XX教學(xué)綜合樓空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計報告

I(封面)報告專業(yè)班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是XX教學(xué)綜合樓空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計。本工程共五層，層高3.9m,共高19.5m,總建筑面積為1505.6m2.整座大樓主要供教師休息和學(xué)生上課使用，該空調(diào)系統(tǒng)為舒適型空調(diào)系統(tǒng).本設(shè)計主要是對教師辦公室和教室進行空調(diào)設(shè)計，為教師和學(xué)生提供一個舒適的辦公和學(xué)在了解工程基本概況后，根據(jù)規(guī)范確定室內(nèi)、外設(shè)計參數(shù)，進行空調(diào)房間的冷、熱負荷計算。結(jié)合已定的空氣處理方式，計算各房間的送風量，進而進行空調(diào)風系統(tǒng)和水系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計中，遵循合理布置的原則，結(jié)合管內(nèi)流體本設(shè)計采用全空氣系統(tǒng)，上送上回的氣流分布方式。另外，制冷機房設(shè)計中，在選定冷、熱源形式以后，根據(jù)建筑負荷進行設(shè)備選型，并結(jié)合機房空間通過本次設(shè)計，培養(yǎng)了我們綜合運用專業(yè)理論知識，獨立創(chuàng)新和解決實際問題的能力。關(guān)鍵詞：全空氣系統(tǒng)；冷熱負荷；設(shè)備選擇；水力計算；制冷機組目錄 11.1研究的目的與意義 11.2研究現(xiàn)狀及存在問題 11.3研究內(nèi)容 1第二章方案論證 3 32.2空調(diào)機房的布置 52.3空調(diào)冷源的選擇 5 7 7 83.3空調(diào)熱負荷計算 4.2空調(diào)系統(tǒng)夏季空氣處理過程及其系統(tǒng)所需制冷量 4.3房間送回風的選擇計算 4.4風道的水力計算及送回風管徑的確定 4.5冷凍水水力計算及管徑確定 5.4冷卻水泵的選型 5.5冷卻塔的選型 XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)目錄5.6定壓泵的選型 6.1噪聲影響及采取的措施 6.3消聲設(shè)計步驟 參考文獻 XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第一章前言1第一章前言隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民對生活質(zhì)量要求的日益提高，建筑居住環(huán)境的健康和舒適性已經(jīng)成為當代建筑發(fā)展的必然趨勢。能否為現(xiàn)代建筑的特殊要求提供人們滿意的環(huán)境和服務(wù)，是建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的重要因素。公共建筑的不斷增多以及人們對室內(nèi)空氣的溫濕度，潔凈度和空氣品質(zhì)問題越來越重視。由于能源的緊缺，節(jié)能問題越來越引起人們的重視。因此迫切需要為公共建筑物安裝配置節(jié)能，健康，舒適的中央空調(diào)系統(tǒng)來滿足人們對高目前，隨著我國經(jīng)濟的逐步增長，居住條件日益改善，人們對生活環(huán)境的健康更加關(guān)注。因此，設(shè)計一項節(jié)能，舒適，健康的中央空調(diào)工程是很有實際1.2研究現(xiàn)狀及存在的問題中央空調(diào)在世界上已有百年的發(fā)展歷史，在中國也有20多年的應(yīng)用時間，然而真正引起國內(nèi)企業(yè)關(guān)注還是近幾年。中央空調(diào)廣泛應(yīng)用在工廠，商場等等公共場所，在中央空調(diào)領(lǐng)域國內(nèi)外競爭激烈。然而空調(diào)系統(tǒng)的耗能問題是至今人們致力于研究的問題，能夠設(shè)計出節(jié)能環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)使我們將要研究的問1.3研究內(nèi)容本次設(shè)計的設(shè)計題目是西安XX教學(xué)綜合樓的空調(diào)設(shè)計。教學(xué)綜合樓是現(xiàn)在公共建筑的重要組成部分，它具有人員密度大，開放時間長和人員滯留時間長的特點。因此它對空調(diào)的安裝與使用和室內(nèi)的空氣品質(zhì)要求很高，給學(xué)生和老師提供一個舒適的工作和學(xué)習(xí)環(huán)境是我們進行空調(diào)設(shè)計的主要目的。本次設(shè)計以教學(xué)樓為設(shè)計對象，參考現(xiàn)行的中央空調(diào)設(shè)計標準，理論聯(lián)系實際盡量使設(shè)計符合現(xiàn)場實際。在長約大量文資料，文獻和參考手冊并進行畢2業(yè)實習(xí)的基礎(chǔ)上，進行了空調(diào)機組的冷負荷計算，風管的設(shè)計計算，以及相關(guān)設(shè)備的選型，并根據(jù)計算結(jié)果合理布置管路，最后會出CAD圖紙。3第二章方案論證隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高，空調(diào)技術(shù)在各方面都得到了廣泛的應(yīng)用。大型的中央空調(diào)系統(tǒng)主要用于工廠，商店，超市，寫字樓，酒店等，用以改善人們的工作環(huán)境和消費環(huán)境。本建筑位于西安，是一棟綜合教學(xué)樓，共五層每層高3.9m,建筑面積1505.6m2。它具有使用時人員密度高，使用的時間性較強，便于統(tǒng)一管理。室內(nèi)空氣質(zhì)量要求較高需保證足夠的新風量和良好的通風條件防止空氣污染等特點。2.1系統(tǒng)形式的選擇空調(diào)系統(tǒng)按空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況分類可分為三類：1)集中式系統(tǒng)；2)半集中式系統(tǒng)；3)分散式系比較項目集中式空調(diào)系統(tǒng)半集中式空調(diào)系統(tǒng)分散式空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)特征集中進行空氣分配有集中的中央空調(diào)器，并在各個空調(diào)房間內(nèi)還有分別處理空氣的末端裝置每個房間的空氣處理分別由各自的整體式空調(diào)器承擔設(shè)備布置與機房1.空調(diào)與制冷設(shè)備可以集中布置在機房2.機房面積較大3.有時可以布置在屋頂上或安設(shè)在車間柱間平臺上1.只需要新風空調(diào)機房面積2.末端裝置可以安裝在空調(diào)房間內(nèi)3.分散布管敷設(shè)各種管線較麻煩1.設(shè)備成套，緊湊?？梢苑湃敕块g也可以安裝在空調(diào)機房內(nèi)2.體積小，機房面積的50%,機房層高較低，自動化程度高3.機組分散布置，敷設(shè)各種管線和維修管理較麻煩4風管系統(tǒng)1.空調(diào)送回風管系統(tǒng)復(fù)雜，布置困難2.支風管和風口較多時，不以均衡調(diào)節(jié)風量1.設(shè)室內(nèi)時，不接送回風管2.當和新風系統(tǒng)聯(lián)合使用時，新風管較小1.系統(tǒng)小，風管短，各個風口風量的調(diào)節(jié)比較容易，達到均勻2.