精品毕业论文暖通空调

摘 要目前，随着我国经济的逐步增长，人们对居住条件生活环境的舒适性的要求越来越高，对中央空调的需求越来越大，对中央空调节能、舒适、健康更加关注。根据南京市的能源使用现状及目前的经济发展水平，从节能的角度出发进行设计，为人们提供一个舒适、安全、卫生的工作环境。本设计是西安市某综合楼的空调工程设计，该接待中心面南背北，建筑总面积约32780m2，该建筑物地上共12层，一、二、三层主要为商铺、办公室，层高5.9m和4.8m，四十二层为客房，层高3m；地下一层高4.8m，为配电室、水泵房、消防水池和制冷机房。根据合理利用能源的原则，因地制宜，在比较各种方案的可行性后，选择一个技术可靠，经济合理，管理方便的设计方案。最终确定方案为：采用风机盘管加新风系统，本建筑物采用螺杆式冷水机组作为冷源，板式换热器作为热源。水系统选择闭式、竖直同程、水平异程式、双管制、单级泵，变流量系统。设计内容包括: 空调负荷的计算；空调系统的划分与系统方案的确定；送风状态及送风量的确定；冷源的选择；空调末端处理设备的选型；风系统的设计与计算；室内送风方式与气流组织形式的设计及校核；水系统的设计及计算；风管系统与水管系统保温层和防腐设计；消声防振设计等内容。关键词：综合楼；中央空调系统；风机盘管加新风系统；性能比较IIAbstractAt present, the step-by-step as Chinas economic growth, living conditions for the comfort of the living environment of increasingly high demand for central air-conditioning on the growing demand for energy-efficient central air-conditioning, comfort, health concern. Jinan, the energy use in accordance with the status quo and the current level of economic development, from the point of view of energy-saving design, providing a comfortable, safe and healthy working environment. Xian City, the design is air-conditioned hotel Guangfa engineering design, a total of nine of the building, one to five layers of 4.6 meters high. According to the principle of rational use of energy, in line with local conditions, on the feasibility of various options, choose a technical reliable and economic rationality, management and convenient design. To finalize the program as follows: large space full of air time to the use of wind air-conditioning system, plus a small space using the new style fan coil system, this building used as a screw-type chiller cold source. Closed water systems, vertical with the process, the level of different programs, dual control, single-stage pumps, variable flow system. Design elements include: air conditioning load calculation; air-conditioning system into the identification of programs and systems; air condition and determine the volume of air; cold source of choice; air-conditioning end of the selection of processing equipment; Wind Systems Design and calculation; indoor delivery wind flow forms