱量混合損失;初投資較高供冷、供熱的供回水管均風開設置,靈活實現(xiàn)同時供冷供熱。管路復雜,投資高,占空間見上表的分析,再考慮系統(tǒng)簡單性,管理方便,投資最少,效果理想等因素;還有三管制、四管制雖有很多優(yōu)點,諸如節(jié)能,易調(diào)節(jié)等,但經(jīng)濟上分析卻不合適,系統(tǒng)復雜,不便于管理,投資大,故選用兩管制系統(tǒng)。(5)一次泵系統(tǒng)和二次泵系統(tǒng)一次泵系統(tǒng)中只用一組循環(huán)泵,即冷熱源側(cè)合用一組循環(huán)泵。其具有系統(tǒng)簡單和投資少的優(yōu)點,但不能調(diào)節(jié)水泵流量,不能節(jié)約水泵能耗。二次泵系統(tǒng)中冷熱源側(cè)與負荷側(cè)分別設循環(huán)泵,即采用二次泵系統(tǒng)。其系統(tǒng)較一次泵系統(tǒng)復雜且初投資較高,但可以有效降低水泵能耗。中小型工程宜采用一次泵系統(tǒng)。當系統(tǒng)阻力較大,且各環(huán)路特性或阻力相差懸殊時,宜采用二次泵系統(tǒng)。5.2空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū)空調(diào)水系統(tǒng)有按空調(diào)負荷特性或使用性質(zhì)進行分區(qū)和按壓力豎向分區(qū)(主要指高層建筑)兩種方式。為減少投資及減少對建筑物本身的影響,空調(diào)系統(tǒng)通常以1.6MPa作為壓力劃分的界限。即在設計時,使水系統(tǒng)內(nèi)所有設備和附件的工作壓力都處于1.6MPa以下??紤]到水泵揚程大約20m左右,因此水系統(tǒng)的靜壓應在120m以下。對于目前的建筑來說,這相當于室外高度100m左右的建筑(地下室-10m)。當建筑高度較高,使得水靜壓大于1.2MPa時,水系統(tǒng)宜按豎向進行分區(qū),以減少系統(tǒng)內(nèi)的設備承壓。5.3空調(diào)水系統(tǒng)設計5.3.1水的流速壓力水管的水流速主要取決于經(jīng)濟和噪聲兩個因素。在滿足輸送設計流量的前提下,應盡量使得阻力損失和水流噪聲小,以獲得經(jīng)濟合理的效果。另外,管路的水速太大,對環(huán)路的平衡不利,故總管流速可以取得大一些,分支管流速可以小一些。管內(nèi)水流速的推薦值如表5-5所示。表5-5 管內(nèi)水流速推薦值(m/s)管徑㎜1520253240506580閉式系統(tǒng)0.4~0.50.5~0.60.6~0.70.7~0.90.8~1.00.9~1.21.1~1.41.2~1.6開式系統(tǒng)0.3~0.40.4~0.50.5~0.60.6~0.80.7~0.90.8~1.00.9~1.21.1~1.4管徑㎜100125150200250300350400閉式系統(tǒng)1.3~1.81.5~2.01.6~2.21.8~2.51.8~2.61.9~2.91.6~2.51.8~2.6開式系統(tǒng)1.2~1.61.4~1.81.5~2.01.6~2.31.7~2.41.7~2.41.6~2.11.8~2.35.3.2水系統(tǒng)管路的阻力計算空調(diào)水系統(tǒng)阻力一般由設備阻力、附件阻力和管道阻力構(gòu)成。設備阻力可參照設備廠商提供的技術(shù)資料。附件和管件阻力又稱為局部阻力,管道阻力稱為沿程阻力。(1)管徑的確定 水管管徑d由下式確定:式(5-1)式中:——流量,m3/s;——水流速,m/s。(2)沿程阻力計算 水在管道內(nèi)的沿程阻力:式(5-2)式中:——摩擦阻力系數(shù);——管段長度,m;——管道內(nèi)徑,m;——水的密度,取1000kg/m3;——管內(nèi)水流速,m/s;——單位管長摩擦阻力,即比摩阻,Pa/m,在《空氣調(diào)節(jié)設計手冊》中查得。冷水管采用鋼管或鍍鋅管時,比摩阻R一般為100~400Pa/m,最常用的為250Pa/m。(3)局部阻力計算 水流動時遇到彎頭、三通及其他配件時因摩擦和渦流耗能而產(chǎn)生的局部阻力計算公式為:式(5-3)式中:——局部阻力系數(shù),具體可查閱相關(guān)的設計手冊。(4)總阻力計算 總阻力為沿程阻力和局部阻力之和,計算公式為:式(5-4)式中:——單位管長沿程阻力損失,Pa/m;——水管長度,m。5.3.3環(huán)路的水力平衡當系統(tǒng)有多個環(huán)路并聯(lián)時,各并聯(lián)環(huán)路的阻力損失應該平衡。