直接放室內(nèi)，可不接送風管和回風管系統(tǒng)應(yīng)用單風管系統(tǒng)雙風管系統(tǒng)變風量系統(tǒng)末端再熱式系統(tǒng)風機盤管機組系統(tǒng)誘導(dǎo)器系統(tǒng)單元式空調(diào)器系統(tǒng)；窗式空調(diào)器系統(tǒng)；分體式空調(diào)器系統(tǒng)；半導(dǎo)體式空調(diào)系統(tǒng)因為本設(shè)計為教室設(shè)計，又考慮到控制空調(diào)精度，則需要進行再熱然后送風，因此本系統(tǒng)采用集中式空調(diào)系統(tǒng)。按負擔室內(nèi)負荷所用介質(zhì)分為全空氣，全水，空氣-水和冷劑系統(tǒng)。建筑空間大易于布置風道，溫濕度嚴格時采用全空氣系統(tǒng)。建筑空間小不宜布置風道，層高較低，冷濕負荷較小時采用空氣—水系統(tǒng)。不需通風換氣時可采用全水系統(tǒng)。冷劑系統(tǒng)一般用于單元式空調(diào)機組，房間空調(diào)器和多臺機組型空調(diào)器。本設(shè)計是教學(xué)樓的設(shè)計，為了保證足夠的新鮮空氣可集中進行空氣過濾和空調(diào)箱的消聲處理再從系統(tǒng)簡單，維修管理方便的角度出發(fā)，宜選用全空氣系集中式全空氣系統(tǒng)根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣來源可分為封閉式空調(diào)系統(tǒng)，直流式空調(diào)系統(tǒng)和混合式空調(diào)系統(tǒng)。封閉式系統(tǒng)所處理的空氣全部來自空調(diào)房間本身，沒有室外空氣補充全部為在循環(huán)空氣，因此它不能滿足衛(wèi)生要求。直流式系統(tǒng)剛好相反，所處理的空氣全部來自室外，室外空氣經(jīng)處理后送入室內(nèi)，5然后全部排出室外。這種系統(tǒng)適用于不允許采用回風的場合，但在本設(shè)計中考慮經(jīng)濟上的不合理，不予采用。因此采用混合式系統(tǒng)，有效利用一部分回風，既保證衛(wèi)生要求，又經(jīng)濟合理。混合式系統(tǒng)分為一次回風和二次回風，一次回風系統(tǒng)的特點是回風與新風在熱濕處理設(shè)備前混合，適用于送風溫差較大的場合，況且本設(shè)計地點人口較多，散濕量較大，也比較適合一次回風系統(tǒng)，它的設(shè)備簡單，節(jié)省了初投資，可以進行通風換氣保證了室內(nèi)的衛(wèi)生條件。它可以實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行調(diào)節(jié)，經(jīng)濟性較好，在出風口處設(shè)置了消聲靜壓箱，因此有效的控制了震動影響。所以本設(shè)計采用全空氣一次回風系統(tǒng)。2.2空調(diào)機房的布置本設(shè)計為五層教學(xué)樓，每層負荷較大，有沒有專門的空調(diào)機房，因此空調(diào)機組放在走廊，進行減噪處理。每層設(shè)置一個?；仫L一部分送回空調(diào)機，一部分直接排到室外。2.3空調(diào)冷源的選擇空調(diào)冷源的選擇，應(yīng)考慮以下因素：(1)機組能耗(3)運行管理和使用壽命(4)環(huán)境保護要求(5)噪聲和震動(6)設(shè)備價格目前，空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常采用的冷水機組有活塞式制冷機組，螺桿式制冷機組，離心式制冷機組和溴化鋰吸收式制冷機組。活塞式冷水機組裝置結(jié)構(gòu)簡單，容積效率高，加工簡單，造價低，調(diào)節(jié)范圍廣。但活塞慣性力大，單級容量不宜過大，單位制冷劑重量大，調(diào)節(jié)性能差，適用于中小冷量。6螺桿式冷水機組結(jié)構(gòu)簡單，運動部件少，轉(zhuǎn)速高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動小，中小型密閉式機組的噪音較低，機組重量輕。另外其單機制冷量大，具有較高的溴化鋰吸收式結(jié)構(gòu)簡單，操作方便制冷量可調(diào)范圍大，可進行廢熱，余熱的利用，但但使用壽命短，性能系數(shù)低，維修復(fù)雜，性能衰減較為嚴重。離心式冷水機組單機制冷量大，結(jié)構(gòu)緊湊，單位重量制冷量大，性能系數(shù)可靠性高，但轉(zhuǎn)速高，對加工精度要求高，單級壓縮低負荷時易發(fā)生喘振，運本設(shè)計的特點是制冷量要求不是很大，性能系數(shù)高，可靠性高，故采用螺桿式冷水機組綜上所述，該空調(diào)系統(tǒng)為全空氣集中式一次回風系統(tǒng)，冷源采用螺桿式冷水機組。XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章負荷計算7第三章負荷計算3.1設(shè)計參數(shù)本設(shè)計為陜西省西安市XX教學(xué)綜合樓工程的中央空調(diào)設(shè)計?？偨ㄖ娣e約1505.6m2,共五層，層高3.9m,總高19.5m,本建筑用途為學(xué)生教室。屋頂機房高為3.5,屋頂作為機房層。西安地區(qū)的主要氣象參數(shù)如下：位置：大氣壓力：計算溫度：相對濕度：濕球溫度：室外風速：北緯34夏季為35.2℃夏季為72%夏季為26℃夏季為2.2m/s東經(jīng)108.93冬季為-8℃表3-1室內(nèi)設(shè)計參數(shù)表季節(jié)房間用途溫度濕度(%)室內(nèi)風(m/s)夏季教室，辦公室冬季教室，辦公室冬季走廊，廁所(1)外墻：磚墻24墻，傳熱系數(shù)K=1.95W/m2·℃,衰減系數(shù)β=0.35,衰減度v=12.9,延遲時間ε=8.5h,放熱衰減度v8衰減系數(shù)β=0.37,衰減度v=47.36,延遲時間ε=9.3h,放熱衰減度vf=2.0,吸收率p=0.75;延遲時間ε=9.0h,放熱衰減度vf=2.0;(4)外窗：單層玻璃鋼窗，玻璃為標準玻璃，K=5.94w/(m2℃)。內(nèi)窗：內(nèi)窗雙層玻璃k=3.54w/(m2℃):(5)門：單層內(nèi)門，K=2.91w/(m2·℃)同內(nèi)墻傳熱系數(shù)K=2.95W/m2·℃衰減系數(shù)β=0.62,衰減度v=4.79,延遲時間ε=4.5h,放熱衰減度vf=1.6;(7)屋頂瀝青珍珠巖160傳熱系數(shù)K=0.43W/m2·℃,衰減系數(shù)β=0.25,衰減度v=82.92,延遲時間ε=11.7h,放熱衰減度vf=2.0;淺色表3-2人員照明參數(shù)表房間分類人員數(shù)照明設(shè)備(40W熒光燈)教師休息室65教室3.2空調(diào)冷負荷計算外擾形成室內(nèi)得熱量的過程。此過程考慮外擾的周期性以及圍護結(jié)構(gòu)對外擾量的衰減和延遲性。二是內(nèi)擾形成冷負荷的過程。此過程是將該熱量分成對流和輻射兩種成分。前者是瞬時冷負荷的一部分，后者則要考慮房間總體蓄熱作用9后才化為瞬時冷負荷。兩部分疊加即得各計算時刻的冷負荷。冷負荷系數(shù)法是在傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)上為便于在工程中進行手算而建立起來的一種簡化計算法。通過冷負荷溫度與冷負荷系數(shù)直接從各種擾量值求得各分項逐時冷負荷。3.2.2空調(diào)冷負荷計算公式本設(shè)計采用諧波反應(yīng)法對各空調(diào)房間進行冷負荷計算。冷負荷是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計及合理選用空調(diào)設(shè)備的重要依據(jù)，根據(jù)諧波反應(yīng)法的工程簡化計算方法，式中K——外墻傳熱系數(shù)，W/(m2·K);△t,——某作用時刻下，圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷計算溫差，即負荷溫差，℃。