of organization with the design and verification; water system design and calculations; air duct system and plumbing systems, and anti-corrosion insulation layer design; muffler vibration design content.Keywords: the entire air system; fan coil plus fresh air system; Performance Comparison目 录摘 要IAbstract摘 要IAbstractII第1 章 绪论1第2章 设计参数42.1 地点42.2 室外气象参数42.3 室内空气计算参数42.4 围护结构参数4第3章 工程概述和空调设计特点63.1 工程概述63.2 设计特点63.2.1 空调系统的选择63.2.2 冷热源的选择8第4章 空调系统冷、热、湿负荷的计算114.1 冷、热、湿负荷的概念114.2 主要计算公式114.2.1 冷负荷114.2.2 湿负荷14第5章 新风负荷计算155.1 概念155.2 计算公式15第6章 送风量及新风量的计算166.1 送风量的计算166.2 新风量的计算166.3 确定焓湿图176.4 举例计算18第7章 气流组织计算247.1 布置原则247.2 气流组织分布247.3 各风口的选择计算247.4 新风入口的选择计算25第8章 空调系统的设计计算及设备选择268.1 风系统的设计计算268.1.1 风道布置原则268.1.2 风管设计268.1.3 风管水力计算278.2 水系统的设计计算298.2.1 水系统的设计选择298.2.2 系统水管水力计算298.2.3 冷凝水的排出308.2.4 水系统的水质处理318.3 设备的选择计算328.3.1 风机盘管选择计算328.3.2 新风机组选择计算328.3.4冷水机组选择计算328.3.5冷却塔的选择计算348.3.6补给水箱的选择计算348.3.7水泵的选择计算35致 谢44参考文献45附 录46IV第一章 绪论III第1 章 绪论 随着现代科学技术的发展和我国市场经济的大发展，各地都在兴建高标准的综合楼。综合楼的建筑水准和设备水准是一个国家现代化程度和技术水平的标志。 目前，随着我国经济的逐步增长，居住条件日益改善人们对生活环境的舒适性的要求越来越高，对中央空调的需求越来越大，对中央空调节能、舒适、健康更加关注。本设计结合综合楼空调的特点，根据西安地区的能源结构与能源使用现状及目前的经济发展水平，从节能的角度出发进行设计，为人们提供一个舒适、安全、卫生的生活环境。 暖通空调关系到千家万户的冷暖，关系到人们的健康和安全，关系到工作效率和产品质量，同时暖通空调还是耗能大户，其能耗占全国总能耗的15%以上,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，这一比例还在逐年提高。因此暖通空调还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染。暖通空调是关系到国计民生和国家可持续发展战略的重要行业。工程设计是影响暖通空调工程质量最重要的一个环节，暖通空调设计方案直接关系到系统性能特性、能耗、投资和运行费用，因此方案设计是暖通空调设计工作最重要的环节之一。 由于综合楼的使用特点是：人员集中，夜间极少部分人员流动，这就要求综合楼的的空调系统，除应能满足大负荷时的用冷外，还应能高效微量供冷。为了保障人们的身体健康,通过对空调系统的设计、能耗模拟、方案比较，为建筑寻找到对其合适的空调系统方案，实现“低能耗、低运行费用、低排放量”的三低空调的最佳方案。 综合楼是一个人员流动性较大的场所，所以室内空气的温湿度、洁净度和新风空气量等，对综合楼人员的身体健康影响很大，只有综合楼的居住环境得到了较好的改善，综合楼的效益等才会提高。因此，综合楼的空气环境越来越被人们所重视。一.空调的发展和前景1）变频空调的发展 变频空调是目前空调消费的流行趋势。它与一般空调比，有着高性能运转、舒适静音。节能环保、能耗低的显著特点，它的出现改善了人们的生活质量。 日本作为变频空调强国，从20世纪80年代初开始到现在，变频空调已占其空调市场的90左右。变频空调在我国发展速度相当快，不到8年时间就达到与日本先进水平同步。进入2000年，国内个别企业将直流变频技术与PAM控制技术结合应用，使空调完全进入变频空调的最高领域。它不仅使直流变频压缩机的优越性能充分发挥，更能利用数码特点，准确提高能效，达到节能51的目的。2）无氟空调的发展 臭氧层破坏是当前全球面临的重大的环境问题之一，由于以前空调业所采用的传统制冷剂对臭氧层有破坏作用及产生温室效应，对大气造成破坏，因而无氟空调是众所期待的产品。3）舒适性空调的发展 健康是空调业发展的主题之一。