在進行空調(diào)水系統(tǒng)設計時,應通過系統(tǒng)布置和水力計算選定管徑,設法減少各并聯(lián)環(huán)路之間壓力損失的相對差額。當設計計算達不到要求時,應在各并聯(lián)環(huán)路設置調(diào)節(jié)裝置(如采用調(diào)節(jié)性能好的調(diào)節(jié)閥、平衡閥或壓差控制閥)。5.3.4凝結(jié)水排放系統(tǒng)空氣處理過程中會產(chǎn)生凝結(jié)水,因此,凝結(jié)水的排放是這次設計中的重要組成部分。工程實踐中往往由于凝結(jié)水排放系統(tǒng)考慮不周造成漏水而損壞建筑裝修。凝結(jié)水排放系統(tǒng)設計要點如下所述。(1)凝結(jié)水排放一般為開式、非滿流自流系統(tǒng)。(2)為了保證自流系統(tǒng)的水頭,凝結(jié)水管敷設時應有一定的坡度。(3)當空氣調(diào)節(jié)設備的凝結(jié)水盤位于機組內(nèi)的正壓段時,凝結(jié)水盤的出口宜設置水封;位于負壓段時,凝結(jié)水盤的出水口處必須設置水封。(4)排放方式可分為集中排放和就近排放,有條件的地方應優(yōu)先考慮就地排放。凝水管的直徑根據(jù)機組冷負荷Q(kW)按下列數(shù)值選用:表5-6 凝水管管徑的確定機組的冷負荷凝結(jié)水管徑Q≤7kWDN20Q=7.1~17.6kWDN25Q=17.7~100kWDN32Q=101~176kWDN40Q=177~598kWDN50Q=599~1055kWDN80Q=1056~1512kWDN100Q=1513~12462kWDN125Q>12462kWDN150凝水管的管徑和布置位置見圖紙。5.3.5水系統(tǒng)附屬設備(1)空調(diào)水系統(tǒng)常用水管有焊接鋼管、無縫鋼管、鍍鋅鋼管及PVC塑料管等。低壓系統(tǒng),DN≤50的可用焊接鋼管,DN>50的用無縫鋼管,高壓系統(tǒng)一律用無縫鋼管。冷凝水管可采用鍍鋅鋼管或塑料管,不宜采用焊接鋼管。(2)旁通管與壓差旁通閥在變流量水系統(tǒng)中,為了保證流經(jīng)冷水機組中蒸發(fā)器的冷凍水流量恒定,在多臺冷凍水機組的供水總管上設一條旁通管。旁通管上安裝有壓差控制的旁通調(diào)節(jié)閥。旁通關(guān)的最大設計流量按一臺冷水機組的冷凍水流量確定。旁通管管徑直接按冷凍水管最大允許流速選擇,不應未經(jīng)計算就選擇與旁通閥相同規(guī)格的管徑。(3)放氣與泄水閉式系統(tǒng)熱水管和冷水管均應有0.003的坡度,最小坡度不應小于0.002。閉式系統(tǒng)在熱水和冷水管路的每個最高點設排氣裝置(集氣罐或自動排氣閥)。系統(tǒng)最低點和需要單獨放水的設備(如表冷器、加熱器等)下部應設置帶閥門的放水管,并接入地漏。作為系統(tǒng)剛運行時沖刷管路和管路檢修時放水之用。 5.4機房設備選擇空調(diào)裝置常用冷源的制冷方式主要分為壓縮式制冷和吸收式制冷兩類。根據(jù)壓縮機的形式,壓縮式制冷機可以分為活塞式、螺桿式和離心式等,吸收式制冷可以分為蒸汽型、熱水型和直燃型。此外根據(jù)冷凝器的冷卻方式有可以分為水冷式、風冷式和風冷熱泵式。根據(jù)設計要求,機房是空調(diào)設計中的一部分,因為機房的耗能很大,合理的選擇,不僅可以減少初投資,而且可以減少很大的運行費用。機房布置的設備主要包括制冷機組、循環(huán)水泵、補水泵、軟化水相關(guān)設備、膨脹水箱。5.4.1制冷機組的選擇建筑物總負荷2320Kw(一層商場283kw,二層餐廳243kw,三層ktv239kw,四層設備房110kw,五層至十三層1440kw)經(jīng)過查閱,選用力2臺螺桿式水冷冷水機組,型號LSBLG1160H并聯(lián)運行,其技術(shù)參數(shù)如下:制冷量:1160KW蒸發(fā)器水流量:200m3/h;壓力降:74kpa冷凝器水流量:249m3/h;壓力降:77kpa輸入功率:218KW外形尺寸:3400×1700×2030mm機組凈重:5450Kg5.4.2冷卻塔選擇冷卻水量:(單臺冷水機組的冷凝器水量標示)249m3/h,按照一機一塔匹配。根據(jù)選用的冷水機組得出冷卻塔冷卻水量250m3/h左右。據(jù)此參照河北雙飛玻璃鋼有限公司的電子樣本,本設計選用型號為CDBNL3-250玻璃鋼逆流式圓形冷卻塔。