通過外窗傳入的熱量分為瞬變傳熱得熱和日射得熱，所以瞬變得熱冷負荷式中△t.——計算時刻負荷溫差，℃。XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章負荷計算外窗日射得熱冷負荷：式中xg——窗有效面積系數(shù)(7mm厚白玻璃);Xa——地點修正系數(shù)；cs——窗玻璃遮擋系數(shù)；Cn——窗內(nèi)遮陽系數(shù)；J——計算時刻透過單位窗口面積的太陽總輻射熱所形成的冷負荷，也叫冷負荷強度，W/m2。(3)、人體散熱形成的冷負荷人體散熱與性別，年齡，衣著，勞動強度以及環(huán)境條件(溫、濕度)等多種因素有關(guān)。從性別上看，可認為成年女子總散熱量約為男子的85%,兒童約為75%。由于性質(zhì)不同的建筑物中有不同比例的成年男子，女子和兒童數(shù)量，而成年女子和兒童的散熱量低于成年男子。為了實際計算方便，可以成年男子為基礎(chǔ)，乘以考慮了各類人員組成比例的系數(shù)，稱群集系數(shù)。本設(shè)計中，各房間具體人數(shù)根據(jù)房間用途而定，這將體現(xiàn)在具體的計算過程中。由此可以按照下式計算人員散熱形成的冷負荷：式中qx——成年男子在室內(nèi)溫度為26℃時的顯熱散熱量，W/人；q0——成年男子在室內(nèi)溫度為26℃時的潛熱散熱量，W/人；N——室內(nèi)全部人數(shù)；JX_,——t-T時間的人體負荷強度系數(shù)；(4)、照明和設(shè)備散熱形成的冷負荷照明和設(shè)備散熱得熱形成的冷負荷在工程上可按下式計算：XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章負荷計算下面以101房間為例，列出其冷負荷的計算過表格形式列出計算結(jié)果，計算過程略去。101有5個40W的照明設(shè)備，6個人。冷負荷。101房間冷負荷計算如下：vf=1.9,查表2-8房間屬于重型。維護結(jié)構(gòu)各部分的冷負荷分項計算如下：1、南外墻冷負荷從空氣調(diào)節(jié)附錄2-10查得擾量作用時刻T-c時的西安南向外墻負荷溫差的逐時值△TT-ε,按式(3-1)算出南外墻的逐時冷負荷，計算結(jié)果列于表3-3中。表3-3南外墻冷負荷表計算時刻T76666667KF計算時刻T899KF2南外窗冷負荷(1)瞬變傳熱得熱形成冷負荷由附錄2-12中查得的各計算時刻的負荷溫差△TT,計算結(jié)果列于表3-4。表3-4南外窗瞬時傳熱冷負荷KFKF(2)日射得熱形成冷負荷由附錄2-13中查得各計算時刻的負荷強度J,,窗面積1.8m2,窗的有效面積系數(shù)為0.85,地點修正系數(shù)1,窗戶內(nèi)遮陽系數(shù)C,=0.5.按式(3-3)計算，結(jié)果列于表3-5。表3-5南外窗日射得熱冷負荷計算時刻TF計算時刻TF3西外墻冷負荷表3-6西外墻冷負荷計算時刻T99887778KF計算時刻T89KF4北內(nèi)墻冷負荷表3-7北內(nèi)墻冷負荷66666777KF8889999KF5北內(nèi)門冷負荷表3-8北內(nèi)門冷負荷計算時刻T77654444KXXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章負荷計算F3556789KF36照明冷負荷(房間從18:00開始照明)表3-9照明冷負荷計算時刻T000000000000000000000000計算時刻T0001234000000人，散濕109g/(h·人),教師辦公室工作時間從8:00到晚8:00)表3-10人體冷負荷計算時刻T0123456700計算時刻T890000008人體潛熱冷負荷101房間各個時刻總冷負荷列于表3-11中。表3-11101房間冷負荷計算時刻T計算時刻T102房間各個時刻冷負荷表3-12102房間冷負荷計算時刻T南外墻南外窗瞬南外窗日射西內(nèi)墻北內(nèi)墻北內(nèi)窗瞬北內(nèi)窗日射北內(nèi)門照明00000000人體顯熱0潛熱總負荷南外墻南外窗瞬南外窗日射西內(nèi)墻XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章負荷計算北內(nèi)墻北內(nèi)窗瞬北內(nèi)窗日射北內(nèi)門照明000人體顯熱潛熱總負荷一層各個時刻每個房間的冷負荷匯總表表3-12一層各個房間冷負荷計算時刻T計算時刻T由表3-12看出，一層各個房間的最大冷負荷都出現(xiàn)在20:00。標準層和五層的冷負荷其他層和一層計算方法相同，經(jīng)過詳細計算，結(jié)果列于表3-13中。XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章負荷計算表3-13其它層各個房間冷負荷由表3-13可知，整棟樓的最大冷負荷出現(xiàn)在20:00。XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章負荷計算3.3空調(diào)熱負荷計算3.3.1空調(diào)熱負荷的計算方法空調(diào)熱負荷是指空調(diào)系統(tǒng)在冬季里，當室外空氣溫度在設(shè)計溫度條件時，為保持室內(nèi)的設(shè)計溫度，系統(tǒng)向房間提供的熱量。對于民用建筑來說空調(diào)冬季的經(jīng)濟性對空調(diào)系統(tǒng)的影響要比夏季小。因此，空調(diào)熱負荷一般是按穩(wěn)定傳熱理論計算的。3.3.2熱負荷的組成房間的熱負荷Q主要包括以下幾部分：Q2——冷風滲透耗熱量；Q3——冷風侵入耗熱量；(1)圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量F——圍護結(jié)構(gòu)的計算面積，m2;t,——冬季室內(nèi)空氣的計算溫度，℃;t'——冬季室外空氣的計算溫度，℃;α——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)圍護結(jié)構(gòu)耗熱量的修正按照暖通規(guī)范的規(guī)定，維護結(jié)構(gòu)的耗熱量修正應(yīng)考慮朝向修正、風力附加和高度附加三個方面。朝向附加耗熱量是考慮建筑物受太陽照射影響而對圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正?！杜ㄒ?guī)范》規(guī)定，朝向修正率宜按下列規(guī)定的數(shù)值選用：北、東北、西北0～10%;東南、西南—10%～—15%;風力附加耗熱量是考慮室外風速變化而對圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。《暖通規(guī)范》規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風力附加。只對建在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍護結(jié)構(gòu)附加5%～10%。高度附加耗熱量是考慮房屋高度對圍護結(jié)構(gòu)耗熱量的影響而附加的耗熱量?！杜ㄒ?guī)范》規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物(樓梯間除外)的高度附加率，當房間高度大于4m時，每高出1m應(yīng)附加2%,但總的附加率不應(yīng)大于在此只考慮朝向修正和高度修正，修正率如下：高度附加率2.8%(3)冷風滲透耗熱量因室內(nèi)保持正壓，且大門處又將設(shè)空氣幕，又考慮教室內(nèi)日照、照明、設(shè)備、人員的自然熱量，可不計算門窗縫隙滲透空氣量。