以前的空调采用了多种健康技术，如负离子、离子集尘、多元光触媒等，这些技术的运用使空调产品的健康性能得到了极大提升。海尔空调把负离子、离子集尘、多元光触媒、双向换新风、健康除湿等领先技术在内的高科技手段组合起来使用，发挥了巨大的威力，而未来空调进步的一个方向也就是对各种技术的灵活使用。4）其它空调新技术的发展1. HEPA酶技术 HEPA酶杀菌技术，对于0.3微米以上的粉尘吸附率可达99.9，对结核菌、大肠菌等有害细菌具有高效杀菌能力，对霉菌的生长也有很强的抑制作用。2. 冷触媒技术 冷触媒这一技术采用日本专利，是一种低温低吸附的材料，根据吸附-催化原理，在常温下就能对甲醛等有害物质边吸附边分解成二氧化碳和水，这种触媒不需要再生，不需更换，使用寿命长达十年以上。 3. 体感温度控制技术智能装在遥控器上的感温元件，感知室内人们活动范围的温度，并将信息发射到主机接收器上，使主机随时调整运行状态，实现真正的体感温度控制自动化。4. 人感控制技术人感控制技术利用双红外感应器控测人的方位，自动调节送风方向（左送风、中送风、右送风或全方位送风），风随人行。5. PTC电辅助加热技术PTC电辅助加热技术，可在超低温条件下迅速制热，效力强劲，安全可靠，可长期使用。 总之，伴随着科技和社会的进步，节能、环保、健康、智能控制已成为空调发展的大趋势。 作为一个建筑环境与设备工程专业的学生，在毕业时应对空调系统有较深刻的掌握和设计能力。所以，我们建环教研室的老师给我们布置了不少的空调设计，目的是为了培养我们空调设计的能力。 本次毕业设计是对西安市某综合楼的空调工程设计，针对综合楼建筑，主要是对它的商铺、办公室等的室内空气进行中央空调的系统的设计，使之符合风速、温度、湿度、及人的舒适性需要。本建筑物的最终确定方案为：采用风机盘管加新风系统，这样可以充分发挥建筑的灵活性和实用性，又可以满足室内人员的要求。采用螺杆式冷水机组作为冷源。水系统选择闭式、竖直同程、水平异程式、双管制、单级泵，变流量系统。 在本设计中新风入口采用固定的防水百叶窗，以防雨水进入。在根据综合楼的实际情况，建筑面积较大的场所采用下送风气流组织形式，且选用双层百叶回风口；回风道均在吊顶上布置，这样布置风道的优点是减少投资，且不占用建筑面积，与装修协调容易。 通过本次设计要我们要学会进行空调工程设计的基本技能，掌握基本的设计思想，达到综合运用所学专业知识和培养独立的工作能力和设计目标。 由于我的水平有限，在设计过程中肯定存在一些不足和错误之处。恳切希望老师们给予宝贵的意见。3第2章 设计参数2.1 地点 西安市（北纬34，东经10893；）2.2 室外气象参数表2-1 室外气象参数表地理位置南京海拔，m大气压力，kPa室外平均风速，m/s北纬东经9.9冬季夏季冬季夏季340010893978.7959.21.82.22.3 室内空气计算参数夏季2：室内温度：26；相对湿度：4060%；气流平均速度0.3m/s。2.4 围护结构参数1. 外墙4：传热系数k=0.73W/ m2.oc。墙体属于型，由外至内分别为：外粉刷加喷浆，砖墙240mm厚，保温层厚50mm，钢板网抹灰加油漆。 图 2-1 2. 屋顶4 传热系数k=0.48W/ m2.oc。屋顶属于型，由上至下分别为：预制细石混凝土板25 mm，表面喷白色水泥浆，通风层200mm，卷材防水层，水泥砂浆找平层20mm，保温层沥青膨胀珍珠岩125mm，隔汽层，现浇钢筋混凝土板70mm，内粉刷。图 2-33. 窗户4：一至四层东南外窗，东北外窗高为5100mm，为全玻璃窗，玻璃采用8mm厚的双层玻璃，K=2.69W/ m2.oc；其他窗窗框为金属，玻璃比例为80%，K=2.6W/ m2.oc；4. 门4：保温玻璃门，传热系数k=2.6W / m2.oc 5. 传热系数： 2 （2-1）式中 内表面对流换热表面传热系数， W/(m2 )；墙体厚度，m；导热系数，W/(m )；内表面对流换热表面传热系数，W/(m2 )；所以：外墙的传热系数：=0.73 W/(m2 )； 屋顶的传热系数：=0.48 W/(m2 )； 窗户的传热系数：=2.69W/(m2 )，=2.6W/(m2 )； 门的传热系数：=2.6 W/(m2 )。5第3章 工程概述和空调设计特点3.1 工程概述西安市某综合楼，地下一层，地上十二层，地下一层为设备用房。该建筑水、电、热、气源资料如下：水源：该建筑有市政给排水管线，水源较充足，水质较硬。电源：有380V和220V电源，用电容量能够满足要求。热源：该建筑附近有市政供热。气源：该建筑北侧敷设有天然气管道，天然气低位热值为19000kJ/Nm3，且供应量充足。本设计范围包括：一层十二层空调系统设计以及地下一层制冷机房系统设计。3.2 设计特点3.2.1 空调系统的选择空调系统一般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状的系统，在工程上，应考虑建筑物的性质和用途，热湿负荷的特点，温室度调节和控制要求，空调机房的面积和布置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统。