其技術(shù)參數(shù)如下:冷卻水量(m3/h)風量(m3/h)進水壓壓力(kPa)電機功率(kW)直徑(m)25013430032.67.55.75.4.3水泵選擇1)冷凍水泵(冷凍水系統(tǒng))有兩臺冷水機組,故選用三臺冷凍水水泵,兩用一備揚程=(冷凝器阻力+末端阻力+最不利環(huán)路的管道阻力)×1.1(安全系數(shù))Hp=(hf+hd)+hm+hs+hohf,hd——冷凍水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力(系統(tǒng)最不利環(huán)路阻力)(7+19+4)*2=60kpahm——蒸發(fā)器阻力;冷水機組標示的74kpa,hs——空調(diào)器末端阻力;取新風機組32kpaho—二通調(diào)節(jié)閥阻力;20kpa,分水器:取30kpa流量考慮附加5%,則每臺泵的流量為Q=1.05×200=210m3/h計算得到揚程為(60+74+32+50)*1.1=237.6kpa,為23.8m參照廣州白云泵業(yè)有限公司的電子樣本,本設計選用的泵的型號為ISG150-315B,兩臺使用,一臺備用,其技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚程(m)效率(%)電機功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)221-22521-257618.514503.52)冷卻水泵(冷卻水系統(tǒng))Hp=(hf+hd)+hm+hs+hohf,hd——冷凍水管路系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力(系統(tǒng)最不利環(huán)路阻力)250×45×2=22.5kpahm——冷凝器阻力;冷水機組標示的77kpahs——冷卻塔中水的提升高度(設冷卻水池的開式系統(tǒng)有此項),無ho——進塔水壓(進水管阻力,噴嘴余壓和水柱高差),冷卻塔標示35kpa,高差4m流量為(單臺冷水機組的冷凝器水量標示)250×1.05=260m3/h揚程為(22.5+77+35+40)×1.1=192kpa=19.2mISG200-250選用三臺,兩用一備流量(m3/h)揚程(m)效率(%)電機功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)140-26014.7-21.87718.5145033)冬夏季負荷不同,為節(jié)能和系統(tǒng)最優(yōu)化故冬夏季分別設置循環(huán)水泵。冬季1500kw熱負荷轉(zhuǎn)熱水循環(huán)泵為流量130.8m3/h,取富裕量后為142m3/h,兩用一備,每臺流量71m3/h熱水循環(huán)系統(tǒng)揚程根據(jù)管網(wǎng)阻力特性求得18m選擇ISG80-160I流量(m3/h)揚程(m)效率(%)電機功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)70-13019.4-36.1701529004.54)補水泵(1)補水壓力小于該點靜壓須用到補水泵,冷凍水系統(tǒng)小時泄水量為系統(tǒng)水容量1%,補水量為系統(tǒng)水容量的2%;全空氣系統(tǒng)的水容量為0.40~0.55l/m2,空氣-水系統(tǒng)的水容量為0.7~1.3l/m2。系統(tǒng)水容量L=1.3×(1803×4+2016×9)=32963L系統(tǒng)補水量Q=32963×2%=660L/h即0.66m3/h補水點宜設在循環(huán)水泵的吸入段,補水泵流量取補水量的2.5~5倍,補水泵的揚程應比系統(tǒng)靜止時的補水點壓力高30~50KPa。取補水量的4倍則補水泵的流量為補水泵流量Q=4×0.66=2.64m3/h補水泵的揚程46+4=50mISG32-200,一用一備流量(m3/h)揚程(m)效率(%)電機功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)2.645070329002簡單設置水處理儀和補水箱型號進出口管徑(mm)流量(m3/h)長度(mm)功率(W)重量(KG)SLDS-20203.24501511(2)冷卻水系統(tǒng)的補水量包括:蒸發(fā)損失;②漂水損失;③排污損失;④泄水損失。