(4)冷風侵入耗熱量由于流入的冷空氣量V不容易確定，根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)，冷風侵入耗熱量可采用外門基本耗熱量乘以表4-1的百分數(shù)的簡便方法進行計算，即Q=NQ'W式中Q為外門的基本耗熱量，WN為考慮冷風侵入的外門附加率，表3-14采用表3-14外門附加率N值外門布置狀況附加率外門布置狀況附加率一道門三道門(有兩個門斗)兩道門(有門斗)公共建筑和生產(chǎn)廠房的主要出入口因各房間層高小與4m,高度附加不考慮，教室沒有外門，所以不用考慮冷風侵入，因此只考慮維護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量。3.3.3各房間負荷計算結(jié)果XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章負荷計算以101房間的熱負荷為例，計算過程如此下表3-15所示。表3-15101房間熱負荷房間編號維護結(jié)構(gòu)名稱面積F傳熱系數(shù))室外計算溫度℃室內(nèi)外溫差溫差修正系數(shù)a基本耗熱量正朝向正朝向耗熱量修維護結(jié)構(gòu)耗熱量Q1=房間總負教師辦公北內(nèi)墻51西外墻1北內(nèi)門351地面I1南外窗1南外墻1地面Ⅱ10表3-16一層各個房間房間熱負荷房間負荷表3-17標準層各個房間房間熱負荷房間負荷XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章負荷計算表3-17頂層各個房間房間熱負荷房間負荷整棟教學(xué)樓總熱負荷為111065W。XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算第四章設(shè)計計算4.1.1夏季空調(diào)房間送風狀態(tài)全空氣系統(tǒng)的夏季處理過程如圖所示：圖中送風狀態(tài)點和送風量的確定方法為：在i-d圖上標出室內(nèi)狀態(tài)點N,過N點做熱濕比線ε,該線與φ=90%的交點L,即為送風狀態(tài)點0。為了獲得L點(或0點),常用的方法是將室內(nèi)外混合狀態(tài)C的空氣經(jīng)過空氣冷卻器冷卻減濕處理到L點(L點為機器露點，它一般位于φ=90%-95%線上),然后直接送入房間，吸收房間的余熱余濕后變?yōu)槭覂?nèi)狀態(tài)N,一部分室內(nèi)空氣直接排到室外，另一部分再回到空調(diào)機房與新風混合。因此整個出理過程為：圖4-1一次回風系統(tǒng)i-d圖按照i-d圖上空氣混合的比例關(guān)系：而即新風百分比m%,根據(jù)新風量與總風量的比例求出m值就可以確定C點的位置了。4.1.2新風量的確定XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算確定空調(diào)房間的送風量時要考慮能量平衡和質(zhì)量平衡。通常，在向室內(nèi)送風的同時，自室內(nèi)排出相應(yīng)的空氣，后著稱為排風。若排風重復(fù)利用，成為送風的一部分時，這部分排風稱為回風。根據(jù)熱濕平衡，即如果室內(nèi)空氣狀態(tài)維持不變，送排風所帶走的熱量和濕量必定等于室內(nèi)的熱負荷和濕負荷。新風必須滿足室內(nèi)正壓，室內(nèi)衛(wèi)生條件，因此在人流密集區(qū)，選7m3/人*h,則每層的新風量為每小時1792m3。4.2空調(diào)系統(tǒng)夏季空氣處理過程及其系統(tǒng)所需制冷量根據(jù)前面的負荷計算可知：底層室內(nèi)余熱量Q=49.047KW,新風冷負荷為送風溫差為8度，采用水冷式表面冷卻器。風量計算過程如下：(2)確定送風狀態(tài)點：過N點作ε=6328.6的直線與設(shè)定的φ=90%的曲線相交得到露點L,t?=17.9℃,iz=47.4KJ/Kg經(jīng)過再熱后到達送風點0,再熱量為0.37KW,io=47.5KJ/Kg,,in=51.3KJ/Kg(3)據(jù)消除余熱計算：可算出送風量為12791.3kg/h其它層風量計算如上，結(jié)果列于表4-1中。層數(shù)一層二層(三，四)五層送風量kg/h4.3散流器送風的設(shè)計計算.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。由室內(nèi)負荷計算各個房間送回風量及其風口面積及風速如表4-2和4-3中。XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算房間編號送風量kg/h送風口面積散流器個數(shù)122322風速3房間編號送風量kg/h送風口面積散流器個數(shù)122322風速房間編號送風量kg/h送風口面積散流器個數(shù)122322風速33表4-3各個房間回風口面積及流量房間編號回風量kg/h回風口面積回風口個數(shù)122322回風風速3333房間編號回風量kg/h回風口面積回風口個數(shù)122322回風風速3房間編號回風量kg/h回風口面積回風口個數(shù)122322回風風速3334.4風道的水力計算及送回風管徑的確定空氣的輸送與分配是整個空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分?？照{(diào)房間的送風量、回風量及排風量能否達到設(shè)計要求，完全取決于風道系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量及風機的配置是否合理。同時我們也應(yīng)注意到，為克服空氣輸送及分配過程中的流動阻力，空氣動力設(shè)備——風機需要消耗大量的能量?？傊L道系統(tǒng)的設(shè)計直接影響空調(diào)系統(tǒng)的實際使用效果和技術(shù)經(jīng)濟性能。下面先介紹風管的規(guī)格和風管水力計算的相關(guān)理論，再進行水力計算。風管的分類按照形狀可以分為圓形風管和矩形風管兩類。圓形風管具有強度大，相同斷面積時消耗材料少于矩形風管及阻力小等優(yōu)點。但它占據(jù)的有效空間較大，不易與建筑裝修配合，而且圓形風管管件的放樣、制作較矩形風管困難?；谏鲜鲈?，在普通的民用建筑空調(diào)系統(tǒng)中較少采用。一般多用于除塵系統(tǒng)和高速空調(diào)系統(tǒng)。矩形風管具有占用的有效空間少、易于布置及管件制作相對簡單等優(yōu)點，廣泛地用于民用建筑空調(diào)系統(tǒng)。為避免矩形風管阻力過大，其寬高比宜小于6,最大不應(yīng)超過10,在建筑空間允許的條件下，愈接近于1愈好。按照風管的制作材料分為金屬風道、非金屬風道和土建風道。金屬風道材料主要包括普通薄鋼板(黑鐵皮)、鍍鋅蔭鋼板(白鐵皮)以及不銹鋼板。鋼板厚度一般為0.5-1.5mm。金屬風道的優(yōu)點是易于加工制作，安裝方便，具有一定的機械強度和良好的防火性能，氣流阻力較小，因而廣泛用于通風空調(diào)系統(tǒng)。非金屬風道主要有無機玻璃鋼風道、塑料風道、纖維板風道、礦渣石膏板風道等。與金屬風道相比，具有耐腐蝕、使用壽命長、強度較高的優(yōu)點。由于該類風道及其管件均應(yīng)在廠家制作.因此現(xiàn)場施工不太方便。近年來玻璃鋼風道以其質(zhì)輕、耐腐蝕性能良好、強度高、可內(nèi)加阻燃型泡沫保溫樹料及無機填料制成保溫風道等優(yōu)點，在工程中日益得到廣泛應(yīng)用。但是國內(nèi)玻璃鋼風道質(zhì)量良莠不齊，有些廠家的產(chǎn)品加工質(zhì)量差，強度和耐火性能達不到要求，嚴重影響工程質(zhì)量。此外，塑料風管熱穩(wěn)定性能較差，既不耐高溫也不耐寒。保管不當易變形。