由于综合楼的使用性质和使用功能在整体上是一致的，所以在本设计中，采用风机盘管加新风的系统，从而为人们提供一个舒适及卫生的使用环境。对于全空气系统，它具有以下优点：（1）设备简单，节省初投资；（2）可以严格的控制室内温度和相对湿度；（3）可以充分进行通气换气，室内卫生条件好；（4）空气处理设备设置在机房内，维修管理方便 ；（5）可以实现全年多工况节能运行调节，经济性能好；（6）使用寿命长；（7）可以有效的采取消声和隔振措施。对于风机盘管加新风系统，空气处理方式有以下几种:（1）新风处理到室内空气焓值，新风机组不承担室内冷负荷；（2）新风处理到低于室内空气的含湿量值，新风机组承担部分室内冷负荷；（3）新风处理到室内空气焓值,不承担室内冷负荷。风机盘管机组处于湿工况运行，卫生条件差。新风与回风混合后进入风机盘管处理，风机盘管的负荷和风量较低，因此机型较大。 当它与其它空调形式相比，风机盘管加新风系统有如下优点：（1）布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用；（2）各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组,节省运行费用，灵活性大，节能效果好；（3）与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间；（4）机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装；（5）只需新风空调机房，机房面积小；（6）使用季节长；（7）各房间之间不会互相污染；（8）具有个别控制的优越性 ，水系统采用冷热水自动控制温度调节器等，可灵活调节各房间的温度，室内无人时机组可停止运行，经济，节能。它缺点是：（1）对机组制作要求高，则维修工作量很大。（2）机组剩余压头小室内气流分布受限制。（3）分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便。（4）无法实现全年多工况节能运行调节。（5）水系统复杂，易漏水。（6）因机组设在室内，与建筑布局可能有矛盾，需在建筑上配合和协调。（7）过滤性能差。由于本系统采用风机盘管加新风系统供给室内新风，即把新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内冷负荷方案。这种方案既提高了该系统的调节和运转的灵活性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管结露现象可以得到改善。每层设一个新风机组，将新风用风管送至各个房间，风机盘管负责处理回风负荷。每层设一个新风机组的优点在于：（1）保证室内一定的正压，防止室外空气渗入而破坏室内温度均匀性。（2）不断向室内送新风，可及时排走污气。利用风机盘管的高、中、低三档来调节室内冷量。用来满足室内负荷的变化。另外，利用三通调节阀来调节冷水流量，也是起到了调节的作用。当室内无人时，冷水可以不经过风机盘管而直接流回，以节省冷量，其运行费用远比诱导器系统低。而且，新风经净化处理以后，经由管道直接送入房间，空气的品质有了极大的保证，室内的空气质量也有了很大的提高，这种系统往往应用于对空气要求较高的房间且运行费用较高，这也是这种系统的缺点。其主要特点有以下几个方面：A.布置方便灵活，各房间可独立调节，既节能又节省费用。B.由于独立新风系统和独立机组，调节灵活，管理方便。C.系统噪声小，有利于形成比较宁静的环境。控制调节方法优越，能适应人体，舒适感有比较宽的调节范围。3.2.2 冷热源的选择空调系统的冷热源是系统组成的三大部分中的重要部分。它空调系统提供冷媒和热媒，空调系统可以直接或间接地通过冷媒从室内除去热量，也可以直接或间接地通过热媒向室内加入热量，以维持被调房间的热湿环境。（1）活塞式冷水机组它是由活塞制冷压缩机、卧式管壳式冷凝器、热力膨胀阀和干式蒸发器等组成，并配有自动（或手动）能量条件和自动安全保护装置， 目前常用的制冷剂有R22、R134a。活塞式冷水机组的类型及特点如下。根据一台冷水机组中压缩机台数的不同，活塞式冷水机组可以分为单机头和多机头两种。采纳多机头冷水机组时，可逐台启动，在部分负荷运行时，其调节性能和节能效果好。而采用单机头冷水机组时，当转速不便时可，只能通过改变气缸数来实现分级调节。活塞式冷水机组还分为整机型和模块化冷水机组。模块化冷水机组是由多个模块单元组合而成，每一模块有包含了两个完全独立的制冷系统，其单元制冷量为130KW，最大单机容量可达1040KW。模块化冷水机组的容量可根据负荷进行组合，调节灵活，部分负荷运行时性能好，占地面积小，比整体型的冷水机组节约占地面积50%；而且运输、安装灵活方便、特别适用于改造工程。