補水量取冷卻水量的1%-2%,為249*2*1%=5m3,在冷卻塔底盤處理補水補水應經(jīng)過軟化處理,這里在補水前采用電子水處理儀處理SLDS-255m3長度455.4.4分、集水器的選擇按經(jīng)驗估算確定D:D=1.5-3dmax式中D-分水器、集水器直徑,mmdmax—分水器、集水器支管中的最大管徑,mm集分水器接管有200mm、200mm、150mm三個,另外兩端分別接溫度計和壓力表。除過進出水管外另設備用、旁通、排污等接管。最大管徑為200mm,取D為600mm,長為1.91m,設置兩個。5.4.5板式換熱器的選擇考慮到冬季供暖,采用板式換熱器二次供熱。在空調(diào)工況條件下,采用熱媒為水溫60/50℃。熱負荷為1500kw。流量計算:Q=Gc(t1-t2)式中,——通過換熱器被加熱水的流量,m3/h;——水的質(zhì)量比熱,4.18kJ/kg·℃;——流出和流進換熱器的被加熱水溫度,℃,取10度故熱水循環(huán)水流量為130.8m3/h公式:QUOTEW式中,QUOTE——冬季熱負荷,kW,考慮室外管網(wǎng)損失系數(shù),取1.05~1.10;取富裕量之后為1500kwQUOTE——換熱系數(shù),取3000;QUOTE——溫差,℃。熱水是燃氣鍋爐提供95/70,換熱對數(shù)平均溫差(25-10)/ln2.5=16.4℃故A=30.5選擇BR5O.50,30片,泰州市瑞隆換熱器廠。5.4.6軟化水裝置的選擇軟水器選擇淄博日康企業(yè)的FA系列自動軟水器,其采用離子交換法,主要性能參數(shù)如下:a.進口壓力:0.2~0.6Mpab.工作溫度:2~55℃c.出口硬度:<0.03mmol/Ld.布置形式:單罐或多罐e.使用交換劑:強酸性陽離子交換樹脂f.使用電源:220V/50Hz,功率20W詳細型號為FA-12,最高產(chǎn)水量5m3/h,罐體尺寸915×1835mm,鹽罐尺寸990×1120mm,單罐占地面積1.5~2.5m2。5.4.3膨脹水箱罐選擇本設計中選用膨脹水箱來定壓,膨脹水箱連接在循環(huán)水泵入口處,可以保證水泵吸入口處始終能夠保持水箱高度所產(chǎn)生的靜水壓力。膨脹水箱的容積由兩部分組成:調(diào)節(jié)水量和膨脹水量:調(diào)節(jié)容量按3分鐘補水泵流量且膨脹水箱高度不小于200mm,為0.132m3膨脹容量按0.0006×Δt×Vs;0.0006×10×32.963=1.98m3,故為1.98+0.132=3.112m3,計算得膨脹水箱容量為3.4m3,選用方形膨脹水箱,尺寸為2000×1400×1400mm,自重743kg。配管公稱直徑:溢流50、排水32、膨脹40、信號20、循環(huán)25(無),通氣325.4.4補水箱選擇補水箱容積按照補水泵小時流量的0.5-1.0,同時不大于系統(tǒng)水容量的5%,計算得容積為1.3m3,選用方形膨脹水箱,長、寬、高分別為1400×900×1100mm,體積為1.4m3,保證有一定的裕量。參考文獻[1]陸耀慶.實用供熱空調(diào)設計手冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.7[2]中華人民共和國建設部.采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范,北京:中國計劃出版社,2006.3[3]趙榮義.簡明空調(diào)設計手冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.2[4]宋孝春.民用建筑制冷空調(diào)設計資料集,北京:中國建筑工業(yè)出版社.2003.9[5]馬最良,姚楊.民用建筑空調(diào)設計.北京:化學工業(yè)出版社,2006[6]ASHRAE.2001ASHRAESystemsandEquipmentHandbook,2000[7]陳焰華.高層建筑空調(diào)設計實例.北京:機械工業(yè)出版社,2004.1[8]李娥飛.暖通空調(diào)設計與通病分析.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.8[9]中元國際工程設計研究院.暖通空調(diào)設計.北京:機械工業(yè)出版社,2005.3[10]蔣永琨,王世杰.高層建筑防火設計實例.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.1[11]王漢青.通風工程.北京:機械工業(yè)出版社,2005.2[12]方修睦,趙加寧.高層建筑供暖通風與空調(diào)設計.