土建風道通常有兩種：一種是混凝土現(xiàn)澆制成，另一種采用磚砌體制成。土建風道結(jié)構(gòu)簡單，隨土建施工同時進行，節(jié)省鋼材，經(jīng)久耐用。但是土建風道有明顯的缺點，主要表現(xiàn)為如下幾方面：a)施工質(zhì)量不好時，風道的漏風情況極為嚴重、影響風系統(tǒng)的正常使用；b)風道內(nèi)表面經(jīng)常由于抹灰不平而比較粗糙，使空氣在其內(nèi)部流動阻力增大，風機的能耗水平加大；c)施工管理不善容易導(dǎo)致風道堵塞；d)需要保溫時，存在一定問題或施工困難。基于上述原因，土建風道主要用于不太重要房間的空氣輸送及防、排煙通風，或者由于風道截面過大導(dǎo)致不易加工或布置有困難的場合。本設(shè)計選用鋼板制矩形風管。為了設(shè)計、制作、安裝的方便，按照優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系原則，國家制定了統(tǒng)一的通風管道規(guī)格。鋼板制矩形風管的常用規(guī)格見表4-4。設(shè)計者應(yīng)盡可能采用標準規(guī)格的風道，有時由于現(xiàn)場實際情況的限制，也可以進行適當調(diào)整。表4-4鋼板制矩形風管常用規(guī)格XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算4.4.2沿程阻力和局部阻力空氣在風道內(nèi)流動時，由于本身具有粘滯性及管道內(nèi)表面的粗超性等原因，在空氣內(nèi)部及空氣與管壁之間由于摩擦而產(chǎn)生的沿稱能量損失，稱之為沿程阻力(稱摩擦阻力);而當空氣流經(jīng)風道中的管件(如彎頭、三通、變徑等)和設(shè)備(如空氣處理設(shè)備、消聲器、各類閥門等)時，由于氣流的方向和速度發(fā)生變化以及產(chǎn)生渦流等原因，造成比較集中的能量損失，稱之為局部阻力。沿程阻力和局部阻力之和構(gòu)成空氣流動的總阻力。1沿程阻力的計算公式根據(jù)流體力學(xué)理論，空氣沿任意斷面形狀的直風管流動時，其沿程阻力按Darcy-Weisbach公式計算。λ——沿程摩擦阻力系數(shù)；v——風管內(nèi)空氣的平均流速，m/s;風管的水力半徑R按下式確定：通常定義風管單位長度的摩擦阻力為比摩阻，單位Pa/m,用R.表示，則有：XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算沿程摩擦阻力系數(shù)λ的確定。摩擦阻力系數(shù)λ的大小與空氣在風管內(nèi)的流動狀態(tài)和風管管壁的粗糙度有關(guān)。當流動為層流時，λ只與雷諾數(shù)Re有關(guān)；而當流動為紊流時，則λ不僅與雷諾數(shù)Re有關(guān)，而且還與壁面的粗糙度有關(guān)。研究表明，通風空調(diào)系統(tǒng)中，大部分風管內(nèi)的空氣流動狀態(tài)屬于紊流光滑區(qū)到粗糙區(qū)之間的紊流過渡區(qū)。只在流速很高且內(nèi)表面粗糙的土建風道內(nèi)，流動狀態(tài)才屬于粗糙區(qū)。紊流過渡區(qū)摩擦阻力系數(shù)λ的計算公式，目前普遍采用適用范圍較大的柯列勃洛克-懷持(Colebrookandwhite)公式。式中：K——風管內(nèi)壁粗糙度，mm;不同管壁材料的粗糙度詳見表4-5;Re——雷諾數(shù)，表示流體運動狀態(tài)特征的一個無因次數(shù)。表4-5不同管壁材料的粗糙度管壁材料管壁材料薄鋼板及鍍鋅薄鋼板膠合板塑料板木板礦渣石膏板混凝土礦渣混凝土板磚砌體可以看出，式(4-5)為λ的隱函數(shù)形式，不便計算。通常利用式(4-4)和式(4-5)制成線算圖或計算表，這樣只要已知流量、管徑、流速、比摩阻四個參數(shù)中的任意兩個，即可求得其余兩個參數(shù)，便于工程上計算管道阻力時使用。而實際工程中，一般是利用線算圖進行查詢計算，故將線算圖列于此處，如圖4-2所示。由以上敘述，可以算出單位長度比摩阻，則長度為1的風管沿程阻力損失△P.可按下式計算：風量/m3s)車位長度掌撞出力人，陽們0521車位長度掌撞出力人，陽們052102義風量Rm/h)2局部阻力的計算公式局部阻力一般按下式計算：S——局部阻力系數(shù)；v——與ζ對應(yīng)的風管斷面平均速度，m/s。各種管件的ζ值，除少數(shù)可用理論公式計算外，絕大多數(shù)需要通過實驗測定得到。在各類設(shè)汁手冊中查ζ時，應(yīng)特別注意采用與ζ相對應(yīng)的流速和動壓XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算計算其局部阻力。由以上各公式可計算出沿程阻力和局部阻力，則風管的總阻力損失為：4.4.3送風管道的阻力計算1、風系統(tǒng)設(shè)計的基本原則1)科學(xué)合理、安全可靠地劃分系統(tǒng)。要考慮清楚哪些房間可以合為一個系統(tǒng)，哪些房間必須設(shè)置單獨系統(tǒng)。2)風管斷面形狀應(yīng)與建筑結(jié)構(gòu)配合，并爭取做到與建筑空間完美統(tǒng)一。風管規(guī)格要按照國家標準。3)風管布置要盡可能短，避免復(fù)雜的局部管件。彎頭、三通等管件要安排得當，與風管的連接要合理，以減少阻力和噪聲；同時還要考慮便于風系統(tǒng)的安裝、調(diào)節(jié)與維修。4)風系統(tǒng)新風人口應(yīng)選在室外空氣較潔凈的地點，為避免吸入室外地面灰塵，進風口底部距室外地面不宜低于2m(綠化地帶時不宜低于1m)。當新風人口與排風口同時存在時，應(yīng)使新風位位于主導(dǎo)風向的上風側(cè)，新風入口宜低于排風口3m以上，且水平距離不宜小于10米。5)當輸送有可能在風管內(nèi)凝結(jié)的氣體時，風道應(yīng)有不小于0.005的坡度，以利于排除積液，并應(yīng)在風管或風機的最低點設(shè)置水封泄液管。6)風系統(tǒng)布置好之后，不要忘記在適當?shù)牟课环胖蔑L管閥門，如一次性調(diào)節(jié)閥(插板閥、多葉調(diào)節(jié)閥等)、經(jīng)常開關(guān)的調(diào)節(jié)閥(新風閥、一次和二次回風閥、排風閥等)、電動調(diào)節(jié)閥合防火閥等，否則風系統(tǒng)的水力計算將不準確。此外，還應(yīng)預(yù)留某些測量裝置如觀察孔、壓力表、溫度計、風量測定孔和采樣孔的位置。2、風管水力計算基本任務(wù)風管水力計算的根本任務(wù)是解決下面兩類問題。1)設(shè)計計算。在系統(tǒng)設(shè)備布置、風量、風管走向、風管材料及各送、回或排風點位置均已確定的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟合理地確定風管的斷面尺寸，以保證實際風量符合設(shè)計要求，并計算系統(tǒng)總阻力，最終確定合適的風機型號及選配相應(yīng)2)校核計算。有些改造工程經(jīng)常遇到下面情況，在主要設(shè)備布置、風量、斷面尺寸、風管走向、風管材料及各送回或排風點位置均為已知條件的基礎(chǔ)上，核算已有風機及配用電機是否滿足要求，如不合理則重新選配。4.4.4風管水力計算方法工程中常用的風管水力計算的方法是假定流速法。其特點是先按技術(shù)經(jīng)濟要求選定風管流速，然后再根據(jù)風管內(nèi)的風量確定風管斷面尺寸和系統(tǒng)阻力。假定流速法的計算步驟和方法如下：1)繪制空調(diào)系統(tǒng)軸測圖，并對各段風道進行編號、標注長度和風量。管段長度一般按兩個管件的中心線長度計算，不扣除管件本身的長度。2)確定風管內(nèi)的合理流速。在輸送空氣量一定的情況下，增大流速可使風管斷面積減小。