（2）螺杆式冷水机组它是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、油分离器、自控元件等组成的一个完整的的冷水系统。螺杆式冷水机组的特点如下；结构简单、紧凑、体积小、重量轻、运转部件少、因此机器易损件少，运行周期长，维修工作量小；运行平稳安全可靠，操作方便，可以在较高的压缩比工况下运行；容积效率高由于采用喷油冷却，压缩机排气温度较低，工作腔没有余隙溶剂；制冷量调节范围大，通过滑阀调节制冷负荷，可以进行从100%-10%范围内的无级能量调节；半封闭式螺杆机组外表面装有易于拆卸的吸声罩，并装有过热保护、排气温度控制、油位控制、油位观察镜、冷冻油电加热器等，采用微机控制。（3）离心冷水机组它是由离心式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、截流机构等组成。离心式冷水机组的制冷量较大，常用的制冷剂为R22、R134a。离心式冷水机组又有单级压缩与多极压缩之分。离心式冷水机组适用于大型空调制冷系统。（4）风冷式冷水机组风冷式机组的主要特点如下。冷凝温度受环境温度的影响较大；风冷式冷水机组产品规格齐全，制冷量范围大，为设计选型提供方便；风冷式冷水机组一般安装在室外，不需要专门的机房；与水冷式冷水机组相比，省掉了冷却水系统与设备，但机组价格较高。（5）溴化锂吸收式冷水机组溴化锂吸收式冷水机组的特点如下。利用热能为动力，节约电耗；制冷机组在真空状态下运行，无高压爆炸危险，安全可靠；除屏蔽泵外，无其他振动部件，运行安静；制冷量范围广；对外界条件变化的适应性强；气密性要求高；腐蚀性强。（6）热泵式冷热水机组热泵式冷热水机组具有以下特点。用空气作为低位热源，取之不尽，用之不竭，处处都有，可以无偿地获取；空调系统的冷热源合二为一；夏季提供7 0C冷冻水，冬季提供4550 0C热水，一机两用；空调水系统省却冷却水系统；不需要另设锅炉房或热力站；要求尽可能的将空气源热泵冷水机组布置自室外，如布置在裙楼顶上、阳台上等，这样可以不用占用建筑物的有效面积；安装简单，运行管理方便；不污染使用场所的空气，有利于环保。但是，在使用过程中，我们应注意以下的问题。空气源热泵冷水机组在冬季运行时，当空气侧换热器表面的温度低于周围空气温度的露点温度且低于0oC时，换热器的表面就会结霜。当室外空气相对湿度大于70%，温度在35oC范围时，机组的结霜最严重。机组结霜将会降低空气侧换热器的传热系数，增加空气侧的流动阻力，使得风量减小，机组的供热能力就会下降，严重时机组就会停机。因此，机组要及时除霜才行。机组的供热能力和供热性能系数的大小受室外空气状态参数的影响很大。室外大气温度愈低，机组的供热能力和制冷性能系数也愈小。综上所述，在根据西安地区的能源结构与能源使用现状及目前的经济发展水平，从节能的角度出发进行设计，本系统本建筑物采用螺杆式冷水机组作为冷源。板式换热器作为热源。11第4章 空调系统冷、热、湿负荷的计算4.1 冷、热、湿负荷的概念 冷负荷计算是空调设计及合理选用空调设备的主要依据。从性质上来看，空调冷负荷可分为围护结构冷负荷和室内冷负荷。本设计中利用冷负荷系数法逐时计算空调冷负荷。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。房间冷、热、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种：外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷；内围护结构冷负荷；外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷；透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷；设备散热引成的冷负荷；人体散热引起的冷负荷；照明散热引起的冷负荷；在冷负荷的计算方法上，本设计采用冷负荷系数法计算空调冷负荷。 主要热负荷包括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；其中围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量（朝向修正、风力附加、外门开启附加、高度附加等），由于在空调房间内的空气为正压，故由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量不予考虑。主要湿负荷有人体散湿量和敞开水表面散湿量，根据本建筑的特点，只计算人体散湿量。4.2 主要计算公式4.2.1 冷负荷1.