哈爾濱:黑龍江科學技術(shù)出版社,2003.3[13]ShanK,Wang.HandbookofAirConditioningandRefrigeration.McGraw-HillInc,1994[14]路詩奎等.空調(diào)制冷專業(yè)課程設計指南.北京:化學工業(yè)出版社,2005.7[15]趙榮義范存養(yǎng)薛殿華錢以明.空氣調(diào)節(jié).北京:中國建筑工業(yè)出版社,1994附錄附表一101客房冷負荷計算表附表二各層房間負荷計算匯總表附表三一層水管水力計算表左-水管水力計算表序號負荷(kW)流量(m3/h)管道材料公稱直徑內(nèi)徑(mm)管長(m)v(m/s)R(Pa/m)ΔPy(Pa)ζ動壓(Pa)ΔPj(Pa)總阻力(Pa)12.4650.424鍍鋅鋼管25273.270.20630.31299.121.621.15833.853132.97424.930.848鍍鋅鋼管25278.90.412101.957907.4190.184.6338.463915.88237.3951.272鍍鋅鋼管25273.280.617259.568851.3840.2190.42538.085889.46949.861.696鍍鋅鋼管3235.755.840.46990.393527.8981.6110.142176.227704.125512.3252.121鍍鋅鋼管3235.755.30.587163.589867.020.1172.09717.21884.23614.792.545鍍鋅鋼管3235.758.160.704230.5421881.2241.7247.819421.2932302.517717.2552.969鍍鋅鋼管40416.80.625153.9871047.1110.1194.98319.4981066.609819.723.393鍍鋅鋼管40416.230.714198.0671233.9582.5254.672636.681870.638924.654.241鍍鋅鋼管404110.40.892302.4553145.5311.6397.925636.683782.2111097.33716.747鍍鋅鋼管8080.53.350.914133.629447.6580.1417.51841.752489.411199.13117.056鍍鋅鋼管8080.52.60.931138.371359.7630.1433.0543.305403.06812100.92517.365鍍鋅鋼管8080.51.590.948143.193227.6771.5448.866673.299900.97613125.05921.517鍍鋅鋼管8080.54.791.174215.9731034.510.1689.20768.9211103.43114126.85321.826鍍鋅鋼管8080.54.651.191221.971032.1610.1709.12270.9121103.07315128.84722.169鍍鋅鋼管8080.53.81.21228.731869.1790.1731.59173.159942.33816130.44122.443鍍鋅鋼管8080.515.51.225234.2083630.2270.1749.80474.983705.20717以上為最不利環(huán)路183.9440.679鍍鋅鋼管25273.60.32968.996248.3861.754.16592.081340.468197.8881.357鍍鋅鋼管3235.7511.630.37661.171711.4173.670.491253.767965.184203.5880.617鍍鋅鋼管25271.90.358.469111.0921.644.82871.725182.817215.3820.926鍍鋅鋼管25271.90.449118.874225.8610.1100.86410.086235.947227.1761.235鍍鋅鋼管3235.751.90.34251.83898.4920.258.3411.668110.16238.971.543鍍鋅鋼管3235.752.30.42776.602176.1840.191.1569.116185.32410.7641.852鍍鋅鋼管3235.753.350.513126.984425.3951.5131.264196.896622.2922500鍍鋅鋼管2021.250000

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