制作風管所消耗的材料、建設(shè)費用等降低，但同時也會增加空氣流經(jīng)風管的流動阻力和氣流噪聲。增大空調(diào)系統(tǒng)的運行費用；減小風速則可以降低輸送空氣的動力消耗，節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)的遠行費用，降低氣流噪聲，但卻增加風管制作消耗的材料及建設(shè)費用。因此必須根據(jù)風管系統(tǒng)的建設(shè)費用、運行費用和氣流噪聲等因素進行技術(shù)經(jīng)濟比較，確定合理的經(jīng)濟流速。民用建筑空調(diào)系統(tǒng)風速的選用詳見表4-6,考慮不同噪聲要求下風管推薦風速詳見表4-7。表4-6民用建筑空調(diào)系統(tǒng)風速的選用風速(m/s)部位高速風管推薦風速最大風速高層建筑新風入口風機入口風機出口主風管水平支風管垂直支風管送風口3)根據(jù)各風管的風量和選擇的流速確定各管段的斷面尺寸，計算沿程阻力和局部阻力。根據(jù)初選的流速確定斷面尺寸時、應(yīng)按表4-4的通風管道統(tǒng)一規(guī)格選取，然后按照實際流速計算沿程阻力和局部阻力。注意阻力計算應(yīng)選擇最不表4-7不同噪聲要求下風管推薦風速室內(nèi)允許噪dB(A)主管風速(m/s)支管風速(m/s)新風如口風速(m/s)34-4.554)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(yù)期的風量，必須進行阻力平衡計算。一般的空調(diào)系統(tǒng)要求并聯(lián)管路之間的不平衡率應(yīng)不超過15%。若超出上述規(guī)定，則應(yīng)采取下面幾種方法使其阻力平衡。a)在風量不變的情況下，調(diào)整支管管徑。b)在支管斷面尺寸不變情況下，適當調(diào)整支管風量。c)閥門調(diào)節(jié)。通過改變閥門開度，調(diào)整管道阻力，理論上最為簡單易行；總之，前面兩種方法(方法a和方法b)在設(shè)計階段即可完成并聯(lián)管段阻力平衡，但只能在一定范圍內(nèi)調(diào)整管路阻力，如不滿足平衡要求，則需要輔以閥門調(diào)節(jié)。方法c具有設(shè)計過程簡單、調(diào)整范圍大的優(yōu)點，但實際運行調(diào)試工作量較5)計算系統(tǒng)總阻力。系統(tǒng)總阻力為最不利環(huán)路阻力加上空氣處理設(shè)備的阻一層送風風管水力計算如下，結(jié)果列于表4-8中。Pa。檢查并聯(lián)管路的阻力平衡：管段4-15-16-17(記總阻力為△P)與管段4-5-6-7(記總阻力為△P?)并聯(lián)，則不平衡率衡滿足設(shè)計要求。表4-8一層送風管道水力計算編號流量長度面積流速動壓局部阻力系數(shù)局部阻力比摩阻沿程阻力管段阻力120030045967118911551595111XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算圖4-3各層送風管道示意圖二層風管水力計算如表4-9所示表4-9二層風管水力計算編號流量長度面積流速動壓局部阻力系數(shù)局部阻力比摩阻沿程阻力管段阻力1200300435969711891151513111中間層送風最不利環(huán)路總阻力為72.3Pa與1-2-3-4-5-6-7阻力損失為66.3Pa。進行阻力平衡計算，其不平衡率9.3%小與15%。其他各個環(huán)路阻力不平衡通過閥門調(diào)節(jié)。五層風管水力計算如4-10所示：送風最不利環(huán)路總阻力為68.23Pa與1-2-3-4-5-16-17阻力損失為64.6Pa,進行阻力平衡計算，其不平衡率6%小與15%門調(diào)節(jié)。表4-10五層風管水力計算編號流量長度面積流速動壓局部阻力系數(shù)局部阻力比摩阻沿程阻力管段阻力12003004567189911131114.4.6各層回風水力計算結(jié)果結(jié)果一層回風水力計算結(jié)果列于表4-11中。表4-11一層回風系統(tǒng)水力計算編號流量長度面積流速動壓局部阻力系數(shù)局部阻力比摩阻沿程阻力管段阻力100234516711819150011最不利環(huán)路1-9-10-11-12總阻力損失81.564Pa,阻力平衡不再進行計算，通過閥門進行調(diào)節(jié)。二層回風水力計算結(jié)果列于表4-12中。表4-12二層回風管道水力計算編號流量長度面積流速動壓局部阻力系數(shù)局部阻力比摩阻沿程阻力管段阻力12345167118191520011最不利環(huán)路1-9-10-11-12總阻力損失91.1Pa,阻力平衡不再進行計算，通過閥門進行調(diào)節(jié)。五層回風水力計算結(jié)果列于表4-13中。最不利環(huán)路1-9-10-11-12總阻力損失85.5Pa,阻力平衡不再進行計算，通過閥門進行調(diào)節(jié)。一般來說，一個完整的中央空調(diào)系統(tǒng)由三大部分組成，即冷熱源、供熱與供冷管網(wǎng)和空調(diào)用戶系統(tǒng)。所謂的冷熱源就是通過管路系統(tǒng)將各種設(shè)備組成制備熱媒或冷媒的熱力系統(tǒng)；供熱與供冷管網(wǎng)是輸送熱媒與冷媒的大動脈，將冷熱源制備的冷、熱媒輸送到用戶；空調(diào)用戶系統(tǒng)是由管路系統(tǒng)與末端空氣處理設(shè)備組成冷量或熱量的分配系統(tǒng)，按各建筑物冷熱負荷的大小，合理地將冷量或熱量分配到各個房間或區(qū)域，以創(chuàng)造出舒適而健康的室內(nèi)環(huán)境。表4-13五層回風管道水力計算編號流量長度面積流速動壓局部阻力系數(shù)局部阻力比摩阻沿程阻力管段阻力1234516718191114.5.1空調(diào)水系統(tǒng)的比較空調(diào)水系統(tǒng)的形式比較復(fù)雜，有很多的分類方法。如，按照介質(zhì)是否與空氣接觸分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)；按照系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路中水的流程分為同程式系統(tǒng)和異程式系統(tǒng)；按照系統(tǒng)循環(huán)水量的特征分為定流量系統(tǒng)和變流量系統(tǒng)；按照系統(tǒng)中循環(huán)水泵的設(shè)置分為單級泵系統(tǒng)和雙級泵系統(tǒng)；按照冷熱水管道的設(shè)置分為雙管制系統(tǒng)、三管制系統(tǒng)和四管制系統(tǒng)。其中各種系統(tǒng)形式的優(yōu)、缺點比較列于下表。以下是各種系統(tǒng)的優(yōu)缺點的簡單比較，在選擇系統(tǒng)時，一般系統(tǒng)在符合下列情況時，可以作出相應(yīng)的選擇：XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算表4-14空調(diào)水系統(tǒng)比較類型特征優(yōu)點缺點閉式管路系統(tǒng)不與大氣相接觸，僅在系統(tǒng)最高點設(shè)置膨脹水箱與設(shè)備的腐蝕機會少；不需要克服靜水壓力，水泵壓力、功率均低。