外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷3 (4-1)式中 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；外墙和屋面的面积，m2；外墙和屋面的传热系数，W/(m2 )，由暖通空调附录2-2和附录2-3查取；室内计算温度，；外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，由暖通空调附录2-4和附录2-5查取；地点修正值，由暖通空调附录2-6查取；吸收系数修正值，取=1.0；外表面换热系数修正值，取=0.94；2.内围护结构冷负荷3 (4-2)式中 内围护结构（如内墙、楼板等）传热系数，W/(m2 )；内围护结构的面积，m2；夏季空调室外计算日平均温度，；附加温升，可按暖通空调表2-10查取。3.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷3 （4-3）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，W/(m2 )，由暖通空调附录2-7和附录2-8查得；窗口面积，m2；外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，由暖通空调附录2-10查得；玻璃窗传热系数的修正值；由暖通空调附录2-9查得；地点修正值，由暖通空调附录2-11查得；4.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷3 (4-4)式中 有效面积系数，由暖通空调附录2-15查得；窗口面积，m2；窗玻璃的遮阳系数，由暖通空调附录2-13查得；窗内遮阳设施的遮阳系数，由暖通空调附录2-14查得；日射得热因数，由暖通空调附录2-12查得；窗玻璃冷负荷系数，无因次，由暖通空调附录2-16至附录2-19查得；5.设备散热引起的冷负荷3 （4-5）式中 设备和用具显热形成的冷负荷，W； 设备和用具的实际显热散热量，W；设备和用具显热散热冷负荷系数，可由暖通空调附录2-20至附录2-21查得。如果空调不连续，则=1.0。6.人体散热形成的冷负荷3(1)人体显热散热形成的冷负荷 (4-6)式中 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，由暖通空调表2-13查得； 室内全部人数；群集系数，由暖通空调表2-12查得；人体显热散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-23查得；(2)人体潜热散热形成的冷负荷 (4-7)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，W； 室内全部人数； 群集系数，由暖通空调表2-12查得；7.照明散热形成的冷负荷3白炽灯 (4-8)日光灯 (4-9)式中 照明灯具所需功率，W； 镇流器消耗功率系数，明装时，=1.2，暗装时，=1.0； 灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，=0.50.6；无通风孔时，=0.60.8； 照明散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-22查得。8.计算建筑的各楼层分项逐时冷负荷总表见附录表4-1。4.2.2 湿负荷人体散失量3： (4-10)式中 人体散湿量，kg/s； 成年男子的小时散湿量，g/h；室内全部人数；群集系数，由暖通空调表2-12查得。综合楼的房间逐时冷负荷见附录。16第5章 新风负荷计算5.1 概念室外新鲜空气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（简称新风）是必要的。由于夏季室外空气焓值和气温比室内空气焓值和气温要高，空调系统下界为处理新风势必要消耗冷量。但是空调处理新风所消耗的能量是比较大的，所以，空调系统中新风量的大小要满足空气品质的前提下，应尽量选用较小必要的新风量，否则，新风量过多，将会增加空调制冷系统与设备的容量（具体计算新风量见第六章）。5.2 计算公式1.夏季，空调新风冷负荷按下式计算：3 (5-1)式中 夏季新风冷负荷，kW；新风量，kg/s；室外空气的焓值，kJ/kg；室内空气的焓值，kJ/kg；以四层北朝向标准客房为例计算新风冷负荷：=0.02kg/s；=85.2kJ/kg；=59.2kJ/kg；=0.02X（85.259.2）=0.52KW其余计算见附表第6章 送风量及新风量的计算6.1 送风量的计算1.热湿比： 3 (6-1)式中 房间全热冷负荷，kW； 房间湿负荷，kg/s；2.送风量 3 (6-2)式中 送风量，kg/s；室内全热冷负荷，kW；、分别为室内空气和送风的比焓，kJ/kg；3.确定各个状态点室内：=26、=60%、=59.2kJ/kg、=10.5 g/kg；室外：=35.8、=73%、=85.2kJ/kg、=28.3 g/kg；送风：=18、=60%、=43.1 kJ/kg、=9.7 g/kg；4.