系統(tǒng)簡單與蓄熱水池連接時比較復(fù)雜開式管路系統(tǒng)與大氣相通與蓄熱水池連接比較簡單易腐蝕，輸送能耗大同程式供回水干管中的水流方向相同；經(jīng)過每一管路的長度相等水量分配，調(diào)度方便，便于水力平衡需設(shè)回程管，管道長度增加，初投資稍高異程式供回水干管中的水流方向相反；經(jīng)過每一管路的長度不相等管路簡單，初投資稍低水量分配，調(diào)度較難，水力平衡較麻煩兩管制供熱、供冷合用同一管路系統(tǒng)管路系統(tǒng)簡單，初投資省無法同時滿足供熱、供冷的要求三管制分別設(shè)置供冷、供熱管路與換熱器，但冷熱回水的管路共用管路系統(tǒng)較四管制簡單有冷熱混合損失，投資高于兩管制，管路系統(tǒng)布置較簡單四管制供冷、熱的供、回水管均分開設(shè)置，具有冷、熱兩套獨立系統(tǒng)能靈活實現(xiàn)同時供冷或供熱，沒有冷、熱混合損失管路系統(tǒng)復(fù)雜，初投資高，占用建筑空間較多單式泵冷、熱源側(cè)與負荷側(cè)合用一組循環(huán)水泵系統(tǒng)簡單，初投資省不能調(diào)節(jié)水泵流量，難以節(jié)省輸送能耗，不能適應(yīng)供水分區(qū)壓降較懸殊的情況復(fù)式泵冷、熱源側(cè)與負荷側(cè)分別配備循環(huán)水泵可以實現(xiàn)水泵變流量，能節(jié)省輸送能耗，能適應(yīng)供水分區(qū)不同壓降，系統(tǒng)總壓力低。系統(tǒng)較復(fù)雜，初投資較高2、空調(diào)冷媒水和熱媒水的循環(huán)水泵，不宜冬夏共同使用同一水泵，一般宜3、空調(diào)冷媒水系統(tǒng)宜采用閉式循環(huán)，在高層建筑中，冷媒水系統(tǒng)應(yīng)采用閉4、水系統(tǒng)的管路設(shè)計，宜按照下列原則確定其制式：(1)支管環(huán)路的壓力降較小，主干管路的壓降起主導(dǎo)作用者，宜采用同程式；5、全年使用的空調(diào)系統(tǒng)，當僅要當按季節(jié)變化統(tǒng)一進行換時，宜采用兩管制供水方式；當加熱和冷卻工況交替變換比較頻繁，或在同熱媒水的供、回管應(yīng)采用非燃或難燃保溫材料進行保溫。保溫層外應(yīng)復(fù)以如鋁箔之類的隔汽層。冷、熱水管穿過墻體或樓板時，其保溫層與隔汽層應(yīng)保持連7、為了減少冷水機組蒸發(fā)器的承壓，在高層建筑中，當冷水機組安裝在低區(qū)時，冷媒水循環(huán)泵宜裝置在蒸發(fā)器的出水端。8、當空調(diào)冷媒水系統(tǒng)的規(guī)模和總壓力損失均不太大，分區(qū)供水彼此間的力損失相差不甚懸殊時，冷媒水循環(huán)水泵宜采用單級泵。根據(jù)以上各系統(tǒng)的特征及優(yōu)缺點，結(jié)合本設(shè)計的情況，本設(shè)計空調(diào)水系統(tǒng)選擇閉式、異程、雙管制、單式泵系統(tǒng)。4.5.2空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計原則空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計主要原則如下：1)空調(diào)水系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的輸送能力。例如，在中央中調(diào)系統(tǒng)中通過水系統(tǒng)來確保流過每臺空調(diào)機組或風機盤管空調(diào)器的循環(huán)水量達到設(shè)計流量，以確保機組的正常運行。2)合理布置管道。管道的布置要盡可能地選用同程式系統(tǒng)，雖然初投資略有增加，但易于保持環(huán)路的水力穩(wěn)定性；若采用異程系統(tǒng)時，設(shè)計中應(yīng)注意各支管間的壓力平衡問題。3)確定系統(tǒng)的管徑時，應(yīng)保證能輸送設(shè)計流量，并使阻力損失和水流噪聲小，以獲得經(jīng)濟合理的效果。眾所周知、管徑大則投資多，但流動阻力小，循環(huán)水泵的耗電量就小，使運行費用降低，因此，應(yīng)當確定一種能使初投資和運行費用之和為最低的管徑。同時，設(shè)計中要杜絕大流量小溫差問題，這是管路系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)濟原則。4)設(shè)計中，應(yīng)進行嚴格的水力計算，以確保各個環(huán)路之間符合水力平衡要求，使空調(diào)水系統(tǒng)在實際運行中具有良好的水力工況和熱力工況。5)空調(diào)管路系統(tǒng)應(yīng)能滿足中央空調(diào)部分負荷運行時的調(diào)節(jié)要求。6)空調(diào)管路系統(tǒng)設(shè)計中要盡可能多地采用節(jié)能技術(shù)措施。7)管路系統(tǒng)選用的管材、配件要符合有關(guān)的規(guī)范要求。8)管路系統(tǒng)設(shè)計中要注意便于維修管理，操作、調(diào)節(jié)方便。4.5.3水系統(tǒng)的水力計算方法空調(diào)水系統(tǒng)管路的水力計算是在已知水流量和推薦流速下，確定水管管徑及水的流動阻力。并據(jù)此來選擇所需要的循環(huán)水泵。1、水流量的確定空調(diào)水系統(tǒng)管路中水流量的確定根據(jù)下式計算：XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算已知各層房間需要供給的冷量和新風冷負荷，根據(jù)上述公式，可以計算出各層水的質(zhì)量流量，再根據(jù)管段的供冷情況，計算出各管段水的質(zhì)量流量。2、管徑的確定水管管徑d由下式確定：水系統(tǒng)中管內(nèi)水流速按表4-15中的推薦值選用，經(jīng)試算來確定其管徑，或按表4-16根據(jù)流量確定管徑。表4-15管內(nèi)水流速推薦值(m/s)管徑/mm閉式系統(tǒng)開式系統(tǒng)管徑/mm閉式系統(tǒng)開式系統(tǒng)表4-16水系統(tǒng)的管徑和單位長度阻力損失系統(tǒng)形式閉式系統(tǒng)開式系統(tǒng)流量(m3/h)流量(m3/h)XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算系統(tǒng)形式閉式系統(tǒng)開式系統(tǒng)流量(m3/h)流量(m3/h)3、水的流動阻力的確定(1)沿程阻力水在管道內(nèi)的沿程阻力按下式計算：式中：λ——摩擦阻力系數(shù)，無因次量；l——立管段長度，m;d——管道內(nèi)徑，m;p——水的密度，1000kg/m3;R——單位長度沿程阻力，又稱比摩阻，Pa/m。冷水管采用鋼管或鍍鋅管時，比摩阻R一般為100-400Pa/m,最常用的為摩擦阻力系數(shù)λ與流體的性質(zhì)、流態(tài)、流速、管內(nèi)徑大小、內(nèi)表面的粗糙度有關(guān)。過渡區(qū)的λ可按柯列勃洛克-懷持(Colebrookandwhite)公式計算：式中：K——管內(nèi)表面的當量絕對粗糙度，mm;閉式水系統(tǒng)K=0.2mm,開式水系統(tǒng)K=0.2mm,冷卻水系統(tǒng)K=0.2mm;Re——雷諾數(shù)，表示流體運動狀態(tài)特征的一個無因次數(shù)，Re=vd/v;XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算可用圖4-5查出水管路的比摩阻。比震用;pam比震用;pam(2)局部阻力水流動時遇到彎頭、三通及其他配件時，因摩擦及渦流耗能而產(chǎn)生的局部阻力計算公式為：v——與ζ對應(yīng)的水速度，m/s。確定局部阻力，主要是確定局部阻力系數(shù)ζ,因此，為了便于確定各管段局部阻力系數(shù)，現(xiàn)將常用的局部阻力構(gòu)件及其系數(shù)列表如下，在計算過程中，根據(jù)實際情況查找相應(yīng)的部件。XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算表4-17局部阻力當量長度對照表管徑/mm除污器//////彎頭//////乙字彎1//////截止閥6閘閥/1漸縮變徑1//////漸擴變徑//////直流三通2旁流三通5分流、合流三通直流四通分流四通(3)水管總阻力水流動總阻力H?