各送风量的计算，见表6-2和表6-3。6.2 新风量的计算1.最小新风量确定原则：(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)保证房间的正压。在全空气系统中，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。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.新风量根据各房间的使用性质，按下表数值采用。表6-1 新风量一览表建筑类型吸烟情况新风量(m3/h人)备注适量办公室有一些30商铺无20客房有一些303.保持正压新风量，可按下式计算： 3 (6-3)式中 从房间缝隙渗出的风量，也就是正压风量，m3/s；缝隙（门、窗等）面积，m2； 房间内正压，缝隙两侧的压差，一般取510Pa； 流量系数，0.390.64； 流动指数，0.51，一般取0.65；6.3 确定焓湿图1.空气-水风机盘管系统新风处理到室内的焓值，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。新风与风机盘管的空气处理过程及送风（风机盘管送风和新风）在室内的状态变化过程在图上的表示见图6-2。室外的新风被冷却处理到机器露点；此点的温度根据设计的室内状态点的焓值盘管加独立新风系统空气处理过程线与相对湿度90%95%线交点确定。图6-1 空气-水风机盘管系统处理过程6.4 举例计算1.风机盘管系统以综合楼四层北朝向客房为例，该客房的冷负荷为=0.8KW，湿负荷：=0.2kg/h；(1) 热湿比：=14400 kJ/kg；(2) 根据室温允许波动范围，确定送风温差：8，得送风温度=18。在大气压力=101325Pa的图上（如图6-2所示），通过点做=14400kJ/kg的直线与=18相交，其交点即送风状态：47.7 kJ/kg，9.7 g/kg，=73%。(3) 总送风量：=0.07k=194.14 m3/h。(4) 新风量按每人30计算，则新风量:=302=60 m3/h。(5) 风机盘管风量：=-=134.14 m3/h。(6) 风机盘管机组出口的焓值：hF=43.1kJ/kg表6-2 风机盘管系统各值计算结果一览表一十二层负荷(KW)438.7新风量(m3/h)21234新风冷负荷(kW)147.620第7章 气流组织计算7.1 布置原则1满足室内设计温湿度及其精度、工作区允许的气流速度、噪声标准及防尘要求；2气流分布均匀，避免产生短路及死角；3与建筑装饰有较好的配合。67.2 气流组织分布1风机盘管加新风系统的气流组织：为保持室内空气均匀，送风口和回风口均匀的布置在吊顶上，风机盘管的送风口采用双层百叶送风口（自带调节阀），回风口采用单层百叶回风口（自带调节阀）。7.3 各风口的选择计算1散流器的选择计算（以一层为例）3(1) 散流器采用对称布置，每个承担2.5m2.5 m的送风区域；按散流器颈部风速3m/s选择散流器规格；(2) 喉颈部面积：=53992m3/h/（23个3m/s）=0.22m2初选方形四面吹散流器（FK-22），颈部尺寸：630 mm400 mm；(3) 效核：颈部速度：=53992m3/h /(230.252)=2.6 m/s,散流器实际出口面积为颈部面积的90%，即=0.25290%=0.227 m2，则散流器出口风速=2.6/0.9=2.9 m/s；求射流末端速度为0.5 m/s的射程：=3.53m ；计算室内平均速度：=0.19 m/s查资料，夏季工况送冷风时，则室内平均风速为0.19X1.2=0.228 m/s，满足舒适性空调夏季室内风速不应大于0.3 m/s的要求。所选散流器符合要求。2具体的各个风口尺寸见图纸。7.4 新风入口的选择计算1由于该接待一至十二层分为十二个系统，新风入口设双层防雨百叶新风口，直接从室外取新风，采用自然进风系统。2风口的设计流速为：24 m/s。 3.新风口的尺寸型号见图纸。45第8章 空调系统的设计计算及设备选择8.1 风系统的设计计算8.1.1 风道布置原则1.合理利用空间，并同建筑结构配合，尽量考虑到美观；2.不能影响工艺及操作；3.管路应尽量短，且转弯少，便于施工与制作；4.考虑到运行调节的灵活性。8.1.2 风管设计风管是中央空调系统必不可少的重要组成。空调送风和回风、排风、新风供给，正压防烟送风，机械排烟系统均要用到风管。风管系统的设计正确与否，关系到整个空调系统的造价、运行的经济性以及运行效果。风管系统的设计的基本任务是：布置合理的管线；经济合理的确定风管的形状及各段截面的尺寸，以保证实际风量符合设计得要求；并计算系统的总阻力。本系统的风力计算采用假定流速法。风管用镀锌钢板制作，布置时应注意整齐，美观和便于维修、测试，应与其他管道统一考虑，以防止冷热源管道之间的不利影响，设计时应考虑各管道的装拆方便；布置时应还尽量使排（回）风口与送风口远离，送风口应尽量放在排风口的上风侧；为避免吸入室外地面灰尘，送风口底部应距地面不宜低于2m。根据室内允许噪声的要求，风管干管流速取58m/s，支管取35m/s来确定管径(具体尺寸见图纸)。圆形风管强度大耗材小，但是占用有效空间大，其弯头与三通需较长距离。矩形风管占用的有效空间小，易于布置，明装美观等优点，故本设计空调系统中采用矩形风管。空调系统的风管(对于本设计主要新风管）、水管的布置见图，设计时遵循以下要点：(1) 风管断面与建筑结构配合，做到与建筑空间完美统一。(2) 风管布置尽量短，避免复杂的局部构件。弯头，三通等管件安排得当，与风管的连接合理，以减少阻力噪声，(3) 新风入口应选在室外空气较洁净的地点，为避免吸入灰尘，尽风口底部距室外地面不宜低于2米本设计中采用镀锌薄钢板，该种材料做成的风管使用寿命长，摩擦阻力小，风道制作快速方便，通常可在工厂预制后送至工地，也可在施工现场临时制作。风管的形状一般为圆形和矩形，圆形风管强度大，耗材量少，但占有效空间大，其弯头与三通需较长距离，矩形风管占由空间较小，易于布置、明装较美观的特点。综上所述，本设计采用矩形风管。8.1.3 风管水力计算 1.风管设计的基本任务（1）确定风管的形状和选择风管的尺寸。（2）计算风管的沿程阻力和局部阻力。（3）与最不利环路并联的管路的阻力平衡计算。 2.风管水力计算方法:假定流速法（1）绘制空调系统轴测图,并对各段风管进行编号,标注风量和长度。（2）确定风管内的合理流速。（3）根据各风管的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸,计算沿程阻力和局部阻力。（4）与最不利环路并联的管路的阻力平衡计算。为了保证各送、排风点达到预期的风量，必须进行阻力平衡计算。一般的空调系统要求并联管路之间的不平衡率应不超过15%。若超出上述规定，则应采用下面几种方法使其阻力平衡。a.在风量不变的情况下，调整支管管径；b.在支管断面尺寸不变情况下，适当调整支管风量；c.阀门调节。（5） 计算系统的总阻力。沿程阻力的计算公式: 式中：Rm单位长度的比摩阻， Pa/mL管长，m局部阻力的计算公式: 式中 ：Z局部阻力，Pa；局部阻力系数；v与对应的风道断面平均速度,m/s。例1、一层的风道水力计算。 解：1.管道的布置及各管道进行编号，标注风量和长度。选定最不利环路。本系统的的最不利环路为1-2-3-4-5-6-7。 2. 根据各管道的分量及选定的流速，确定最不利管路各管段的断面尺寸及沿程阻力和局部阻力如下。管段12摩擦阻力计算如下。取管内流速，则实际。取标准规格断面尺寸，故实际流速。当量直径按流速当量直径Dv=630mm及实际流速，查通风管道单位长度摩擦阻力线算图并进行粗糙度修正后的，该管道的摩擦阻力为：局部阻力计算如下。从阻力设计手册、暖通设计手册等资料查出各管件的局部阻力系数。直流三通： 查得多叶调节阀：渐缩管：总的局部阻力系数为：局部阻力按下式计算:管段3-4的阻力： 同理可计算出其它管道的摩擦阻力和局部阻力。所以，为了保证各送风点达到预期的风量，系统应安装风量调节阀，通过改变阀门的开度，调整管道的阻力，使得并联管段阻力平衡不超过15%。具体计算结果见附录。8.2 水系统的设计计算8.2.1 水系统的设计选择在空调水系统中，常用水管的管材有焊接钢管、无缝钢管、镀锌钢管及PVC塑料管几种。镀锌钢管与无缝钢管通常用于空调冷、热水及冷却水系统。焊接钢管的造价便宜，但其承压能力相对较低，一般常用于工作压力不大于1.6MPa的水系统中。无缝钢管价格略贵于焊接钢管，其承压能力较高，可采用不同的壁厚来满足水系统对工作压力的要求。镀锌钢管的特点是不易生锈，对于空调冷凝水管来说是比较合适的。尽管镀锌钢管从使用功能上来说可以满足冷冻水和冷却水系统的承压要求，但因其造价较贵，大量在这些系统中使用从经济上是不合理的。空调冷凝水也可以采用PVC塑料管，其内表面光滑，流动阻力小，施工安装也比较方便。综上所述，在本设计中，冷冻水系统的管材采用镀锌钢管，冷凝水系统管材采用聚氯乙烯塑料管。8.2.2 系统水管水力计算水力计算的主要目的是根据要求的流量分配，确定管段的管径和阻力，进而确定动力设备(水泵等)的型号和动力消耗，或根据已定的动力设备，确定保证流量分配的管道尺寸。本次设计中是根据要求的流量分配，来确定管径和阻力。阻力管段中流体流动的阻力分为沿程阻力和局部阻力。供、回水管的管径按比摩阻120400Pa/m来选取。供回水冷水温度为7/12。为考虑各并联环路的压力损失易于平衡，风机盘管冷冻水立管管径相对放大一号选取。1）管径的确定： 式中：Mw水流量，m3/s V水流速，m/s 2）沿程阻力: 式中：R单位长度的沿程阻力,又称比摩阻,，Pa/mL管段长度，m3）局部阻力: 式中：-局部阻力系数 -水的密度，1000 m3/s V水流速,m/s水管具体计算结果见附录表。8