(Pa)包括沿程阻力H,和局部阻力H,即：4.5.4冷凍水立管的水力計算供回水立管的水力計算先根據(jù)各層所需的冷量計算出各層需要的水流量；然后，由供回水立管的布置草圖，確定各管段的水流量，根據(jù)各管段的水流量，由表4-16確定各管段管徑。由圖4-5可查出比摩阻R,由表4-17查出各管件的局部阻力系數(shù)，可確定各管段的總阻力。XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算8954321圖4-6冷凍水立管示意圖冷凍水供回水立管水力計算列于表4-18。表4-18冷凍水立管水力計算序號負荷流量管徑管長VRξ12345363789冷凍水立管總阻力損失為33706Pa。冷凍水干管采用估算10kPa/100m,則每層干管水力損失為6.5kPa。除冷凍水系統(tǒng)外，采用水冷式冷凝器的制冷系統(tǒng)的運行費用主要由兩個方面構(gòu)成，一是制冷壓縮機的耗電量費用，另一個就是冷卻水的費用。所以合理的選用冷卻水源和冷卻水系統(tǒng)對制冷系統(tǒng)的運行有重大意義。常用的冷卻水系統(tǒng)的水源有：地表水、地下水、海水、自來水等。冷卻水系統(tǒng)的形式主要有直流式冷卻水系統(tǒng)和循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)。直流式冷卻水系統(tǒng)是指升溫后的冷卻水直接排出，不重復(fù)使用。直流式冷卻水系統(tǒng)主要是用于在有充足水源的地方，且大型空調(diào)冷源用水量大的場合。循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)是將來自冷凝器的冷卻回水先通過蒸發(fā)式冷卻裝置，使之冷卻降溫，然后再用水泵送回冷凝器循環(huán)使用，這樣，只需要補充少量新鮮水即可。與直流式相比，循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)可以節(jié)約能量和水源，而且降低費用。制冷系統(tǒng)中常用蒸發(fā)式冷卻裝置由兩種類型：自然通風式冷卻塔和接卸通風式冷卻塔。表4-19冷卻水系統(tǒng)水力計算管段號流量管徑長度流速比摩阻沿程阻力動壓局部阻力系數(shù)局部阻力管段阻力11223654252861XXXX畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章設(shè)計計算總上所述，比較其優(yōu)缺點，在本系統(tǒng)中選用自來水作為冷源，采用循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)水力計算如表4-19:總阻力損失20121.9Pa在閉式系統(tǒng)中，必須保證系統(tǒng)管道及設(shè)備內(nèi)充滿水，因系管道任一點的壓力都高于大氣壓力(否則會吸入空氣),因此閉式水系統(tǒng)需要定壓。空調(diào)系統(tǒng)中廣泛采用定壓點在水泵的吸入口處的定壓方式，其主要的優(yōu)點是水力系統(tǒng)工況穩(wěn)定。在本系統(tǒng)中采用補給水泵定壓的方式。第五章設(shè)備選擇空調(diào)機組的選擇依據(jù)每層的送風量和冷負荷選，各層空調(diào)房間的總冷負荷，水流量和總熱負荷如表5-1所示。表5-1各層空調(diào)房間的總冷負荷樓層室內(nèi)冷負荷流量總熱負荷WW一層二，三，四層五層匯總一層和中間層送風量接近，分別為11628.5和11651.4,選用的空氣處理機組的參數(shù)如表5-2。表5-2空氣處理機組參數(shù)表型號長度外形尺寸(長*寬*高)合段濾段濾段段段五層送風量為13324.5選用的空氣處理機組的參數(shù)如表5-3。表5-3空氣處理機組參數(shù)表型號長度外形尺寸(長*寬*高)混合段初效過濾段中效過濾段表冷器加熱段制冷機組容量的確定：A——建筑物的同時使用系數(shù)，一般為0.6～1.0;A?——冷損失系數(shù)，一般為1.05～1.15;A?——事故備用冷量系數(shù)，兩臺機組時A?取1.4,三臺時A?取1.2;A?——考慮設(shè)備傳熱及出力效率降低的系數(shù)；制冷機組的容量為：選用兩臺型號為30HXC165B系類水冷式螺桿式冷水機組制冷機組運行的工況條件：名義制冷量按以下工況確定冷凍水的進水溫度：12℃冷卻水的進水溫度：30℃蒸發(fā)器污垢系數(shù)：0.044冷凍水的出水溫度：7℃冷卻水的出水溫度：35℃冷凝器污垢系數(shù)：0.044制冷機組的規(guī)格，如表5-4所示。由上邊計算可知整個教學(xué)樓的設(shè)計流量為64.872m3/h,考慮到各種不利因素，經(jīng)常附加10%的余量。所以冷凍水泵的流量為70.8m3/h。選用三臺水泵(兩用一備),則每臺水泵的流量為35.4m3/h。表5-4制冷機組規(guī)格商品編號名義制冷量名義工況功率電源安全保護類別高低壓保護等容量控制6級冷卻水類型殼管流量管徑水阻力冷凍水類型殼管流量管徑水阻力外形尺寸長寬高機組凈重運轉(zhuǎn)重量冷水機組阻力：取30kPa;管路阻力：由前面的計算可知管路的阻力為14.5kPa;空調(diào)末端裝置阻力為10kPa;水系統(tǒng)的各部分阻力之和為30kPa+14.5kPa+10kPa=54.5kPa=5.45m;水泵揚程：取10%的安全系數(shù)，則揚程H=5.454m×1.1=6m。選擇型號為IS100-65-250B的水泵，水泵的詳細參數(shù)如表5-5所示。表5-5IS100-80-160D型水泵參數(shù)表型號流量Q電機功率汽蝕余量rm85.4冷卻水泵的選擇(1)冷卻水流量的計算式中：Q——制冷機放出的熱量，Q≈Q×1.3KW;c——冷卻水的比熱，KJ/Kg℃;t?——冷卻水出口溫度，℃;t?——冷卻水進口溫度，℃。所以冷卻水流量為G?=1.3×375.3/4.2/5=23.2kg/s=83.5m3/h冷卻水泵選用三臺(兩用一備)每臺水泵的流量為42m3/h(2)冷卻水泵揚程的確定式中：h,,h——冷卻水管路系統(tǒng)總的沿程阻力損失和局部阻力損失；h——冷凝器阻力，如表8-3所示為50kPa;h,——冷卻塔中水的提升高度(從冷卻塔盛水池到噴嘴的阻力)h?！鋮s塔噴嘴的噴霧壓力，可取49.05kPa。冷卻水泵揚程為：Hp=1.1(77+49.05+4+20)=165.選擇型號為IS100--200的水泵，水泵的詳細參數(shù)如表5-6所示。表5-6IS100-65-125型水泵參數(shù)表型號流量Q電機功率汽蝕余量rm5.5冷卻塔的選擇根據(jù)國家標準GB7190-1997規(guī)定的冷卻塔的標準設(shè)計工況及冷卻塔的運行工況如表所示。表5-7冷卻塔的運行參數(shù)塔類型標準型出水溫度/°C設(shè)計溫差/°C5濕球溫度/°C干球溫度/°C根據(jù)冷卻水的流量83.5m3/h,選擇型號為CDBNL?-125的超低噪聲型逆流玻璃鋼冷卻塔，其主要參數(shù)如表所示。型號冷卻水量主要尺寸(mm)風量風機直徑電機功率重量(t)總高度寬度自重運轉(zhuǎn)重4變頻補水泵在系統(tǒng)中可以起到定壓的作用，它的揚程應(yīng)保證補水壓力比系統(tǒng)補水點壓力高30-55kPa,也可以根據(jù)下式確定：H?-補水泵吸入管路總阻力損失，Pa;H?——補水泵壓出管路總阻力損失，Pa;H——補水箱最低水位高出系統(tǒng)補水點的高度，m;g——重力加速度，m/s2。補水泵總小時流量宜為系統(tǒng)水容量的5%,不得超過10%;系統(tǒng)較大時宜設(shè)置2臺補水泵，一用一備，初期上水或事故補水時2臺水泵同時運行。經(jīng)過計算，選用型號為32LG-15X2的補水泵，流量為6.5m3/h,揚程為30m,